治理黑臭水体施工中钢板桩支护的细部问题探讨

付小燕

（广东水电二局股份有限公司，广东 广州 511340）

0 前言

黄厝围沟是汕头市重点整治黑臭水体的最长的一条沟渠，大部分渠段位于城区，沿途流经城中村、学校、幼儿园、菜市场等人流密集地，并有铁路和多条公路横跨沟渠。为保证铁路、公路及城区周边建筑物及市政基础设施的安全，基坑开挖必须采取安全有效的支护措施。我公司（广东水电二局股份有限公司）在黄厝围沟综合整治工程中成功应用了钢板桩支护这项技术，现在就钢板桩支护在治理老旧沟渠（河涌）几个成功经验供大家分享。

一、技术选用：黄厝围沟综合整治工程地基为淤泥质土，基坑开挖深度4～5米。钢板桩支护具有施工简便、易于操作、循环利用的特点，并具有截水的作用，在水利工程施工中大量采用。在黄厝围沟综合整治工程基坑开挖施工中应用钢板桩支护结合内部钢支撑使用，采用静力压桩法施工，减少了土层扰动和水土流失对周边建筑物地基变形的影响。

二、施工布置：2017年11月制定与铁路箱涵交汇的钢板桩支护方案。过铁路为钢筋混凝土箱涵，箱涵是铁路设施的一部分，其几何尺寸：4m 宽×3m 高两孔，新建的沟渠将与其连接，沟渠设计断面为明渠结构。为与铁路箱涵有效连接，明渠在连接段增设中隔墙（W 型），为钢筋混凝土结构，每10m 长为一个施工单元；钢板桩支护在明渠结构外1m 处打设，同时兼做导流围堰，在最后施工与箱涵连接单元，利用箱涵的两孔结构进行分期导流，即在中隔墙处再施打一排钢板桩。

三、施工机械：采用履带式振动机械手，具有振动锤机械手可以轻松吊起钢板桩，通过振动将钢板桩沉入，较复杂的地质条件都可以进入施工。

四、材料：钢板桩为拉森Ⅳ型，长度12～14 米，锁扣结构具有防渗水功能；本工程基坑挖深在4～5m,由于都是淤泥质地基，钢板桩的嵌固深度需大于其开挖后的悬臂长度的1.5-2.0 倍；在离地面0.3m 处设置围檩，使每片钢板桩连成一体；根据周围环境每10m 左右设置一处水平支撑，水平内支撑使用Φ300mm 的钢管，为便于安装和拆卸，内支撑的钢管进行开槽处理（类似“马扣”如图2所示）。

（图1）

（图2）

五、钢板桩插打：（1）施工准备：由于钢板桩是可以重复使用的，本工程为节约成本购进的是旧料，需细对其检查，测量，分类，编号，同时对两侧锁口用一块同型号长 2～3m 的短桩作通过试验，对达不到长度的使用焊接接长方法加以整修。为保证插打过程顺利，在锁口处涂以适量的黄油。

（2）导框安装与插打方法：在安装导框时，先进行定位测量，导框采用现场的钢板桩制作，固定在定位桩上，在钢板桩上设置定位卡盘，限制钢板桩的平面位置。钢板桩采用单根插打，将钢板桩运至指定位置，然后用振动锤机械手吊起钢板桩，使钢板桩成垂直状态，挤压钢板桩沉入土体中。在首条钢板桩打入后次条钢板桩也用同样方法吊入就位，插入已打入的钢板桩锁口中。钢板桩在淤泥质地段挤进过程中，受到淤泥中块石或其它不明障碍物等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔 1.0～2.0m，再往下静压，如此上下往复数次，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。桩顶一般高于原地面20～30cm,可以防止地表水流入基坑，

（3）开挖与支撑：钢板桩沉桩后桩顶高出地面20cm 防止开挖施工时地表水流入基坑。基坑分层开挖，挖除表土30cm（距离钢板桩桩顶高程约50cm）处设置围檩（腰梁）和Φ300mm 钢管水平内支撑。

六、钢板桩流水工序：钢板桩支护以每150m 长为一施工段，槽段开挖50m一个单元，即完成3 个单元的主要工序（土方--淤泥开挖、基础处理--木桩、基础垫层、钢筋制安、基础块混凝土、侧墙混凝土、排污管安装、墙背回填），按流水作业完成3 个单元的主要工序需要30～35 天，一般在侧墙混凝土浇筑后10 天，完成墙背回填后就可以拔出钢板桩，移至下一施工段。

七、基坑监测：基坑开挖深度接近5m，所经地段有幼儿园、菜市场等人员密集的重要场地，还有与正在运行的铁路路基交汇，基坑监测是必不可少的。监测点一般布置在钢板桩围护墙的围檩上，每20m 设一个，重点监测水平位移和沉降，两侧均要布置，重点区域加密监测点。监测点设置在其建筑物上，主要监测内支撑的变形，钢板桩的变形，基坑出水量，抽水深度的控制等。施工过程受力情况在不断变化，将充分考虑各种可能出现的受力变形，确定所有可能的不确定性因素，保证施工过程的安全。

八、经济效益对比：钢板桩支护使用的拉森Ⅳ型钢板桩，按合同价，使用1个月内的单价为550 元/吨，包括施打（安装）、加固支护、拔出运输等循环工序，渠道每延米需3.36 吨，每延米的支护费用为1848 元。而使用其他支护工艺最经济的水泥搅拌桩至少2240/延米。钢板桩的刚度要优于水泥搅拌桩，防水防渗性能相差无几，钢板桩施工工期短，施工简单。水泥搅拌桩不但工期长，施工设备大型笨重，城区施工场地狭小不利于搅拌桩机进场施工，所以使用钢板桩支护是最为经济的。

九、其他参数：钢板桩施工中，打设的允许误差一般为：桩顶标高偏差± 50mm，钢板桩垂直度偏差为1%。在打设过程中，监测是否在允许误差范围内，超出时及时纠正调整。在钢板桩施打完成，马上开始内支撑的施工。

十、总结：黄厝围沟整治工程共需要进行钢板桩支护的渠段长度，长达4km基础开挖，分成两个工区分别施工。在城中村施工时征地问题极为突出，施工阻力大，经常是拆迁问题一落实，马上进行钢板桩施打。钢板桩支护不但保护了新建工程，更重要的是保护了渠道两侧居民楼的安全。经过近3年的施工，主体工程基本完成，渠道边的建筑物没有因施工造成的坍塌和变形。由于不用放坡开挖，减少了大量的土方（淤泥）开挖，大大节省了施工成本。现在黄厝围沟已具备通水条件，从下埔桥闸上游的西旁闸引入的新津河水以8～10 个流量流过水渠，各监测点的水质监测指标显示达到2 类水标准，黑臭水体的治理成效明显。