张旭斌1李圃林2魏朝霞3
天津市地质工程勘察院 天津市 300191
【摘 要】通过介绍在施工场地狭窄、周边环境复杂的软土地区深基坑中钢板桩的工程实例，着重介绍了案例支护结构的对比设计分析、临近建构筑物的保护以及结合利用、施工关键措施及相关应急预案，基坑施工过程中，在保证设备基础安全快速施工的同时，良好的控制了周边环境的变形，减小了对厂房影响，为此后类似工程施工提供了良好的借鉴。
【关键词】钢板桩；深基坑；滨海软土；厂房保护
引言
随着我国城市建设用地紧张以及工业类建筑升级改造的增加，建筑基坑深度越来越深，且基坑周边环境也越来越复杂，尤其是建筑工程工业改造类项目，深基坑周边存在已建老旧建、构筑物，对支护结构的变形非常敏感，因此，在此类环境复杂条件下，深基坑开挖过程中支护结构的安全稳定以及对周边环境的影响在设计阶段需充分考虑；同时如何做好环境复杂条件下基坑工程的施工，减小施工因素影响，也是确保工程的安全的重要环节。本文通过对天津滨海软土地区某工业厂房内深基坑设计方案及施工措施进行介绍，为此类项目提供工程借鉴。
一、工程概况
本项目位于天津市滨海软土地区，拟建物为厂房设备基础，位于现状厂房内，厂房为钢结构，采用独立承台、管桩基础，柱间地基处理采用管桩作为地坪桩，厂房最大净空12.0m，南侧局部净空仅10.0m，且紧邻建筑厂房及型钢柱承台基础，基坑周边0.5m左右为现状地坪桩。拟建设备基础尺寸15.5m×12.0m，面积约200m2，整体开挖深度5.2m，南侧局部深挖1.5m。
二、水文地质条件
本项目场地地貌单元为冲-海积平原地貌，第四系沉积物巨厚。土层分布比较均匀，基坑开挖范围土层自上而下依次为：
①人工填土层（Qml），包含①1素填土，软塑～可塑，主要由粉性土组成，夹植物根茎等杂物，该层层厚0.4～1.1米；①2素填土，杂色，软塑～可塑，主要由粘性土组成，层厚1.0～1.9米。
④河床河漫滩相沉积层（Q43al），包含④1粘土，可塑～软塑状，局部砂粘混杂，层厚1.5～2.5米；④2粉土，流塑状态，局部砂粘混杂，层厚0.9～2.9米；④3粉质粘土，可塑～软塑状态，砂粘混杂，层厚1.0～2.5米。
⑥浅海相沉积层（Q42m），包含⑥1粉质粘土，软塑～流塑状态，多夹粘土，局部夹淤泥质土薄层，层厚0.9～3.7米；⑥3粉土，中密状态，局部砂粘混杂，层厚0.8～2.5米。
⑦河床～河漫滩相沉积层（Q41h），土层为粘土，可塑～软塑状态，局部砂粘混杂，层厚1.4～3.4米。
场地浅层地下水属于孔隙潜水类型，水位随季节略有变化。根据勘察资料以及项目周边资料手机，场地区域地下水水位埋深约2.5米。
三、支护结构设计
本项目基坑原设计采用φ600钻孔灌注桩+钢支撑+高压旋喷桩方案，该方案支护结构位移控制较好，对周边环境影响较小，但造价偏高、施工难度大、工期长且对后期主体结构施工有影响。
结合场地地质资料场地环境情况，对方案进一步必选，对不同难点采用针对性的解决办法，经计算分析后基坑采用拉森钢板桩的支护形式，围护结构强度、变形、覆稳定性等安全指标均满足规范要求，具体方案介绍如下：
1、基坑北侧开挖深度5.2m，采用拉森钢板桩作为止水兼挡土结构，桩长9.0m，桩顶标高-0.3m（以现状地坪为±0.0m），此位置厂房净空12.0m，满足钢板桩的极限施工条件。
2、基坑南侧局部深坑开挖深度5.2m，采用拉森钢板桩作为止水兼挡土结构，桩长12.0m，桩顶标高-0.3m，此位置厂房净空10.0m，12.0m钢板受限于厂房高度无法施工，采用钢板桩分段压桩，分段焊接的方法，解决施工受限难题。
3、桩顶位置设置混凝土冠梁，冠梁同外侧地坪混凝土板相连，形成整体，再节省坑内支撑确保变形控制的同时方便后期承台施工。
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图1 围护结构平面图 图2 围护结构剖面图
四、坑内降水以及监测措施
本工程上部孔隙潜水主要赋存在①1、①2层填土层中，开挖面④1、⑥1层为淤泥及粉质粘土层，渗透性较小，主要含水层为④2、⑥3层粉土层，渗透性质好，需做好降排水措施。
1、降水措施：基坑内设置3口疏干井，采用d700mm管井降水，南侧深坑2口，北侧1口，提前两周疏干排水减小土体含水量方便后期土方开挖以及垫层施工。
2、排水措施：在基坑坑底四周设置排水碎石盲沟，作为基坑辅助明排措施，保证基坑开挖至槽底封井后的临时排水。
3、严格要求施工单位在基坑开挖期间应做好各种抽水量及水位监测记录，并与第三方监测单位密切配合，针对周边地表沉降以及型钢柱变形进行监测，施工过程中出现意外情况时能够及时采取应急措施。
五、围护施工工序及关键控制要求
1、土方开挖至-0.6m，施工基坑的拉森钢板桩，施工前在基坑外侧设置减压沟，减小钢板桩对周边环境的影响；
2、施工降水井、观测井并启动降水，按需降水并加强坑外观测井观测；
3、施工混凝土冠梁并与地坪混凝土板连接形成整体（已预留钢筋）；
4、土方分层开挖至坑底标高，及时施工基础垫层并顶至钢板桩，控制深层水平位移；
5、施工设备基础主体结构，拔除北侧钢板桩；
6、拔桩要求：由于基坑开挖面为滨海地区海相软土，考虑到拔桩对南侧基础以及上部型钢柱的影响，设备基础施工完成后南侧不拔除钢板桩，基坑北侧9.0m钢板桩拔除，严格要求施工单位采用挑拔并随拔桩侧随注浆的方式减小拔桩对周边环境的影响。
六 、应急预案
开挖过程中若发生异常情况应及时通知有关人员，针对本项目拟采取如下应急措施：
1、如地面出现裂缝，应及时分析原因，必要时对基础以及坑内机型注浆加固；
2、支护结构局部位移过大或变形速率过快时，应停止土方开挖，必要时回填土方，并根据具体情况补加支撑；
3、若出现渗漏水情况，应及时对渗漏点进行补漏，防止持续渗漏造成外侧粉土层水土流失；
七、结语
本项目结合场地周边情况以及地质条件合理选择设计方案，设计中采用钢板桩支护大大减小了施工工期以及施工造价；通过钢板桩分段焊接的形式解决了场地施工孔空间净空不足的问题；采用地坪混凝土板与冠梁拉结的形式省去了支撑费用并节省了一定工期。同时对于厂房保护严格制定了施工、监测以及后期拔桩措施，在施土过程中各单位紧密合作并严格控制施土质量，基坑开挖变形较小，基坑内无积水，厂房主体型钢柱以及基础变形以及地坪沉降很小，在软土地质条件和环境复杂情况下达到了预期控制目标，取得了良好的经济效益。
参考文献
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