治理黑臭水體施工中鋼板樁支護的細部問題探討

付小燕

（廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 511340）

0 前言

黃厝圍溝是汕頭市重點整治黑臭水體的最長的一條溝渠，大部分渠段位于城區，沿途流經城中村、學校、幼兒園、菜市場等人流密集地，并有鐵路和多條公路橫跨溝渠。為保證鐵路、公路及城區周邊建筑物及市政基礎設施的安全，基坑開挖必須采取安全有效的支護措施。我公司（廣東水電二局股份有限公司）在黃厝圍溝綜合整治工程中成功應用了鋼板樁支護這項技術，現在就鋼板樁支護在治理老舊溝渠（河涌）幾個成功經驗供大家分享。

一、技術選用：黃厝圍溝綜合整治工程地基為淤泥質土，基坑開挖深度4～5米。鋼板樁支護具有施工簡便、易于操作、循環利用的特點，并具有截水的作用，在水利工程施工中大量采用。在黃厝圍溝綜合整治工程基坑開挖施工中應用鋼板樁支護結合內部鋼支撐使用，采用靜力壓樁法施工，減少了土層擾動和水土流失對周邊建筑物地基變形的影響。

二、施工布置：2017年11月制定與鐵路箱涵交匯的鋼板樁支護方案。過鐵路為鋼筋混凝土箱涵，箱涵是鐵路設施的一部分，其幾何尺寸：4m 寬×3m 高兩孔，新建的溝渠將與其連接，溝渠設計斷面為明渠結構。為與鐵路箱涵有效連接，明渠在連接段增設中隔墻（W 型），為鋼筋混凝土結構，每10m 長為一個施工單元；鋼板樁支護在明渠結構外1m 處打設，同時兼做導流圍堰，在最后施工與箱涵連接單元，利用箱涵的兩孔結構進行分期導流，即在中隔墻處再施打一排鋼板樁。

三、施工機械：采用履帶式振動機械手，具有振動錘機械手可以輕松吊起鋼板樁，通過振動將鋼板樁沉入，較復雜的地質條件都可以進入施工。

四、材料：鋼板樁為拉森Ⅳ型，長度12～14 米，鎖扣結構具有防滲水功能；本工程基坑挖深在4～5m,由于都是淤泥質地基，鋼板樁的嵌固深度需大于其開挖后的懸臂長度的1.5-2.0 倍；在離地面0.3m 處設置圍檁，使每片鋼板樁連成一體；根據周圍環境每10m 左右設置一處水平支撐，水平內支撐使用Φ300mm 的鋼管，為便于安裝和拆卸，內支撐的鋼管進行開槽處理（類似“馬扣”如圖2所示）。

（圖1）

（圖2）

五、鋼板樁插打：（1）施工準備：由于鋼板樁是可以重復使用的，本工程為節約成本購進的是舊料，需細對其檢查，測量，分類，編號，同時對兩側鎖口用一塊同型號長 2～3m 的短樁作通過試驗，對達不到長度的使用焊接接長方法加以整修。為保證插打過程順利，在鎖口處涂以適量的黃油。

（2）導框安裝與插打方法：在安裝導框時，先進行定位測量，導框采用現場的鋼板樁制作，固定在定位樁上，在鋼板樁上設置定位卡盤，限制鋼板樁的平面位置。鋼板樁采用單根插打，將鋼板樁運至指定位置，然后用振動錘機械手吊起鋼板樁，使鋼板樁成垂直狀態，擠壓鋼板樁沉入土體中。在首條鋼板樁打入后次條鋼板樁也用同樣方法吊入就位，插入已打入的鋼板樁鎖口中。鋼板樁在淤泥質地段擠進過程中，受到淤泥中塊石或其它不明障礙物等側向擠壓作用力大小不同容易發生偏斜，采取以下措施進行糾偏：在發生偏斜位置將鋼板樁往上拔 1.0～2.0m，再往下靜壓，如此上下往復數次，讓鋼板樁的位置得到糾正，減少鋼板樁的傾斜度。樁頂一般高于原地面20～30cm,可以防止地表水流入基坑，

（3）開挖與支撐：鋼板樁沉樁后樁頂高出地面20cm 防止開挖施工時地表水流入基坑。基坑分層開挖，挖除表土30cm（距離鋼板樁樁頂高程約50cm）處設置圍檁（腰梁）和Φ300mm 鋼管水平內支撐。

六、鋼板樁流水工序：鋼板樁支護以每150m 長為一施工段，槽段開挖50m一個單元，即完成3 個單元的主要工序（土方--淤泥開挖、基礎處理--木樁、基礎墊層、鋼筋制安、基礎塊混凝土、側墻混凝土、排污管安裝、墻背回填），按流水作業完成3 個單元的主要工序需要30～35 天，一般在側墻混凝土澆筑后10 天，完成墻背回填后就可以拔出鋼板樁，移至下一施工段。

七、基坑監測：基坑開挖深度接近5m，所經地段有幼兒園、菜市場等人員密集的重要場地，還有與正在運行的鐵路路基交匯，基坑監測是必不可少的。監測點一般布置在鋼板樁圍護墻的圍檁上，每20m 設一個，重點監測水平位移和沉降，兩側均要布置，重點區域加密監測點。監測點設置在其建筑物上，主要監測內支撐的變形，鋼板樁的變形，基坑出水量，抽水深度的控制等。施工過程受力情況在不斷變化，將充分考慮各種可能出現的受力變形，確定所有可能的不確定性因素，保證施工過程的安全。

八、經濟效益對比：鋼板樁支護使用的拉森Ⅳ型鋼板樁，按合同價，使用1個月內的單價為550 元/噸，包括施打（安裝）、加固支護、拔出運輸等循環工序，渠道每延米需3.36 噸，每延米的支護費用為1848 元。而使用其他支護工藝最經濟的水泥攪拌樁至少2240/延米。鋼板樁的剛度要優于水泥攪拌樁，防水防滲性能相差無幾，鋼板樁施工工期短，施工簡單。水泥攪拌樁不但工期長，施工設備大型笨重，城區施工場地狹小不利于攪拌樁機進場施工，所以使用鋼板樁支護是最為經濟的。

九、其他參數：鋼板樁施工中，打設的允許誤差一般為：樁頂標高偏差± 50mm，鋼板樁垂直度偏差為1%。在打設過程中，監測是否在允許誤差范圍內，超出時及時糾正調整。在鋼板樁施打完成，馬上開始內支撐的施工。

十、總結：黃厝圍溝整治工程共需要進行鋼板樁支護的渠段長度，長達4km基礎開挖，分成兩個工區分別施工。在城中村施工時征地問題極為突出，施工阻力大，經常是拆遷問題一落實，馬上進行鋼板樁施打。鋼板樁支護不但保護了新建工程，更重要的是保護了渠道兩側居民樓的安全。經過近3年的施工，主體工程基本完成，渠道邊的建筑物沒有因施工造成的坍塌和變形。由于不用放坡開挖，減少了大量的土方（淤泥）開挖，大大節省了施工成本。現在黃厝圍溝已具備通水條件，從下埔橋閘上游的西旁閘引入的新津河水以8～10 個流量流過水渠，各監測點的水質監測指標顯示達到2 類水標準，黑臭水體的治理成效明顯。