复杂条件下钢板桩应用探讨

摘要：钢板桩支护在地下深基坑工程设计及施工中有广泛的应用，施工技术比较成熟，但在环境复杂及土体侧压力较大且水位较高的情况下使用有着重要的探索意义。本文结合工程实例，总结了面对复杂特殊环境下钢板桩支护的使用心得。

关键词：钢板桩 加固 施工技术

一、工程概况

苏州保利项目于苏州市吴中区郭巷镇郭新东路以南、邀湖路以东、东安路以西，项目总建筑面积128889㎡，地下33230㎡，地上95659㎡，包括1号楼（11层）、2号楼（11层）、3号楼（11层）、4号（24层）、5号楼（25层）、6号楼（25层）、7号楼（24层）、9号楼（30层）楼及地库、15号楼（物业用房）及配套公建。地下室人防区面积为10207㎡，为核五级及常五级甲类人防工程，局部为核六级及常六级甲类人防工程。

二、工程地质情况

根据勘察地层资料显示，拟建场地在90.45米，深度范围内的地基土，属第四世纪全新世（Q4），晚更新世（Q3）及中更新世（Q2）沉积层，主要由粘土、粉土及砂土组成，呈水平成层分布。经过本次勘探揭露的地层资料分析，本区域土质较好，适合放坡开挖。

三、工程施工场地状况

原先工程设计基坑支护方式全部为土钉墙喷锚支护，开挖约5.5米，施工现场绝大部分区域满足放坡要求，但开发商广告牌区域不能满足放坡要求（广告牌高6米，钢筋混凝土基础，自重大），此区域为开商商售楼处及样板展示区，有大量的绿化植被且地坪标高高于现场地面标高1.5米，在此区域按图纸进行放坡开挖，放坡比例达到1：2.5，坡度陡且含水量高（因绿化区域每天浇水养护），土体侧压力非常大，不具备放坡开挖的条件，如进行放坡开挖，则存在重大土体塌方风险。

四、选择钢板桩支护缘由

根据上述现状分析，本项目部提出广告牌区域采用钢板桩支护替代土钉喷锚支护以确保基坑及周边安全，但业主考虑到成本及工期等因素，方案未得到业主认可，要求仍按放坡施工，如出现困难则现场进行分析并确定方案，在接下来的开挖过程中，开挖到接近一半深度时，边坡开始突然塌方并且广告牌出现倾斜，如图1所示，针对此险情本项目紧急回填土方以确保基坑及周边安全，由此开始论证钢板桩施工方案。

五、复杂情况下钢板桩施工方案探讨

此方案的探讨针对其环境的复杂性及特殊性，通过分析过程中存在的问题进行逐一讨论解决，在实际开挖过程中出现了以下几个问题：1、此区域因施工广告牌基础时曾开挖过，因此土质非常疏松，跟地堪报告不符，极易出现坍塌。2、开挖过程中侧面有持续大量不明水渗漏，推测为绿化养护用水及绿化区域内的污水井漏水，水源无法切断。3、广告牌自重大、迎风面积大以及外侧土体较高，造成土体侧压力大，一开挖广告牌便快速出现倾斜，极易出现险情。

针对出现的以上几个问题，研究最终决定采用钢板桩代替原方案进行基坑支护，但采取何种实施方案进行了以下探讨：采用普通钢板桩进行支护，止水效果不佳，针对第一条问题如按正常钢板桩施工，外侧土体不作处理，在多雨的南方城市，雨水极易渗透到疏松的土层，一则导致基坑支护渗水，影响正常施工，二则大大增加了土体侧压力，对钢板桩支护能力造成一定的影响，因此讨论决定在钢板桩外侧采用压密注浆进行土体加固兼作止水帷幕，这样就同时解决了出现的上述两个问题，但其施工必须在钢板桩施工后且土方开挖前施工，原因分析如下：如在钢板桩施工前压密注浆，注浆范围不易把控，若进行钢板桩施工线路上则钢板桩施工困难，如在土方开挖后施工，压密注浆产生的压力完全有使钢板桩变形的能力，因此压密注浆务必在钢板桩施工完成后，土方开挖前进行施工。

第三条也是最关键的问题，如何解决侧压力过大的问题，正常的钢板桩已无法满足支护要求，更何况此处施工的钢板桩只有不到一半在开挖面以下，因此更容易在钢板桩上部发生变形，变形累计达到一定程度后有可能发生弯折，此种情况下一是要解决钢板桩下部埋深过短的问题，二是要解决钢板桩上部变形的问题，经过研究讨论决定，第一种情况解决方案是在原钢板桩线路内侧再施工一排钢板桩，其顶标高高出开挖面2米，中间用原土回填并进行喷锚加固，用以加固底部钢板桩位移，第二种情况是在原钢板桩上部围檀处加斜抛撑以阻止上部变形，斜抛撑底部采用注浆管加钢筋混凝土基础进行支撑，此抛撑穿越地下室外墙及地下室底板，此部位施工时加焊止水钢板，抛撑在土方回填后进行割除。整体解决方案如图2所示。

六、方案现场实施

方案确定后现场组织实施，考虑到土方开挖压力快速释放等因素，结合现场实际确定了钢板桩施工的几个主要步骤，首先施工第一排钢板桩及压密注浆，其次开挖抛撑基础范围内土方进行基础底座施工，以确保混凝土养护时间，然后开挖第一排钢板桩区域内土方至能安装围檀抛撑的位置，严禁向下超挖，保证在抛撑安装完成前由原先土体对第一排钢板桩进行支撑，确保基坑安全，安装完成后即进行下层土方开挖，开挖至第二排钢板顶后进行第二排钢板桩施工，最后将多余土方挖除并进行喷锚加固，如图3所示。在施工过程中应分段施工，严禁连续性大面积开挖，以防止应力急剧释放带来不可预计的后果，在施工的同时不能疏忽对钢板桩变形的监测，在第一排钢板桩顶部设置变形监测点，每天观测两次，作好书面记录，统计每天变形量及累计变形量，如出现异常数据及时通报，确保基坑周边安全以使工程顺利推进。

参考文献：

[1]《建筑地基与基础施工手册》汪正荣主编 建筑工业出版社 2005

[2]《土力学与地基基础》张伯平党进谦 编著 西安地图出版社 2001

[3]《土木工程施工》同济大学 主编高等教育出版社 2003

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