組合鋼板樁在軟土基坑支護(hù)中的應(yīng)用

何雪松王建蘭李仁民，3

(1.南京地鐵建設(shè)有限責(zé)任公司，江蘇南京 210017; 2.江蘇東合南巖土工程技術(shù)研究有限公司，江蘇南京 210036; 3.東南大學(xué)巖土工程研究所，江蘇南京 210096)

組合鋼板樁在軟土基坑支護(hù)中的應(yīng)用

何雪松1王建蘭2李仁民2，3

(1.南京地鐵建設(shè)有限責(zé)任公司，江蘇南京 210017; 2.江蘇東合南巖土工程技術(shù)研究有限公司，江蘇南京 210036; 3.東南大學(xué)巖土工程研究所，江蘇南京 210096)

依托南京市中保村集資建房基坑支護(hù)項(xiàng)目，通過分析項(xiàng)目的周邊環(huán)境及地質(zhì)條件，采用一種新型綠色環(huán)保的組合鋼板樁基坑支護(hù)體系，并對其設(shè)計(jì)方法作了說明，實(shí)踐證明該支護(hù)體系具有安全可靠、造價(jià)低、工期短、可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。

組合鋼板樁，軟土地區(qū)，基坑支護(hù)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化步伐的加快，為滿足日益增長的市民出行、軌道交通換乘、商業(yè)、停車等功能的需要，在用地愈發(fā)緊張的密集城市中心，結(jié)合城市建設(shè)和改造開發(fā)大型地下空間已成為一種必然。地下空間的開發(fā)必然涉及到基坑工程。

基坑工程屬于能耗高、污染較大的行業(yè)。因此，在基坑工程的方案設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮到基坑工程的可持續(xù)發(fā)展，盡量采取措施節(jié)約社會資源，降低能耗。

鋼板樁由于自身剛度較小，作為支護(hù)結(jié)構(gòu)使用時(shí)常變形較大，對基坑挖深較深，周邊環(huán)境較復(fù)雜的項(xiàng)目不宜采用。通過鋼板樁與其他形式的鋼材構(gòu)件進(jìn)行組合，可以提高組合體的剛度，進(jìn)而拓寬鋼板樁的應(yīng)用范圍，目前國內(nèi)已有這方面的嘗試［1-4］。然而，目前已有的少數(shù)組合鋼板樁支護(hù)案例僅運(yùn)用于水利工程中，在對周邊環(huán)境較為嚴(yán)格的城市房建基坑工程中鮮有應(yīng)用。本文依托南京市中保村集資建房基坑支護(hù)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了一種新型綠色環(huán)保的組合鋼板樁基坑支護(hù)體系。實(shí)踐證明該支護(hù)體系具有安全可靠、造價(jià)低、工期短、可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。為軟土地區(qū)基坑支護(hù)形式提供了參考。

1 工程概況

中保村集資建房基坑支護(hù)項(xiàng)目場地位于南京市銀城街以北，中保街以南，錦江路以東，漓江路以西?；用娣e約550 m2，周長約為94 m?？蚣艚Y(jié)構(gòu)，采用樁基礎(chǔ)?！?.00 m相當(dāng)于絕對標(biāo)高7.80 m，自然地表相對標(biāo)高-1.20 m，底板面標(biāo)高為-7.30 m，底板厚度1.10 m，考慮200 mm墊層，基坑普遍區(qū)域開挖深度為7.40 m，局部降水井、電梯井深坑落深1.20 m。

2 基坑周邊環(huán)境

基坑?xùn)|側(cè):基地東側(cè)為兩棟7層建筑，該建筑為深攪樁基礎(chǔ)，地下室底板邊界線距離該兩棟建筑的距離分別為18.7 m，18.6 m，如圖1所示。

基坑南側(cè):基地南側(cè)為釘子河，釘子河外為銀城街，地下室底板邊界線距離釘子河的距離為18.0 m。

基坑西側(cè):基坑西側(cè)為一棟17層高層建筑，地下室底板邊界線距離高層建筑的距離為24.1 m，如圖2所示。

圖1 東側(cè)兩棟7層建筑

圖2 西側(cè)一棟17層建筑

基坑北側(cè):基坑場地北側(cè)為一施工工地，為材料堆放場地及活動(dòng)板房。

3 工程地質(zhì)概況

場地原有建筑現(xiàn)已拆除，已填土整平，現(xiàn)地形較平整。該場地范圍內(nèi)測得孔口標(biāo)高為6.46 m～6.80m，高差0.34 m。地貌隸屬于長江漫灘地貌單元。

根據(jù)野外鉆孔揭示、原位測試及室內(nèi)土工試驗(yàn)成果綜合分析，本場地地基土層在鉆探深度范圍內(nèi)自上而下可分為4層，其中第②層細(xì)分為5個(gè)亞層，第④層分為2個(gè)亞層，現(xiàn)將各土層特征分述如下(見圖3):

②-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土():灰黃色，軟塑，含腐殖質(zhì)及貝殼碎片，無搖振反應(yīng)，稍有光澤，中低干強(qiáng)度，中低韌性，高壓縮性。該層局部缺失，厚度0.6 m～1.4 m，層頂標(biāo)高6.46 m～6.80 m。

