鋼板樁支護在曹妃甸油庫雨污水池施工中的應用

鮑志平，張建文，李 勇

冀東油田陸上油田作業區，河北唐山 063200

鋼板樁支護在曹妃甸油庫雨污水池施工中的應用

鮑志平，張建文，李 勇

冀東油田陸上油田作業區，河北唐山 063200

在油田場站、庫區地下結構施工中，深、大基坑施工難度主要體現在區域土方支護、區域整體降水、土方大開挖、土方及材料的倒運等施工工序上。鋼板樁支護的施工方法降低了深、大基坑土方支護作業的安全風險，具有安全性高、施工便捷、縮短工期的特點。結合曹妃甸油庫雨污水池施工時的深、大基坑作業，在簡要介紹工程概況、施工區域情況的基礎上，較為詳細地論述了施工平面布置、鋼板樁選型、鋼板樁施工工序、鋼板樁及支護施工技術要求、基坑降水、工程效益分析等內容。工程實踐表明，該工藝在降低深、大基坑土方支護作業的安全風險上效果明顯，施工過程中若輔以降水，則可進一步提高臨海碼頭深基坑的開挖效果。

深基坑；土方支護；安全風險；鋼板樁支護；基坑降水

1 工程概況

曹妃甸油庫施工時，現場需建造雨污水池一座。水池為鋼筋混凝土結構，長60m、寬60m、高6.2 m，其中地上部分0.7m，地下部分5.5m，水池內部容高3.5m。水池下方有高1.5m的C20配重混凝土，水池底板為高0.5m的C40抗滲混凝土。水池斷面結構見圖1。

2 施工區域情況

（1）地質情況。根據《工程勘察報告》，雨污水池施工區域地質情況見圖2。

（2）地下水位情況。雨污水池施工區域瀕臨海邊，距海邊1.0km左右，海水漲潮時0.7km左右，地下水位受海潮影響較大。根據當地水文資料，以施工區域場坪為基準，地下水位變化范圍為-2.09～-0.54m，平均水位約為-1.5m。

圖1 水池斷面結構示意

3 施工平面布置和鋼板樁選型

3.1 施工平面布置

雨污水池鋼板樁支護及降水井設置施工平面布置見圖3。

圖2 施工區域地質情況

圖3 鋼板樁支護及降水井設置施工平面布置

3.2 鋼板樁選型

依據施工區域的地勘報告和施工圖中的基坑深度及尺寸，按JGJ 120-2012《建筑基坑支護技術規程》選用Ⅳ型拉森鋼板樁[1]，鋼板樁規格為400mm ×170mm×15.5mm，材質Q235-B，長度12 m。打拔樁機由2臺挖掘機（KAT01250）加振動錘改裝而成，振動錘為日本產NPK-HP-7SXB型，激振力200 kN，鋼板樁選型參數見表1。施工區域斷面及土層參數見圖4。

表1 鋼板樁選型參數

圖4 施工區域斷面及土層參數/m

4 鋼板樁施工

4.1 施工工序

鋼板樁施工工序：測量放線→開挖區域表層1.3m沖填土剝離→鋼板樁進場、吊裝及擺放→打樁定位→鋼板樁及支護施工→施工區域防護網圍護→地上排水管網施工→基坑開挖→簡易沉井安裝→安裝鋼板樁加固橫梁→打加固橫梁支護樁→分層進行基槽開挖及坡道施工→基坑底部排水系統施工→基槽修型、驗槽→地基處理（0.5～0.8m毛石+級配碎石找平）→雨污水池主體施工→降水、排水系統拆除→回填土→加固橫梁支護樁拔除、加固橫梁拆除、鋼板樁拔除→鋼板樁清理、打捆、裝車、撤場→場地平整。

4.2 鋼板樁及支護施工技術要求

雨污水池平面尺寸為60m×60m，底部承臺每邊大出壁板1.2m，預留支模作業空間約1m，降水井、導流槽占寬2m，支護樁（梁）占寬1m，所以鋼板樁圍設的區域為71m×71m左右，安全坡道長10m。

采用單根打入法插打鋼板樁[2]。相對樁長的垂直度允許偏差一般不得超過2%，樁頂標高低于自然地面不小于200mm。

對距離堤坡及已有建筑物近的位置，單根鋼板樁打樁持續時間應小于20min，打樁的順序首先從據建筑物最近點附近開始，工程施工過程中應加強施工檢測，為鋼板樁施工及工程驗收提供依據。

