某工程拉森钢板桩支护及管井降水工程施工

刘 文 英

(山西省晋中建设集团第五建筑工程有限公司，山西 晋中 030600)

1 概述

1.1 工程概况

本工程为晋中市第一人民医院迁建项目地下污水处理工程，位于山西省晋中市榆次区汇通南路西侧、环城南路北侧。该工程地下2层，地上1层，框架结构，建筑总高度4.90 m。建筑总长为27.5 m，宽为16.4 m。设计使用年限50年，抗震设防烈度为8度。

本工程基础形式为筏板基础，故基坑开挖采用大开挖方式。场区自然地坪相对标高为±0.000 m(790.45 m)，本工程基础混凝土垫层底标高为-8.05 m，不进行地基处理，故基坑开挖深度为8.05 m。

为保证基底干燥，基础顺利施工，需将水位降至基底标高以下0.5 m～1 m，根据地质勘查报告及施工图纸计算降水深度为5 m。

1.2 工程地质及水文情况

1.2.1场地周边情况

场地周围分布有污水管、消防管、热力管等地下管线，根据管线分布图，只有靠近基础北侧的一趟直径1 m的供热管道影响本工程基坑开挖施工。另外，周边临近有已完工的全科医生临床培训楼(地上6层，无地下室)，支护及降水条件复杂。

1.2.2工程地质特征

工程地质特征见表1。

表1 土层参数表

1.2.3水文地质特征

本场地实测静止水位埋深介于3.6 m～4.4 m之间,静止水位标高介于785.01 m～786.04 m之间，属孔隙潜水。地下水主要接受侧向径流和大气降水补给，勘察期间为平水期，年水位变幅0.5 m。本工程抗浮水位标高可按786.50 m考虑。

场地具有地震液化，液化等级为中等，主要液化土层为②层粉土、②1层粉细砂及③层粉细砂。

2 基坑支护、降水专项工程设计及施工要求

2.1 基坑支护方案设计及施工要求

为确保基坑开挖安全，根据本工程施工特点，综合工程造价和工期各方面考虑，我单位拟采用拉森钢板桩进行支护。具体支护设计及施工要点如下：

1)采用的拉森钢板桩规格有两种：一是冷弯LWBU14B，宽度W=500 mm，单根延米重量为103 kg/m，材质Q345；二是冷弯LWBU12A，宽度W=400 mm，单根延米重量为75.36 kg/m，材质Q345。

2)本次支护主要采用冷弯LWBU12A拉森钢板桩，LWBU14B拉森钢板桩配合使用，采用北京理正深基坑支护软件7.0版进行设计计算，桩长为12 m。钢板桩送到现场后，应及时对材质和外观进行检验，对不符合要求的钢板桩进行矫正或清退，以减少打桩过程中的困难。

3)基坑周边全部采用拉森钢板桩封闭，让开基础结构外墙边2 m距离布置拉森钢板桩，以留出足够的外墙支模空间。沉桩要连续密扣，不允许出现不连锁现象。

由于靠近基础北侧有一趟直径1 m的供热管道紧贴地下室外墙，该位置拉森钢板桩施工只能贴近基础结构外墙，故采用以桩代模的方式，拉森钢板桩和基础结构外墙之间铺设油毡隔离层，便于拉森钢板桩最后拔出。

4)拉森钢板桩施工结束后，在桩顶部四周设置钢围檩，钢围檩采用H400×400×13×21型钢。首先在安装位置下方焊接承受围檩自重的短型钢牛腿托架，然后将围檩与钢板桩紧靠焊接固定，牛腿设置间距为5.0 m，牛腿材料尽量采用废边角料Ⅰ20工字钢，呈三角形，长度500 mm。对于部分拉森钢板桩内侧面与围檩之间存在的空隙，必须用不同厚度的钢楔子或钢板将空隙塞紧并焊接牢固，使围檩受力均匀。

5)在基坑转角部位应增加2根～3根拉森钢板桩封堵，避免转角漏水。

6)基坑回填验收合格后，方可拔除钢板桩。

2.2 基坑降水方案设计及施工要求

1)根据本工程地质条件、水文地质条件及拟建建筑物的特征，结合地区降水经验，决定采取管井降水。

2)采取周边截流的方式布置降水井。降水井位要布在基坑边内距外墙边1.5 m左右。防止降水期间发生塌方现象，根据土层的渗透性能和降水井的影响面积，采用PKPM安全设施计算软件进行降水方案设计，要求周边降水井间距为10 m左右。管井深度基本控制在第③层粉细砂层内，管井井深设计约为11 m。成孔直径600 mm，用外径400 mm的无砂混凝土管，共计7眼。

3)通过计算，基坑降水时周边建筑物沉降值在20 mm以内。根据我方调查及经验分析,本地区同等类型地层降水沉降量均不大,因此经技术部门研究决定本工程基坑降水不布置回灌井。

4)成孔垂直度保证措施：钻机就位后吊线锤从两垂直方向检查垂直度，符合要求后方可施工，成孔过程中随时观察，如发现垂直偏移应立即停止施工进行纠正。

5)井点降水应经常进行检查，其出水规律应“先大后小，先浊后清”。若出现异常情况，应及时进行检查。

6)抽水过程中，应安排专人进行检查并做好记录。在抽水开始前，先测量各井自然水位，在抽水开始至水位稳定前每天观测一次，以后每周一次。

3 监控监测措施

依据现行的JGJ 120—2012建筑基坑支护技术规程有关规定，本次基坑支护工程安全等级属于二级基坑工程，应按二级基坑工程实施变形监测。变形监测具体要求如下：

1)本工程监测项目包括钢板桩水平位移监测和坡顶建筑物变形观测。

2)观测点布置：钢板桩支护位置进行水平位移观测，观测点采用钢筋头焊接在钢桩顶上，每间隔10 m左右设置一个观测点，沿长度方向均匀设置。

3)钢板桩支护监测报警值及周边建筑物水平、垂直位移按二级基坑安全控制标准要求，如果超出预警值，应立即停止基坑开挖，并采取相应加固措施。

4)观测仪器要求:位移观测点采用电子全站仪观测，仪器精度误差控制在3 mm以内。

5)观测频率及时间要求。基坑开挖前，对所有观测点进行一次原始观测;基坑开挖期间，每两天观测一次，如果遇到异常情况应随时增加观测次数，观测结果应做好记录，观测时间一直持续到基坑回填完毕。本次施工过程中基坑最大水平位移值为11 mm,邻近建筑物最大沉降量8 mm,符合规范要求。

4 结语

采用拉森钢板桩对基坑进行支护，整体性好、支护强度高、止水能力强；施工工艺简单、快捷，易于操作；相对于灌注桩、水泥搅拌桩而言没有龄期限制，施工完毕即可进行基坑开挖施工，提高了工程进度；另外拉森钢板桩及钢围檩可以重复利用，降低了工程造价。

采用管井降水降水效果好、作业条件简单、经济合理、便于施工和质量控制。

[1] JGJ 120—2012,建筑基坑支护技术规程[S].

[2] JGJ/T 111—98,建筑与市政降水工程技术规范[S].

[3] DB J04/T328—2016，钢板桩支护技术规程[S].

[4] GB 50497—2009,建筑基坑工程监测技术规范[S].