砂質黏土地層管道基坑鋼板樁支護技術研究

田 雨，高忠旺

(1.山東省路橋集團有限公司，山東 濟南 250014；2.中國建筑第八工程局有限公司發展建設分公司，山東 青島 266000)

1 引 言

鋼板樁具有支護強度高、易施工、能夠重復利用、施工速度快等優點，被廣泛的應用于黏土、砂土等地層基坑支護中[1]。拉森鋼板樁是鋼板樁中最常見的型式，鋼板樁之間采用卡扣連接，施工簡單，可重復利用率高。砂質黏土地層透水性強、穩定性差，基坑開挖后易出現塌方、滲水、冒砂突涌等災害，嚴重威脅施工安全[2]。合理的開展基坑鋼板樁支護設計，優化基坑施工工序對砂質黏土地層基坑安全施工具有重要意義[3]。

針對砂質黏土地層鋼板樁支護及基坑施工中存在的問題，研究以泉州市二重環灣快速路管道基坑為依托，分析了砂質黏土地層鋼板樁支護技術及基坑開挖工法，研究成果可以為今后砂質黏土地層鋼板樁支護提供借鑒。

2 工程概況

泉州市二重環灣快速路晉江段于YK1+324.074與二重環灣相交，快速路主路下穿二重環灣輔路，形成三層立體交叉。快速路下穿通道采用U型槽收水，并通過集水槽排入通道最低點集水井中，集水井引出一根管道，由西向東排入規劃渠道中。管道埋深2.5～6 m，管道基礎土層為坡積砂質粘性土和殘積砂質粘性土，地下水含水層(細砂、礫砂層)分布廣泛，對管道施工影響較大。管道采用開槽埋管進行施工，埋置深度小于3.0 m時采用橫列擋土板支護，埋置深度3.0～5.0 m時采用鋼板樁圍護，施工中根據地質情況采用一至二道工具式支撐。

管道安裝前先施作基坑，，采用靜力壓入的方法施工。拉森鋼板壓入前先對鋼板樁位置進行放線定位，定位完畢后安裝吊機與鋼板樁導向定位托架，隨后進行鋼板樁施工。鋼板樁施工完畢后拆除定位托架并開挖基坑，邊開挖基坑邊施作內部支撐?；娱_挖至基底后，施作基底墊層并安裝管線，隨后回填形成地下結構。管線施工完成后，鋼板樁可拔出回收利用，拔出的土孔需進行處理。

3 鋼板樁支護技術

管道主要位于現有道路及農田上，比較適合采用鋼板樁圍護，對此基坑采用拉森IV型鋼板樁加內撐作為支護結構，鋼板樁長度9 m或12 m，嵌固深度大于4 m以保持鋼板樁的穩定性。管線箱涵寬度為2.4 m，兩側預留0.8 m的施工空間，管線基坑寬度為4 m。鋼板樁第一道支撐采用直徑609×16 mm的鋼管支撐，腰梁采用H型鋼，鋼管與H型鋼連接，為保障鋼管與腰梁穩定底部設置牛腿?；娱_挖深度較深，需采用第二道支撐時，第二道支撐采用H型鋼。

依據工程地質條件，鋼板樁采用靜力壓入方法施工，施工線先設定出基坑圍護結構的軸線，并采用鋼板樁按照一定間隔設置導向樁。導向樁之間設置掛繩線作為導線，以此控制鋼板樁位置。拉森鋼板樁用吊車吊裝就位后采用履帶式450型液壓打樁機施打，在插打過程中隨時測量監控每塊樁的斜度，保障施工精度。

鋼板樁施作完畢后進行基坑開挖，第一道鋼管內支撐在開挖深度為1 m時設置，施作前先設置鋼腰梁，鋼支撐與鋼腰梁連接，需預加軸力的內支撐一側設置活絡端。鋼板樁與鋼支撐連接時，連接節點處腰梁翼緣和腹板均應加焊加筋板，下部起支撐作用的鋼牛腿與鋼板樁周圍采用全部滿焊，加筋板與H型鋼焊縫堆高。鋼腰梁、支撐之間用電焊焊接牢固，基坑支撐體系全部焊接完后才可進行后續基坑開挖。

4 基坑開挖

管道主要位于道路及農田上，土方開挖前先破除原有混凝土路面，并做探溝調查地下管線位置，管線位置不符時先處理管線，處理后進行基坑開挖?；游恢玫叵滤S富，采用坑內井點降水，地下水位基坑開挖深度1 m以下?；觾炔吭O置排水溝及集水坑，并配備抽水泵，隨時抽出坑內積水?；油鈧仍O置截水溝，避免外側水進入基坑內部。

開挖采取分層分段開挖，層數分為兩或三層。第一層土方由原地面開挖至第一道鋼支撐，鋼支撐施工完畢后開挖下一層土?；由疃容^淺僅設置單層支撐的，基坑開挖至坑底，需設置第二道支撐的，開挖至第二道支撐位置處，第二道支撐開挖后在挖至基底?；硬捎?“挖掘機+人工配合” 的方式開挖，基坑深度較大，一臺挖掘機難以開挖至基底，可采用兩臺挖機接力的方式開挖，兩臺挖機分別位于基坑頂和基底。土方開挖應與內支撐架設緊密結合，土方開挖為內支撐施工提供工作平臺，而內支撐應盡快產生剛度與預緊力，形成整體圍護結構，降低基坑開挖變形。土方開挖過程中，嚴禁挖掘機碰撞基坑支撐體系，以免引起基坑圍護結構失穩?；娱_挖過程中，應時時監測地表沉降，一旦出現較大沉降時應及時對地層進行注漿，加固地層?；映霈F突水災害時及時堵壓，并進行壓密注漿處理，注漿采用水泥-水玻璃漿液，同時增加降水井降低坑外水位。支護鋼板樁超過變形警戒值過大引起險情時，在變形較大處增設鋼支撐，確?；颖诜€定。

為防止基坑坑底擾動，基坑開挖完成后進行底部墊層施工，若墊層施工不及時，應預留30 cm的覆蓋土層。土方開挖至設計標高后，澆搗管道基礎，基坑底部地質條件較差時，可采取換填的防止改善地基條件，換填施工應隨挖隨填，管道地基承載力不小于100 kPa。管道基礎澆筑完畢后進行管節施工，并回填土體?；靥畈牧喜捎弥写稚安⒈Ｕ厦軐嵍?。基坑回填完畢后，鋼板樁可拔除，并重復利用?；邮┕み^程對地表沉降、圍護結構變形進行了監測，監測結果顯示地表沉降及圍護結構變形均小于規范要求值，表明鋼板樁支護技術在泉州市二重環灣快速路下穿段管線基坑施工中取得了良好的應用效果，基坑開挖處于安全可控的范圍內。

5 結 論

為探明鋼板樁支護技術在砂質黏土地層管道基坑中應用的效果，研究依托泉州市二重環灣快速路下穿段管線基坑工程，開展砂質黏土地層管道基坑鋼板樁支護技術研究，得到以下結論。

(1)泉州市二重環灣快速路下穿段管線基坑采用鋼板樁+內支撐作為支護結構，保障了基坑施工的安全性，表明鋼板樁適用于砂質黏土地層管道基坑的支護。

(2)基坑開挖過程中，優化了開挖順序，并通過注漿對地層進行了加固，保障了基坑開挖的穩定性，現場監測表明地表沉降及圍護結構變形均小于規范要求值，現場施工高效合理。