鋼板樁圍堰在淤泥質深基坑開挖中的應用

梁慶龍

摘 要：鋼板樁圍堰是水上橋梁承臺基礎施工中最常用的一種板樁圍堰形式。在淤泥質深基坑的開挖過程中起到非常重要的作用。鋼板樁，是一種帶有鎖口的鋼型，大小尺寸以及聯鎖形式有很多。比較常見的幾種鋼板樁有拉爾森式，拉克萬納式等。下面我們就結合沿海某地區平原軟土地質條件下，對鋼板樁圍堰在框架橋基坑支護是施工過程中應用進行一下簡單的介紹，對鋼板樁圍堰在淤泥質深基坑開挖中的應用進行詳盡的介紹。

關鍵詞：鋼板樁；淤泥質；深基坑；圍堰

1 工程概況

某市政工程施工項目在建設過程中要在水文地質資料如下的地點建設框架橋。此次施工地屬于海積平原，含水量平均1.9，快剪強度最高可達12KPa，空隙比將近70%。此外，該地軟土層的厚度較大，隔層分布相對穩定，達到正常固結土的范圍。同時，該地區由地表向下地質分布漸次進行，大致分為三種：地表為灰黃色的軟塑粘土，第二層是灰青色的流塑淤泥，最下層是卵石土層，從上至下圖層的厚度依次增大。

2 施工方案的選擇

2.1 施工條件

2.1.1 設計概況

該橋梁中心樁號為HC63+078，是一座材質為鋼筋混凝土的長度為4～18m的市政工程框架橋。這座橋由三孔框架組成，各個框架之間有相互貫通的沉降縫，但是又不完全融合。這座長寬高分別為640米、19.8米和7.6米的框架橋，其主要作用是為了實現汛期排洪。基礎承臺高1.4米，寬15.5米，材質為C25的鋼筋混凝土，同時使用PC550—B型號的管樁加以鞏固，樁頂伸入1.2米的錨固進入承臺。除此之外，由于原地面高度與預期高度不符，所以在承臺以下鋪墊4.1米厚的碎石，也就是說實際開挖8.13米。

2.2.2 周圍地區的施工影響物

由于該橋的建設地址處在兩河交界，右側24米處埋有通信光纜，所以在施工時，為了保證光纜不被破壞，需要與企業進行溝通協調，同時保證施工安全，就具有相當的難度。

2.2 選擇施工方案

在本橋梁建設時，需要開挖的基坑有效面積達64.2m×16.4m，基坑深度8.13m。此外，由于基坑周邊呈流塑狀，在一次支護過程中，對開展基坑開挖等工作都存在著一定的困難。并且，考慮到欲建橋梁的右側，有某單位的通信光纜，必須繞開光纜，所以說，在對基坑進行開挖的過程不可以單獨采用草土圍堰，分級擴大邊坡的方法進行支護，此外，綜合之前的工作經驗，并依據當前施工現場土質對施工過程造成的一系列困難，最后選擇在填河后用鋼板樁進行圍堰，之后在內部強化支撐的方式對開挖基坑進行支護。

3 鋼板樁圍堰方案概述

3.1 方案設計依據

3.1.1 按照JGJ120—99規范附錄A的標準確定鋼板嵌固深度，設為H，并且采用圓滑弧度條分發進行方案設計分析。

首先，我們要按照整體穩定的條件，對我們所需要的數值，即對需要嵌入地下的水泥圖強的深度值進行準確嚴密的計算（圖1）。

式中：Cik表示最危險滑動面上第ι土條滑動面上土的固結不排水剪粘聚力的標準值； li表示第ι個土條的弧長；ψik表示最危險滑動面上第ι土條滑動面上土的內摩擦角的標準值； bi表示第ι個土條的寬度；γk代表整體穩定分項系數，可取1.3；wi代表作用于滑裂面上第ι土條的重最，按上覆土層的天然土重計算；θi表示第ι條弧線的中點切線與水平線的夾角。

根據計算出的δ與原始數據ψk。查表得n=0.72；根據嵌固深度設計值可按下列公式確定：

Hd=1.1h0

故，Hd≈6.142m，依據施工荷載和鋼板的長度標準，初步確定選用15m以上的鋼板樁。為滿足規范的要求，確定坑基深度8.5m，嵌固深度7.2m。

3.1.2 圍囹和支撐材料：

出不選怎帶有支撐的板樁，借用三角形的穩定性，側面設為三角形，并借用鋼板自身抗變形能力進行框架布置。通過現場測量和精確計算，確定個支撐之間的間距。

3.2 設計方案的確定

采用15m長的拉森W型鋼板樁對框架橋主題基坑進行維護，圍堰構成工需要430塊鋼板樁組成一個舉行圍堰。基坑內部，選用540根鋼管進行豎向支撐，所挖基坑的尺寸為66.5m長，18.6m寬，其中，考慮為施工作業留出一定的距離，定為1.4m，圍護的總長度，即圍堰周長為170.2m，施工時可能會產生誤差，但應為170m左右，誤差不能過大。在基坑鋼板樁施打工作完成后，由內層布置的實際狀況分批次開始挖掘。第一批進行深長度挖掘，挖好第一層，為第二層打好基礎；第二批分段挖掘，然后用混凝土封底，最后用鋼筋綁扎并澆筑成形。

