浅谈沿海地区沟槽钢板桩支撑施工方法

张少华　闫保献

【摘要】针对市政工程深基坑沟槽施工的开挖、钢板桩支护及拆除施工方法作简要介绍。

【关键词】市政道路；深基坑开挖；沟槽开挖；钢板桩支撑；支撑拆除

近年来，随着沿海地区的快速经济发展，基础设施的配套工程也得到了突飞猛进的建设，基础设施建设直接关系到城市建设的发展速度，影响服务区域内的经济效益与环境效益。雨污水排水工程是城市建设中重要的基础设施之一，而沿海地区地下水位普遍较高，特别是施工现场受作业条件限制，无法采用明开槽大开挖的施工方法施工时，对地下排水工程施工造成一定难度。本文就以天津滨海新区在施项目为例，介绍沿海地区排水工程沟槽开挖钢板桩支撑的施工方法。

1.施工特点

工字型钢板桩在管道深基坑开挖支护、挡土墙以及挡沙墙等工程上发挥重要作用。工字钢板桩的施工不仅绿色环保而且施工速度快、安全性高、施工简单，还具有施工费用低可重复利用等特点。

2.适用范围

适用于沿海或水位较高地区，原地面以下3～5米的深基坑开挖支护工程。

3.施工方法

3.1主要工序流程

清理场地→测量放线洒白灰线→降土卸载→大口井降水→打钢板桩（密排一丁两顺）→沟槽开挖→钢桩支撑→开挖至设计槽底以上10～20cm→人工开挖至沟槽底→挖排水沟、水窝子槽底降水→管道基础→管道施工→检查井施工→沟槽回填→拆除钢板桩支撑→拔出钢板桩→粗砂回填桩孔。

3.2沟槽开挖

直接从地面密排施打10m长36B型工字钢，待土体稳定后开始土方开挖，随着土方开挖深度设置一道横梁支撑。

3.3沟槽支护

3.3.1钢板桩、腰梁、横梁的要求：钢板桩插打分部工程包括钢板桩的制作和钢板桩插打就位。钢板桩焊接的制作标准为：钢板桩弯曲度（轴线方向）不大于1.1L/1000=11mm，翘曲（法线方向）不大于2.25L/1000=22.5mm（L为钢板桩的长度）。腰梁采用40B工字钢，横梁采用φ108*10mm钢环横梁。

3.3.2钢板桩插打的主要施工技术要求如下：采用单根打入法插打钢板桩。相对桩长的垂直度允许偏差一般不得超过2%，桩顶高程允许偏差为+5cm、-10cm。

3.4钢板桩施工

3.4.1打钢板桩：单桩逐根打入法施打钢板桩：先由测量人员定出钢板桩的线位，可每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用钢板桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线。准备桩帽及送桩：打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。单桩逐根连续施打，注意桩顶高程不宜相差太大，保证打人后的板桩，有足够的钢度，且板柱面平直。挖掘机在挖沟槽土时，不得碰撞钢板桩、腰梁及横撑等。

3.4.2内支撑：该项目基坑支护经计算采用10米长钢板桩配合内支撑进行支护，钢板桩打入深度根据沟槽深度、槽底土质等情况不同经计算确定。内支撑的施工方法如下：

3.4.2.1支护方法：内支撑的做法首先用10mm厚承梯形钢板的牛腿垂直焊接在两侧已打好的钢板桩上用来支撑上部工字钢腰梁，钢板牛腿水平间距约2米，工字钢腰梁每根长12米，中间用同厚度的钢板焊接。中间横梁采用φ600*10mm厚空心钢环横梁支撑，另一端可根据基坑宽度伸缩，横梁使用吊车两端吊起后，水平放至工字钢腰梁中间，两头对准工字钢腰梁，两侧对称采用液压千斤顶顶至沟槽宽度后，中间用长*宽*厚=500*50*20mm钢板（可增加根数）做插销垂直插入预留孔内，防止横梁滑落。横梁横梁间距为5米，根据沟槽地质情况可适当加密。

3.4.2.2防滑移措施：为了防止工字钢腰梁及钢环横梁滑移、坠落，首先必须保证钢板牛腿与钢板桩的焊接质量，钢板牛腿起着支撑上部工字钢腰梁的重要作用，因此在施焊时，一定高度重视两者之间的焊接质量。焊接处不能出现气孔，焊缝饱满。接焊时，采用J502以上焊条。冬季焊接钢板牛腿时，焊条在施焊前先进行烘干，钢筋焊接处若粘有冰雪应彻底清除，或者用酒精喷灯烘干。

