新園賓館基坑鋼板樁雙層鋼支撐支護
2.9.1 工程概況
（1）新園賓館位于寧波市解放南路與新街交口處，占地面積2200m2，地下室2層，地上15層，總高度50m，框架結構，工程樁 450mm×450mm鋼筋混凝土預制方樁，樁長 45m（三節），送樁 7m。單樁設計承載力1700kN。在工程樁沉樁期間，附近建筑物因土體擠壓受到不同程度的影響。為了保護東面正在施工的住宅，工地打設了一排砂井。
（2）地下室底板底標高一7.200m，地梁標高一7.800m，承臺標高一9.430m，承臺面積占基坑面積 1/3～1/2，地面標高一0.100m，控土深度7.1～9.3m，而大多數挖土深度應為9.3m。如圖2.9-1。
（3）周圍情況;西面離解放南路6～12m，（支護與解放南路的距離，下同）;北面離煤氣公司辦公樓6~7m（五層，打有7m 長的樁）;東南面是正在建造的7層住宅樓，沉管灌注樁，距離12～14m;南面是正在建造的華中大酒店，有一層地下室，距離7～10m。如圖2.9-2。
2.9.2 圍護方案設計
（1）方案選擇
由于周圍情況的限制，采用拉森鋼板樁為支護樁，鋼管內支撐，H型鋼作圍檁。
（2）方案設計
1）挖深考慮;挖土深度 7.1~9.3m，靠近圍護樁的承臺，其長度約占圍護長度一半，也就是說，對鋼板樁來說，挖深一半在9.3m?？紤]有利因素，計算深度采用 8.6m。
2）內支撐的確定;采用二道鋼支撐，鋼板樁長度和剛度可以滿足要求。
3）挖土層次的確定∶第一步，卸土 2m;第二步打設拉森鋼板樁;第三步，邊設第一道支撐，邊挖土至一7.5m（包括墊層厚度）;第四步，安裝第二道支撐;第五步承臺及地梁挖土至基底標高上 400mm;第六步，人工修土。
4）計算方法
（A）設計步驟
根據挖土情況，設計分二步進行，如圖2.9-3。
第一步 按圖 2.9-3（a），計算第一道支撐反力和圍護樁最大彎矩及樁長;
第二步 按圖2.9-3（b），計算第一、二道支撐反力和圍護樁最大彎矩及樁長。
（B）設計計算
工程地質勘察報告提供的資料如表2.9-1。
為了使設計盡量客觀地反映土質情況，對地質資料進行了詳盡分析。首先搜集了周圍建筑的地質資料進行比較，又察看華中大酒店地下室（正在開挖，距新園賓館僅10多米）的土質，認為②層土采用 g-8.4°偏于安全。
土壓力計算采用水土合一，因圍護樁范圍內僅有地表水，且各土層滲透系數均很小，孔隙水難以形成獨立水壓力作用于鋼板樁。土壓力按分層計算。
計算結果如表2.9-2。
支撐采用鋼管，按 208kN/m 設計。樁長采用15m。樁型采用Ⅳ拉森鋼板樁。
圍模采用350mm×350mm×19mm 日產H型鋼。支撐布置如圖2.9-4。
2.9.3 方案實施
挖土從中間向兩邊開挖，圍護樁兩側的土壓力逐漸增加。為了避免挖土和支撐相互干擾，采取一邊挖土，一邊安裝，如圖 2.9-5。先安裝左邊角撐，從左挖土到a線安裝好Ⅰ對撐（上道）;挖土到b線。再安裝好I對撐（上道），依次類推。下道支撐安裝適當滯后，這樣挖，運土機可以不跨越支撐。在市區挖運土只能在夜間進行，支撐安裝則安排在白天進行，這樣挖土和支撐安裝流水作業，保證了圍護安全，大幅度地縮短了工期。
支撐平面布置盡量避開柱、電梯井。下道支撐標高在地下室側板的第一道施工縫上，上道支撐設在地下室上一層第二道施工縫上。這樣底板混凝土澆搗完畢，即可拆除下道支撐，此時圍護系統滿足圖2.9-3（a）狀態，支撐拆除過程不影響結構施工。地下室底層頂板混凝土澆搗完成，即可填土方，拆除上道支撐，也不影響結構施工。