4 鋼板樁圍堰操作關鍵

以實際勘察施工現場的實施情況為根據，我們可以確定該項目的整體施工思路如下：首先將河道臨時改道，在即將修筑橋梁的位置填河、填筑碎石，以保證基礎穩固，隨后，修筑最基層的管樁。完成管樁的施工以后，就成功將橋梁的修建工程分為三個部分，分別是主體部分、輸入部分以及輸出部分并且按照先后順序依次對三個部分開展施工工作。當所有的分工工作都竣工之后，就可以將鋼板樁拆除。

4.1 鋼板樁的施工注意事項

4.1.1 鋼板樁位置的設置要考慮到框架橋的基礎施工，首先要便于施工，而且在框架橋基礎的外圍要留有余地，以便于進行支模、拆模等工作。

4.1.2 基坑護壁鋼板樁要盡量平直整齊的進行鋪設，為了保證有效利用鋼板，不浪費每一塊材料，要使鋼板尺寸最大限度接近甚至與模板吻合。

4.1.3 要保證鋼板樁支撐的完整，嚴禁在施工期間，由于任何原因隨意拆除各個支撐，給基礎施工的安全進行造成影響。

4.1.4 最重要的是要進行材質檢驗：對施工過程中各項材料的組成成分以及使用的機械性能進行全面檢查，以保證施工質量。

4.1.5 吊運鋼板樁：施工時宜采用兩點吊進行裝卸鋼板樁。安全起見，每次吊運的鋼板樁數量需要作出限制，同時應注意保護鎖口的完整性。吊運分成捆起吊和單根起吊兩種。

4.2 內支撐施工要點

完成鋼板樁施打以后，立即開始進行基坑開挖，并且加設圍堰內支撐的施工工作。根據內撐布蓋的實際情形，分三次進行挖掘：首先采用整體開挖法進行基坑的開挖9.8m的深度，為了保證第一層和二層之間的空間，必須在開挖同時進行支護；第二次就可以將剩余部分分段分條開挖，開挖后也同樣需要分段進行支護。同上次所述，第一次開挖使用長臂挖掘機，第二次則采用高壓水槍和吸泥泵相互配合開挖。

開挖及加設內支撐施工要點：首先，在承臺挖出深度大約為1m的一部分土，同時進行焊接八字撐桿。其次，使用挖掘機將靠近施工便道一側的鋼板樁采用填土的方式掩埋，以方便挖掘機進入圍護內挖土。同時保證填土的高度高出鋼板樁大于0.3米。第三，二次開挖要分段進行開挖。采用采用高壓水槍與吸泥泵相互配合的方式開挖速度快，但是由于泥漿排放的問題，成本相對較高。

加設各道支撐時，首先必須確保各道支撐的受力要均勻，避免出現局部集中受力而導致鋼板樁變形。

4.3 施工安全注意事項

4.3.1 由于要保證鋼板樁的完整性，所以鋼板樁的層部鋪設厚度至少要有30cm的保護層，同時，為了避免不必要的損失，要確保開挖前明確標出鋼板樁 位置。

4.3.2 開挖必須按照順序施工進行，實施倒退式開挖。

4.3.3 要及時清理開挖出的積土，保證開挖現場的挖掘秩序，堅決不能使積土堆積在鋼板樁外，以避免因積土而給施工現場帶來困擾，減緩施工節奏，降低施工效率。

4.3.4 要在承臺基坑底部周圍挖出一條20cmx20cm的人工水溝，提高排水效率，保證坑底不積水，以免在排洪時降低效率。

4.3.5 在圍堰四周布置排水溝，規格設計為35cmx35cm，防止下雨時引起不必要的積水。

4.3.6 圍堰拆除工作要保證工字鋼的再循環利用。

5 結語

在現在水利橋梁項目的建設中，基礎大多在地質條件為淤泥質的地方，建筑時，框架結構由于其自身一系列的優點而多被采納。事實勝于雄辯，通過上述對施工項目的詳細描述及施工步驟的具體分析，說明了用鋼板樁圍堰進行支護的可行性。

參考文獻

[1] 建筑基坑支護技術規程.中華人民共和國行業標準日GJJ.

[2] 交通部第一公路工程總公司主編.公路施工手冊·橋涵.