3.5施工降水

在土方开挖过程中，当开挖底面标高低于地下水位的沟槽时，由于土的含水层被切断，地下水会不断渗入坑内。地下水的存在，非但土方开挖困难，边坡易于塌方，而且会导致地基被水浸泡，扰动地基土。因此，深槽开挖施工中，应根据工程地质和地下水文情况，采取有效地降低地下水位措施，使基坑开挖和施工达到无水状态，以保证工程质量和工程的顺利进行。

根据现场情况，若地下水位比较高，土质出现流沙等比较不理想的情况下，必要时采用Φ500mm大口井为主要降水途径同时配合排水沟加水窝子为辅的降水工艺。

大口井深11m，沿管道方向间距为30m，呈梅花桩型布设。积水窝子设置在检查井旁边，管槽两侧挖排水沟，积水窝子处挖横沟连接。排水沟深30cm宽30cm，积水窝子直径0.8m，深度1.5m，积水窝子采用红砖干砌，周围用草袋子包围，防止泥沙灌入，井底铺垫约0.3m厚的碎石组成反滤层，以免从井底涌入大量泥砂造成积水窝子周围地面塌陷。根据地下水流大小设置潜水泵排除积水。

3.6基坑临边防护与钢梯

基坑的临边防护工作至关重要，沟槽周边护拦材料均选用脚手架管，护拦立杆选用2米长脚手架管，沿基坑周边水平距离每2米一根，贴近支护钢桩1.5米处打入地下0.8米，外露高度1.2米并与钢桩焊牢，横杆不少于三道，四周挂密目安全网，底脚立木板。在坑内设置安全警示牌和宣传布标。

3.7沟槽照明

此工程施工量大，施工工期短，需要夜间施工时，设置可移动探照灯进行施工，每架探照灯的临时用电源需要电工经常检测。

3.8支撑的拆除

3.8.1拆除支撑前对沟槽槽壁及两侧地面沉降、裂缝、支撑的位移、松动等情况进行检查。如果需要应在拆除支撑前采取加固措施，防止发生事故。

3.8.3内撑拆除方法：首先对横梁支撑进行拆除，拆除前使用25T吊车用2根钢丝绳对横梁兜底（但不吊起，防止拔出插销后横梁坠落），然后把与腰梁焊接的钢筋、钢板等拆除后，使用2台液压千斤顶两侧对称对腰梁与横梁加压后，拔出钢板插销，吊车缓慢吊离横梁至沟槽外。

3.8.4拔桩方法：先用打桩机夹住钢板桩头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”减少土对桩的摩擦力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的情况，发现上拔困难或拔不出来时，应停止拔 桩，先振动1min～2min后再往下锤0.5m～1.0m再往上振拔，如此反复可将桩拔出来。所遗留孔洞及时用粗砂灌实（可冲水助沉）。

4.基坑开挖与支护的技术保证措施

4.1基坑开挖前，要做好施工材料准备和技术准备。开挖采用机械与人工配合进行，开挖过程中人力、机械、周转材料要组织得当，严密组织各，开挖与人工卡板要紧密衔接，避免土体发生扰动。

4.2做好坑内外的降水与排水，开挖过程中随时做好坑内明排水，坑内设置水位观测井，及时观测降水效果。

4.3进行分层分段合理的开挖方法。

4.4沟槽弃土应随出随清理，沟槽挖出的土均匀堆放在距沟槽上口连线10米以外，堆土高度不超过2.5米。

5.結束语

基坑钢板桩加横向支撑解决了软土地基或基底呈淤泥质土质沟槽内土方开挖困难的问题，且基坑变形小、稳定性高、可操作性强，从该在施项目实施过程中，很好的指导了软土地基开挖支撑结构的施工，无论是从质量控制、施工要求以及安全生产方面，均满足设计及规范要求，并无一例安全、质量事故。

参考文献

[1]GB 50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范.北京：中国计划出版社，2009.

作者简介

张少华：男（1980-02-）河南濮阳，大学专科，工程师，道路桥梁及市政工程；

闫保献：男（1976-04-）河南濮阳，大学本科，工程师，道路桥梁及市政工程。