從設(shè)計(jì)、施工淺談鋼板樁在支護(hù)工程中的應(yīng)用

       劉亮亮

         (江蘇順達(dá)工程科技有限公司)    2013年

摘要：隨著鋼板樁在建筑、市政、鐵路、港口、碼頭等基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣,本文作者結(jié)合工程實(shí)例從設(shè)計(jì)、施工角度闡述了其對(duì)鋼板樁在支護(hù)工程中應(yīng)用的一些體會(huì)、心得。

鋼板樁是一種帶鎖口的型鋼板樁，可以利用振動(dòng)錘或植樁機(jī)將其壓入地下構(gòu)成連續(xù)的板墻，作為基坑施工的支護(hù)結(jié)構(gòu)。鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)通常由鋼板樁和必要的支撐或拉錨體系組成,以抵抗外側(cè)荷載。因鋼板樁結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、鎖口緊密、水密性好、施工方便、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)、城市建設(shè)的快速發(fā)展下，鋼板樁在基礎(chǔ)工程支護(hù)施工中也得到了廣泛應(yīng)用。

本文結(jié)合我公司近年來(lái)鋼板樁支護(hù)工程實(shí)例，從設(shè)計(jì)、施工角度對(duì)鋼板樁在支護(hù)工程中的應(yīng)用談一些體會(huì)、心得。 

1 鋼板樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍

鋼板樁按生產(chǎn)工藝分為冷彎薄壁鋼板樁和熱軋鋼板樁兩種類(lèi)型。在工程建設(shè)中，冷彎鋼板樁應(yīng)用范圍較狹窄,大多作為應(yīng)用的材料補(bǔ)充，熱軋鋼板樁一直是工程應(yīng)用的主導(dǎo)產(chǎn)品。目前我國(guó)工程中應(yīng)用的熱軋鋼板樁主要還是從日本、盧森堡等國(guó)外廠家進(jìn)口鋼板樁截面形式主要有U型、Z型、直線型及組合型，而目前在國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用中主要以U型鋼板樁為主。

鋼板樁因其質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、鎖口緊密、水密性好、施工方便、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)正在各領(lǐng)域基礎(chǔ)工程支護(hù)施工中迅速得到推廣，并逐漸取代部分傳統(tǒng)基坑支護(hù)方法。但鋼板樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)也并非適用于所有基坑支護(hù)施工，還得根據(jù)實(shí)際工程內(nèi)外部環(huán)境并綜合考慮施工環(huán)境、工期、造價(jià)等因素進(jìn)行比選，筆者認(rèn)為鋼板樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)在以下幾種條件的工程項(xiàng)目中應(yīng)用更有優(yōu)勢(shì)。

 (1)基坑周邊環(huán)境復(fù)雜、施工環(huán)保要求高、施工作業(yè)面小。例如某些位于城市市中心或擬施工基坑周邊相鄰建筑間距較小的項(xiàng)目，采用傳統(tǒng)支護(hù)工法(如地下連續(xù)墻法、鉆孔灌注樁法、SMW工法等)需要較大的機(jī)械作業(yè)及材料堆放場(chǎng)地，且施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生泥漿、污水等污染物及噪音。而采用鋼板樁支護(hù)只需少量機(jī)械，且若采用液壓植樁機(jī)進(jìn)行鋼板樁插打可很好的解決施工過(guò)程中的噪音污染問(wèn)題。

(2)建筑基坑由于周邊條件限制無(wú)法采用拉錨加固,基坑開(kāi)挖深度約13m以?xún)?nèi)且基坑面積1萬(wàn)m以?xún)?nèi)。筆者所提這一條件并非采用鋼板樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)施工的必要條件，而是根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為在此類(lèi)條件下采用鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)更有優(yōu)勢(shì)。基坑施工采用何種類(lèi)型支護(hù)形式，業(yè)主方通常需綜合考慮工期進(jìn)度、造價(jià)因素從而選擇最適合自己工程的支護(hù)方法。傳統(tǒng)支護(hù)設(shè)計(jì)的原則是“強(qiáng)支護(hù)、弱支撐”即盡量采用較強(qiáng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，而盡量減少基坑內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)。這樣做的目的一是盡量減少內(nèi)支撐對(duì)后序主體結(jié)構(gòu)的干擾,二是為土方開(kāi)挖時(shí)挖機(jī)、運(yùn)土車(chē)等留出更大的作業(yè)空間。而鋼板樁由于自身剛度的限制，在建筑基坑特別是一些側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)較高的基坑，采用鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)往往需要設(shè)計(jì)較強(qiáng)的內(nèi)支撐體系,支撐層數(shù)較多,每層內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，若采用鋼結(jié)構(gòu)支撐需要較多的鋼材料并且施工存在大量的安裝、焊接工作;若采用混凝土支撐又需要較長(zhǎng)的支撐施工、拆除時(shí)間。所以在遇到開(kāi)挖深度或基坑面積大于上述數(shù)值的基坑時(shí)，業(yè)主方需要權(quán)衡考慮以確定支護(hù)方案。 

(3) 基坑內(nèi)抽水后,基坑內(nèi)外水位高差25m以?xún)?nèi)的橋梁、港口、碼頭基礎(chǔ)基坑工程。在鋼板樁沒(méi)有被大量采用之前，水中基礎(chǔ)的施工往往采用鋼圍堰法,鋼圍堰施工需要分塊預(yù)制、就地組裝或在別處組裝后浮運(yùn)到位、下沉等工序,施工工序較多、施工工期較長(zhǎng)。采用鋼板樁可以大大縮短施工工期，且在一些沒(méi)有覆蓋層的卵石層、巖層地層的情況下,采用特殊的鋼板樁插打工藝可以解決鋼板樁下沉困難的問(wèn)題。