中心島式開挖和靜壓鋼板樁支護技術的應用研究

王志剛，徐 晉

（廣州市市政工程設計研究總院，廣東 廣州 510000）

中心島式開挖和靜壓鋼板樁支護技術的應用研究

王志剛，徐 晉

（廣州市市政工程設計研究總院，廣東 廣州 510000）

在詳細介紹廣州市市政設計院辦公樓的鋼板樁支護設計情況、特點以及施工工況流程的基礎上，針對靜壓法插打鋼板樁、放坡開挖、土臺加固、內支撐系統等關鍵環節進行了探討，從工程效果上說明中心島式開挖的可行性，為類似工程施工提供經驗。

鋼板樁；支護；中心島式開挖

0　引言

從20世紀60年代開始，隨著經濟的高速發展，各類基礎設施工程建設中樁基工程施工所帶來的振動和噪聲等建設公害問題引起了社會各界的高度關注，如傳統的電動錘和鉤機手，在我國樁基礎工程中使用較普遍。20世紀60年代，日本開始使用靜壓鋼板樁支護技術，它是一種無振動、無噪音的植入鋼板樁的施工技術，是對鋼板樁施工方式的革命創新，是敏感場地避免噪聲和振動的最好方法，特別適用于鄰近建筑物和界墻處，可以避免施工前的財產調查，減少擾動。

1　工程概況

本工程位于廣州開發區科學城，光譜路以北，光寶路西側。本工程基坑東西方向長度190.3 m，南北方向最寬82.8 m，最窄34.5 m，呈“菜刀形”。為區分方便，定義二層地下室部分為A區，一層地下室部分為B區。主體結構正負0.00等于絕對標高21.10 m，見圖1。

A區：長121.3～129.2 m，寬82.8 m，深9.3 m，支護結構采用連續密扣U型鋼鋼板樁墻結構，且頂部設800 mm×800 mm的鋼筋混凝土頂冠梁，坑內設鋼筋混凝土支撐與鋼支撐。

B區：長61.9 m，寬34.5 m，深5.4 m，支護結構采用連續密扣U型鋼鋼板樁墻結構，且頂部設800 mm×800 mm的鋼筋混凝土頂冠梁，坑內設鋼筋混凝土支撐與鋼支撐。

圖1　項目平面布置示意圖

根據資料分析，本基坑工程面臨的不利條件如下：（1）不利地質條件：流塑狀淤泥層厚度2～3.7 m，局部強透水砂層厚度：5.9 m；（2）重要建筑物需要保護：東北側A3變電站需要監測；（3）重要管線需要保護：φ273 mm燃氣管；（4）其它不利條件：紅線范圍施工場地狹窄，北側砂層厚度比較大。

本基坑采用連續型密扣U型鋼板樁墻結構。鋼板樁接口構造形式除應有利止水、打拔施工外，還需滿足鋼板樁組合斷面形式的設計要求。

2　施工工藝特點

第一階段：A區施工鋼板樁（B區可同時施工）—待樁頂冠梁達到強度后，A區基坑降土3 m，B區在原地面標高，施工主體結構靜壓管樁（主體基礎邊樁應先于鋼板樁施工，以滿足壓樁機械空間布置要求和防止擠壓鋼板樁）；

第二階段：施工A區坑內護坡攪拌樁—坑外降土1～2 m—按坑內開挖線開挖并做插筋、掛網、噴混凝土措施—施工中心島主體結構至二層以上，負二層底板施工至護坡坡腳處；

第三階段：架設第一道鋼支撐——開挖至第二次開挖線—架設第二道鋼支撐—開挖中心島周邊土體—施工中心島外圍區域地下室負二層底板、側墻、頂板—施工樓板標高處傳力撐—拆除第二道支撐—向上施工側墻、負一層頂板—拆除第一道支撐—施工完地下室及防水層—回填；