4.1.5 吊運鋼板樁：施工時宜采用兩點吊進行裝卸鋼板樁。安全起見，每次吊運的鋼板樁數量需要作出限制，同時應注意保護鎖口的完整性。吊運分成捆起吊和單根起吊兩種。

4.2 內支撐施工要點

完成鋼板樁施打以后，立即開始進行基坑開挖，并且加設圍堰內支撐的施工工作。根據內撐布蓋的實際情形，分三次進行挖掘：首先采用整體開挖法進行基坑的開挖9.8m的深度，為了保證第一層和二層之間的空間，必須在開挖同時進行支護；第二次就可以將剩余部分分段分條開挖，開挖后也同樣需要分段進行支護。同上次所述，第一次開挖使用長臂挖掘機，第二次則采用高壓水槍和吸泥泵相互配合開挖。

開挖及加設內支撐施工要點：首先，在承臺挖出深度大約為1m的一部分土，同時進行焊接八字撐桿。其次，使用挖掘機將靠近施工便道一側的鋼板樁采用填土的方式掩埋，以方便挖掘機進入圍護內挖土。同時保證填土的高度高出鋼板樁大于0.3米。第三，二次開挖要分段進行開挖。采用采用高壓水槍與吸泥泵相互配合的方式開挖速度快，但是由于泥漿排放的問題，成本相對較高。

加設各道支撐時，首先必須確保各道支撐的受力要均勻，避免出現局部集中受力而導致鋼板樁變形。

4.3 施工安全注意事項

4.3.1 由于要保證鋼板樁的完整性，所以鋼板樁的層部鋪設厚度至少要有30cm的保護層，同時，為了避免不必要的損失，要確保開挖前明確標出鋼板樁 位置。

4.3.2 開挖必須按照順序施工進行，實施倒退式開挖。

4.3.3 要及時清理開挖出的積土，保證開挖現場的挖掘秩序，堅決不能使積土堆積在鋼板樁外，以避免因積土而給施工現場帶來困擾，減緩施工節奏，降低施工效率。

4.3.4 要在承臺基坑底部周圍挖出一條20cmx20cm的人工水溝，提高排水效率，保證坑底不積水，以免在排洪時降低效率。

4.3.5 在圍堰四周布置排水溝，規格設計為35cmx35cm，防止下雨時引起不必要的積水。

4.3.6 圍堰拆除工作要保證工字鋼的再循環利用。

5 結語

在現在水利橋梁項目的建設中，基礎大多在地質條件為淤泥質的地方，建筑時，框架結構由于其自身一系列的優點而多被采納。事實勝于雄辯，通過上述對施工項目的詳細描述及施工步驟的具體分析，說明了用鋼板樁圍堰進行支護的可行性。

參考文獻

[1] 建筑基坑支護技術規程.中華人民共和國行業標準日GJJ.

[2] 交通部第一公路工程總公司主編.公路施工手冊·橋涵.

4.1.5 吊運鋼板樁：施工時宜采用兩點吊進行裝卸鋼板樁。安全起見，每次吊運的鋼板樁數量需要作出限制，同時應注意保護鎖口的完整性。吊運分成捆起吊和單根起吊兩種。

4.2 內支撐施工要點

完成鋼板樁施打以后，立即開始進行基坑開挖，并且加設圍堰內支撐的施工工作。根據內撐布蓋的實際情形，分三次進行挖掘：首先采用整體開挖法進行基坑的開挖9.8m的深度，為了保證第一層和二層之間的空間，必須在開挖同時進行支護；第二次就可以將剩余部分分段分條開挖，開挖后也同樣需要分段進行支護。同上次所述，第一次開挖使用長臂挖掘機，第二次則采用高壓水槍和吸泥泵相互配合開挖。

開挖及加設內支撐施工要點：首先，在承臺挖出深度大約為1m的一部分土，同時進行焊接八字撐桿。其次，使用挖掘機將靠近施工便道一側的鋼板樁采用填土的方式掩埋，以方便挖掘機進入圍護內挖土。同時保證填土的高度高出鋼板樁大于0.3米。第三，二次開挖要分段進行開挖。采用采用高壓水槍與吸泥泵相互配合的方式開挖速度快，但是由于泥漿排放的問題，成本相對較高。

加設各道支撐時，首先必須確保各道支撐的受力要均勻，避免出現局部集中受力而導致鋼板樁變形。

4.3 施工安全注意事項

4.3.1 由于要保證鋼板樁的完整性，所以鋼板樁的層部鋪設厚度至少要有30cm的保護層，同時，為了避免不必要的損失，要確保開挖前明確標出鋼板樁 位置。

4.3.2 開挖必須按照順序施工進行，實施倒退式開挖。

4.3.3 要及時清理開挖出的積土，保證開挖現場的挖掘秩序，堅決不能使積土堆積在鋼板樁外，以避免因積土而給施工現場帶來困擾，減緩施工節奏，降低施工效率。

4.3.4 要在承臺基坑底部周圍挖出一條20cmx20cm的人工水溝，提高排水效率，保證坑底不積水，以免在排洪時降低效率。

4.3.5 在圍堰四周布置排水溝，規格設計為35cmx35cm，防止下雨時引起不必要的積水。

4.3.6 圍堰拆除工作要保證工字鋼的再循環利用。

5 結語

在現在水利橋梁項目的建設中，基礎大多在地質條件為淤泥質的地方，建筑時，框架結構由于其自身一系列的優點而多被采納。事實勝于雄辯，通過上述對施工項目的詳細描述及施工步驟的具體分析，說明了用鋼板樁圍堰進行支護的可行性。

參考文獻

[1] 建筑基坑支護技術規程.中華人民共和國行業標準日GJJ.

[2] 交通部第一公路工程總公司主編.公路施工手冊·橋涵.