鋼板樁拔除會把土帶出，引起土體塌陷，為了把這種情況減小到最低限度，采取了以下兒條措施∶
①打設鋼板樁前。給鋼板樁涂上牛油。
②回填土在靠近鋼板樁一側灌砂，澆水震實回填，使回填部分盡量密實。
③拔樁時，能不震動就不震動。2.9.4 施工結果
支護系統與挖土有機的配合，有效地縮短了工期，提高了效益，方便了施工，使工程取得了成功。
工期，從打圍護樁到地下室底板澆搗完成不到三個月。經濟∶總價175萬元，平面延長米共210m，折合0.84萬元/m。同期同類型約1.3萬元/m。
安全∶圍護系統施工對周圍沒有造成大的不良影響。2.9.5 圍護施工過程出現一些情況及分析
圍護在施工過程中出現現象有∶
（1）路面開裂（解放南路）;
（2）支撐與圍檁之間焊縫壓裂;
（3）支撐壓彎;
（4）鋼板樁彎曲;
（5）路面塌陷（煤氣公司前）。
（1）路面開裂。解放南路上裂縫離樁約12m，縫寬3～5cm，如圖2.9-6。
這道裂縫出現在挖土到一7.200m 時。下道支撐安裝后繼續挖土，縫寬沒有增大。
（2）支撐與圍檀之間焊縫壓裂。當挖土到一7.200m還未安裝第二道支撐時，經常能聽到很響的爆裂聲，經檢查是焊縫壓裂，及時進行了補焊。
（3）支撐變形。上道支撐在挖土到一7.200m時均有微小彎曲，但都沒有繼續增大，說明隨著支撐、鋼板樁的變形，土壓力在減小。在某一狀態下，土壓力與變形后的支撐、鋼板樁形成新的平衡。上道支撐變形相當明顯，下道變形不明顯，這是由于挖土與支撐安裝時間上的差異，使得土壓力大部分由上道支撐承擔，下道支撐沒有達到設計承載力。
（4）鋼板樁變形和路面塌陷。鋼板樁大多數出現"凸肚"現象，主要原因是鋼板樁剛度較小;但程度還是較輕，屬彈性范圍內，比較嚴重的是圖2.9-4左端?？拷簹夤疽粋?，原因主要有∶
1）在 2.9-4圖中，挖土從②軸向②軸，挖到最左端時，挖土機停在左下角位置，鋼板樁局部超載很大。
2）氣候恰好是雨季，挖承臺、地梁時土方不斷坍塌。②軸一側鋼板樁腳下土都被挖到一9.430m，而且成了泥漿。
3）人工挖土白天進行，土運不出去，堆在③軸下方（圖2.9-4）鋼板樁外側，②軸到V支撐范圍，高達 2m 多。
在這種情況下，鋼板樁出現了明顯"凸肚"現象，板樁在一9.430m 處位移在 300mm 以上。
V支撐由于地面超載程度不一樣，兩根分支撐受力不平衡，出現了較大的彎曲，鋼板樁被壓扁?？竣谳S外側路面下陷近 800mm;，鋼板樁下端出現嚴重彎曲。拔樁時可以看出已塑性變形，有個別幾根已斷裂?；拥滓灿休p微隆起現象，如圖 2.9-7。
2.9.6 建議與體會
（1）設計施工一體化。圍護體系為臨時結構，設計施工一體化，有利干發現問題，能及時地采取應急措施。
（2）圍護方案與挖土方案要有機結合。合理的挖土方案能彌補圍護系統的缺陷和考慮不周的地方，保證圍護充分發揮作用;而好的圍護方案又方便挖土，提高工效，降低成本。
（3）支撐設計應有較大的安全系數。支撐安全關系到圍護整體安全。土壓力數值由于土質情況變化多，計算與實際出入較大;施工過程中挖土的不均勻也會給支撐帶來比設計大的荷載。（4）圍護系統設計必須為主體結構施工創造條件。1）圍護系統盡量少影響主體結構施工;
2）圍護系統拆卸時，充分利用主體結構作圍護支承，使拆卸不形響工期。