鋼板樁打完后，使用挖掘機在鋼板樁內側挖設溝槽，深度為-1.5m（自然地坪）。采用H200型鋼焊托座（單個托座長度為250mm），相鄰2個托座間距為2 m，然后橫向布設H200型鋼橫梁，每2根橫梁連接處使用備板（16mm鋼板）焊接。

橫梁安裝完畢后使用樁機在其內側打45C型工字鋼（長12m），樁頭高度為高出橫梁500mm，相鄰2根樁的間隔為1 m。

在雨污水池的東北角（向北）和東南角（向東）預留出3 m寬區域不打鋼板樁，只安裝橫梁，預留出安全通道位置，在安全通道兩側打鋼板樁，每側長度為10m。

鋼板樁外圍1.5m處使用架子管設置圍擋，在其上拉設防護網并懸掛警示標語及警示燈。

4.3 基坑降水

在基坑開挖及池底毛石鋪墊完成后，池底每側均勻布設4個排水井點（共16個），井點規格為準1 500mm、深1.5 m，使用水泥和青磚壘砌，內部抹面。基礎四周鋪設導流管（為DN400的PVC管，管上均勻打準20mm的孔，管壁外用120～180目尼龍布包裹），引入排水井點。

集水匯管四周100mm范圍內回填碎石，管頂埋深低于基坑墊層底部0.1 m。在級配碎石下部布設3～5 m網格式導流管（為DN200的PVC管，管上均勻打準20mm的孔，管壁外用120～180目尼龍布包裹），同樣直接引入排水井點，或通過四周導流管引入排水井點。

每處井點安裝1臺4 in（1 in=25.4mm）潛水泵，將水直接外排到池子西側圍墻外的排水溝內。為保證施工順利，設專人24 h輪值監護，水位上來以后啟動排水。

為防止停電情況，現場備用1臺150 kW的柴油發電機。為防止出現機械故障，現場備用4臺4 in潛水泵。

5 效益分析

鋼板樁支護施工可以大幅提升施工安全系數，減少施工作業面積，降低施工難度，同時縮短施工工期。以該深基坑施工為例，對比分析采用混凝土抗拔管樁+正常基坑、加大放坡系數+掛網噴混凝土護坡、大面積階梯式土方開挖及止水帷幕施工方法進行施工的經濟效益，可得出采用本工法至少可節省工程費用36萬元。

6 結束語

無放坡+鋼板樁支護工藝在曹妃甸油庫雨污水池施工中的具體應用表明，該工藝在降低深、大基坑土方支護作業的安全風險上效果明顯；施工過程中若輔以降水，則可進一步提高臨海碼頭深基坑的開挖效果。該工程實例為地下土質差、現場施工作業面小、工期緊的油田場站、庫區地下結構的深、大基坑施工提供了有益的經驗。

[1]JGJ 120-2012，建筑基坑支護技術規程[S].

[2]QB-J010404-2004，鋼板樁支護工程施工工藝標準[S].

Application of steel sheet piles in construction of rainwater-sewage pond in Caofeidian OilDepot

BAO Zhiping，ZHANG Jianwen，LIYong
Onshore Oilfield Operation Zone of Jidong Oilfield，Tangshan 063200，China

Steel sheet piles are used in the deep and big foundation pit construction of the rainwater-sewage pond in Caofeidian Oil Depot.This paper introduces the construction project profile and the details of construction plane layout，steel sheet pile type selection，steel sheet pile construction procedure，technical requirements of steel sheet piles and supports construction，foundation pit drainage，engineering profit analysis，and so on.The project practice shows that this construction technology achieves greatly in reducing safety risk of deep foundation pit construction.It can further be used to improve excavation effect of deep foundation pit of coast dock if aided with drainage during construction.

deep foundation pit；earthwork support；safety risk；steelsheet pile；foundation pit drainage

鮑志平（1976-），男，湖北鄂州人，高級工程師，2000年畢業于大慶石油學院建筑工程專業，現從事石油地面建設施工現場管理工作。Email：574721671@qq.com

2017-04-16

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.04.013