深基坑开挖技术的探讨

赵新义

【摘要】 文章结合工程实例，就深基坑内支撑支护施工以及基坑排水方式进行了探讨。广州市西江引水工程的基坑支护主要采用钢板桩加水泥搅拌桩止水的形式，因为钢板桩结构具有重量轻，强度高，锁口紧密，施工方便，施工速度快等优点。

【关键词】深基坑，钢板桩，给排水

一、工程概况

本标段起点位于南沙涌西侧樵桑联围外的滩涂地，终点为穿越北江大堤后广茂铁路前，桩号由10+250至12+950，管线桩号里程长度约2.7km。本段主要采用沉管法穿越南沙涌及北江东平水道，破堤法穿越东沙围、跨堤法穿越北江大堤及开挖埋管法通过滩涂段。其中穿越南沙涌沉管段（约224m），东平水道沉管段（约490m），东沙围及滩涂段为2×DN3600并排敷设；北江大堤跨堤段为4×DN2600并排敷设；管材为钢管，工程内容包括管道敷设及相关附属设施（分段阀门及井、检查井、排气阀及井、排水阀及井等）建设。本标段划分为四个施工段，分别是滩涂明挖段，沉管施工段，破堤施工段和跨堤施工段。四个施工段均有深基坑支护的部位。本基坑属于三級基坑支护，基坑重要系数γ=0.9。

本工程中需要解决主要的技术难点和要点如下：

1、由于本工程涉及到较多的施工工序：如拉森钢板桩施工、混凝土搅拌桩施工、基坑土方挖运、围檩及水平钢管支撑安装、基坑排水，且各工序的工作量较大，如何能够做到科学、合理地组织各工序的施工进程，使各工序能够正常、连续的进行（尤其是基坑土方挖运及水平横向支撑交替进行），将各工序的互相影响降至最低，是保证施工质量和施工工期的关键；2、基坑支护开挖既要保证沿线建（构）筑物的安全，也要保证钢板桩及搅拌桩的施工质量，这给施工增加了一定难度；3、设计采用拉森钢板桩支护加钢管内支撑的组合方式，但在开挖过程中，要分层开挖、分层支护，延长了施工时间；在管道安装时造成不便。4、工地周围交通管制严格，给工程（土方挖运）增加了很大的难度，应安排好行驶车道，合理对车辆分流。

二、钢板桩施工

1、钢板桩施工的一般要求

钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，施工前应平整场地并压实，再进行钢板桩施工2、基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，各周边尺寸尽量符合板桩模数。3、维护桩的沉设应严格按照沉桩规范施工，且基坑四角必须采用角桩。当基坑位于居民住宅、商业街区等人口密集地区时应在坑顶加设防护栏。4、整个基础施工期间，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。7、基坑内水平支撑应在整个管道施工完毕，基坑回填时方可拆除。

2、钢板桩的检验

钢板桩运到工地后，需进行整理，清除锁扣内杂物，对锈蚀，有缺陷的钢板桩加以清除。对年久失修或锁口变形，进行整形矫正，弯曲变形的桩用千斤顶或火烘等方法进行矫形。

对钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。

3、钢板桩打入

钢板桩用打桩机施打，考虑到钢板桩较长，在施打中，钢板桩容易向一边倾斜，由于倾斜误差积累不易纠正，难以控制钢板桩墙的平直度，所以钢板桩施工拟采用屏风式打入法。屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将10-20 根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。

钢板桩施工关系到施工止水和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有关要求：

1）、钢板桩施打采用屏风式打入法施工。打入采用振动锤振入土中。打入时，将10～20根钢板桩插入土中一定深度，使桩机来回振击，并使两端的一组桩先打入到要求的深度，再将中间部分的桩顺次打入。屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将10～20 根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间按顺序分1/3 或1/2板桩高度打入。屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。因此，施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。其选择原则是：当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打；当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打；当板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。总之，施工中应根据具体情况变化施打顺序，采用一种或多种施打顺序，逐步将板桩打至设计标高，一次打入的深度一般为0.5-3.0 米。

2）、在施工过程中使用仪器随时检查、控制、纠正，如发生倾斜时，用钢丝绳拉住桩身，边拉边打，逐步纠正。对于共连的钢板桩处理，一般采用将发生共连的钢板桩焊接在围檩上，同时将锁口重新涂上黄油。

4、钢板桩的拔除

基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法、顺序和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。

5、沟槽支撑

（1）支撑开挖时，如板桩沿轴线倾斜度较大，可采用上宽下窄异形桩来纠正；钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块等侧向挤压发生偏斜时，采取将钢板桩往上拔1.0m-2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石被振碎或使其发生位移，以减少钢板桩的倾斜度；在基础较软处，发生施工时将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。（2）沟槽支撑在遵守设计确定的工程条件的同时，也应遵守《给水排水管道工程施工及验收规范》中有关规定。

三 、基坑排水

根据设计设计钻探，地下水稳定水位埋深一般在0.8～6.8米，持力层在水面以下，局部为透水层。在强透水地段设计采用了钻孔桩、钢板桩和放坡砼护坡支护体系，有效地减少了基坑涌水的现象，但为防止地下水从基坑底部涌出和支护体系的局部渗透水，坑内按设计要求设置降水井。

1、开挖时的排水。基坑开挖沿基坑的纵向开挖，每一层开挖都必须在基坑边两侧做600mm宽，600mm深的排水沟。为排水顺畅，基坑开挖面做0.5%双向横坡，并且始终保持排水沟的通畅。在每段已开挖地段的最低处设置600×600 mm宽，1000mm深的集水井，以抽水机抽水的方式往基坑外排水，保证基坑水位稳定；基坑内每隔20米设一个降水井，每一个集水井设置1台抽水机进行抽水。并设专人负责监控抽水机的工作情况，保证了整个排水系统能不间断工作。

2、基坑底的排水。当基坑开挖到基底设计标高时，应及时在坑底按一定的间距挖纵横交错的基底排水沟，并填以块石形成盲沟。在结构底板施工时，由于是分段施工，正在施工段的地下水，通过相邻段设置的集水井排水，最后一个施工段在主体结构外与围护结构间设集水井。

3、基坑外的截水。为避免地表水对基坑的影响需在基坑四周距坑边2.5m处设置截水沟。截水沟采用砖砌形式施工，并将周边场地硬化，截流水通过另砌排水沟或抽水方式与工地的排水主干网连接。

四、 结束语

实践证明，采用钢板桩支护截渗以及施工中注意基坑排水后，使基坑继续挖深能迅速挖至预定高程，不难看出，我们在基坑开挖后期采用的钢板桩支护和基坑排水这一施工方案是可行的、有效的，抢回了工程进度，保障了整个工程的顺利进行。