圖3 典型工程地質(zhì)剖面圖

圖4 圍護(hù)體平面布置圖

④-1強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖(K2c):紫紅色，巖芯上部呈土狀，下部呈砂土夾碎塊狀，手捏易碎，浸水易軟化，風(fēng)化裂隙發(fā)育。該層全場分布，厚度3.40 m～4.60 m，層頂標(biāo)高-54.47 m～-53.49 m。

④-2中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖(K2c):棕紅色，巖芯呈柱狀，手折易斷。巖石遇水軟化。巖芯采取率90%～95%左右。巖芯長度大于10 cm占80%～85%。巖體完整程度分類為較完整，巖石堅(jiān)硬程度分類為軟巖，巖體基本質(zhì)量等級可達(dá)Ⅳ級。該層全場分布。本次勘察未揭穿，最大揭露厚度10.20 m。

本場地鉆探深度范圍內(nèi)，地下水類型主要為孔隙潛水，主要賦存于①層雜填土及以下的②層軟土中，勘探期間，孔隙潛水初見水位埋深一般在0.30 m～0.50 m之間，標(biāo)高在6.06 m～6.40 m，穩(wěn)定水位埋深一般在0.25 m～0.40 m之間，標(biāo)高在6.11 m～6.50 m。水位主要受大氣降水及場區(qū)周圍地表水系側(cè)向徑流的影響，雨季水量較豐富。

下部③層粗砂混礫石層為地下含水層，含水較豐富，透水性較強(qiáng)，具承壓性質(zhì)，但由于該層土埋藏太深，因此對本基坑工程無實(shí)質(zhì)性的影響。

4 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

本工程原支護(hù)方案為鉆孔樁+周邊止水帷幕，坑內(nèi)兩道鋼筋混凝土支撐，工期8個(gè)月。

建設(shè)單位考慮節(jié)約工期、降低成本的需要，最終建設(shè)單位采用我方提出的“組合鋼板樁”方案，工期5個(gè)月。該方案具體如下:采用鋼板樁與H型鋼組合形式，作為擋土止水體系，坑內(nèi)采用一道H型鋼支撐作為水平支撐體系，基坑內(nèi)地下水采用“集水明排”方式處理，見圖4。鋼板樁采用18 m(單節(jié))NSP-Ⅳw鋼板樁，H型鋼采用12 m長588×300×12×20 H型鋼，間距1.2 m?？觾?nèi)圍檁、支撐、立柱均采用400×400×12×21 H型鋼。

圖5 組合鋼板樁實(shí)物圖

圖6 基坑開挖至坑底

5 現(xiàn)場實(shí)施效果

2012年11月～2013年4月施工，采用此工法一次成功，大大縮短了基礎(chǔ)工程的施工周期，為上部結(jié)構(gòu)施工贏得了時(shí)間(見圖5，圖6)。同時(shí)，在工程質(zhì)量和安全方面均得到了有效保證，并受到了建設(shè)單位、監(jiān)理單位及上級領(lǐng)導(dǎo)的贊譽(yù)。

6 結(jié)語

本文依托南京市中保村集資建房基坑支護(hù)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了一種新型綠色環(huán)保的組合鋼板樁基坑支護(hù)體系。實(shí)踐證明該支護(hù)體系具有安全可靠、造價(jià)低、工期短、可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。為軟土地區(qū)基坑支護(hù)形式提供了參考。

［1］ 湯永根.CAZ組合鋼板樁的沉樁施工［J］.建筑施工，2002，1 (24):10-13.

［2］ 王定武.HZ/AZ組合鋼板樁施工技術(shù)［J］.水運(yùn)工程，2011 (12):167-170.

［3］ 趙海豐.H+Hat組合鋼板樁在基坑工程中的適用性研究［J］.人民長江，2012，43(10):27-31.

［4］ 馬玉臣.大型組合鋼板樁振動(dòng)下沉樁施工工藝及應(yīng)用［J］.中國水運(yùn)，2008，8(7):74-75.

App lication of com posite steel sheet pile in soft soil foundation pit support

He Xuesong1W ang Jianlan2Li Renm in2，3

(1．Nanjing Metro Construction Co．，Ltd，Nanjing 210017，China; 2．Jiangsu South＆East Geotechnical Engineering Co．，Ltd，Nanjing 210036，China; 3．Institute of Geotechnical Engineering of Southeast University，Nanjing 210096，China)

Based on the Nanjing Zhongbao village fund-raising building foundation pit support project，by the analysis on surroundings and geological conditions of project，using a new type and environmental protection composite green steel sheet pile foundation pit support system，explored its design method，the practice proved that the support system had safe and reliable，low cost，short time limit，recyclable and other advantages.

composite steel sheet pile，soft soil area，foundation pit support

TU463

A

1009-6825(2015)29-0072-02

2015-08-01

何雪松(1974-)，男，碩士，高級工程師; 王建蘭(1977-)，女，碩士，工程師; 李仁民(1976-)，男，博士