第四階段：待A區地下室回填完畢后，B區開始從地面往下按設計要求進行支護開挖施工。

施工工藝在充分考慮了工程的不利條件后，重點應用換撐的原理，有效利用反壓土臺的作用，同時結合工期考慮，充分縮短工期和把握關鍵路徑，以達到安全、高效的施工。

3　工程應用

3.1施工重難點分析

（1）鋼板樁施工關系到施工止水和安全，是本工程施工最關鍵的工序之一，如何保證其施工質量，對整個基坑支護及開挖的意義重大。

施工對策：打樁前，對鋼板樁逐根進行檢查，剔除連接鎖扣處的銹蝕、變形嚴重的鋼板樁，待修整合合格后才可使用，整修后還不合格的禁用。打樁前，可在鋼板樁的鎖口內涂抹油脂，以方便鋼板樁的打入、拔出。在鋼板樁插打過程中，隨著測量監控每塊樁的斜度不超過2%，當偏斜過大不能用拉齊方法調正時，必須拔起重打。

（2）本工程采用中心島開挖的施工方法，基坑支護的工期進度受多方面影響，如何保證總工期的順利實施，也是本工程的重難點之一。

施工對策：制定完善的施工組織設計、合理安排支護、結構、土方開挖等各工序的施工，并定期召開各主要施工班組的現場協調會，保證各節點工序按時完成。

（3）本工程挖除周邊反壓土臺時，如何出土和保證工期，是本工程難點之一。

施工對策：采用合理的出土順序，安排適量的機械設備和人力保證，盡最大程度的保證工期。

3.2施工關鍵環節探討

（1）鋼板樁插打

鋼板樁施工關系到施工止水和安全，是本工程施工最關鍵的工序之一，如何保證其施工質量，對整個基坑支護及開挖的意義重大。打樁前，對鋼板樁逐根進行檢查，剔除連接鎖扣處的銹蝕、變形嚴重的鋼板樁，待修整合合格后才可使用，整修后還不合格的禁用。打樁前，可在鋼板樁的鎖口內涂抹油脂，以方便鋼板樁的打入、拔出。在鋼板樁插打過程中，隨著測量監控每塊樁的斜度不超過2%，當偏斜過大不能用拉齊方法調正時，必須拔起重打。

（2）放坡開挖

整個施工過程中需要進行前后2次開挖，第1次降土3 m，然后預留土臺加固，中心部分降土到坑底。第二次挖除反壓土臺，進行變撐邊挖，先撐后挖。

（3）土臺加固

本次采用中心島式開挖，在第一次降土3 m后需要留一反壓土臺，對鋼板樁進行反壓作用。待第二次開挖時，邊撐邊挖，進行換撐。因而，反壓土臺是進行換撐的關鍵，也是中心島法開挖與鋼板樁結合的關鍵點。

（4）內支撐系統

在施工反壓土臺后，要進行內支撐系統施工，要利用鋼板樁與中心島的主體進行對撐，內支撐系統的施工成為關鍵的一個步驟，并且對內支撐系統進行相關監測。

3.3工程施工效果

（1）鋼板樁擋土、止水效果

本工程項目鋼板樁擋土、止水效果良好，見圖2。

圖2　該項目鋼板樁示意圖

（2）鋼板樁安全性

通過相關監測數據顯示，整個鋼板樁工程是安全的，達到相關設計和施工要求，見表1。

4　結語

通過中心島式開挖和靜壓鋼板樁技術在廣州市市政院辦公樓的應用，我們可以看到，靜壓鋼板樁技術既發揮了無噪音、無振動的技術特點，又利用中心島式開挖的特點，很好地解決了鋼板樁在深基坑中的應用限制，從而為類似工程施工的應用研究提供了寶貴的經驗。

TU47

B

1009-7716（2016）04-0140-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.04.044

2015-12-23

王志剛（1984-），男，湖南衡陽人，工程師，從事巖土工程勘察與設計工作。