摘要：以海口某会展中心工程为例，对深度在5.0~7.0m范围的基坑的支护方式进行重点研究，当施工中不具备增加水平支撑梁的条件，采用钢板桩与工字钢组合基坑支撑体系方式进行支护，实践应用表明，在保证基坑安全性的前提下，施工便捷、成本较低且可以循环利用，该支撑体系达到了预期效果。
关键词：钢板桩；工字钢；循环利用；支撑体系
Construction technology of composite support system of steel sheet pile and I-beam
Duan Zhendong，Tong Zhendong，Chen Guobao，Wang Hairui
（China Construction Sixth Engineering Bureau Southern China company，Haikou，Hainan 570100，China）
Abstract：in a Haikou Exhibition Center as an example，the focus of research on the depth of excavation in the range of 5.0~7.0m support，when the construction does not have increased the level of support beam，steel sheet pile and steel composite foundation pit support system for supporting，practice shows that under the premise of ensuring the security of foundation pit next，convenient construction，low cost and can be recycled，the support system to achieve the desired effect.
Key words：steel sheet pile；steel sheet piling；piling beam；-steel；double tee iron；double T-steel；flange beam；cyclic utilization；support system
0 引言
深基坑支护施工是大型和高层建筑施工中极为重要的环节，设计和施工必须选择技术可行、造价合理的支护结构方案，以确保基坑周围及基坑支护体系的安全及施工进度。现阶段我国应用较为广泛的深基坑支护方式主要有钻孔灌注桩、高压旋喷桩、SMW工法桩等，施工工艺复杂且施工成本高，本文通过介绍海口某会展中心工程钢板桩与工字钢组合基坑支撑体系施工技术及应用效果，为今后类似工程提供借鉴。
1 工程概况
海口某会展中心工程地下1层，为汽车停车库，地上2~3层，局部区域4层，为展厅，层高6m，局部区域3.6m，建筑占地面积为36210.26m2，相对标高±0.00为绝对标高16.00m，框架剪力墙结构，基础形式采用桩基＋承台＋筏板，基坑开挖深度为5.20m。
基坑东西长约386.40m，南北宽约50.4~168.0m。
2 工程地质与水文条件
工程场地在大地构造上属于琼北新生代断陷盆地，该盆地主要由其南缘近东西向的王五—文教深大断裂所控制，盆地由于受到北东向临高断裂及北西向马袅断裂、颜春岭—道崖断裂和荣山—岭南断裂等及近东西向展布的马袅—铺前断裂的切割，次级构造自西向东划分为临高地垒、福山地堑、花场地垒、白莲地堑和云龙地垒。琼北地区断裂构造主要有东西向、南北向、北西向和北东向四组，近东西向断裂控制着断陷盆地的形成和发展，而北东向、北西向断裂控制着内部次级构造的形成。四组断裂明显有多期次活动特性，控制着新生代多次火山活动。上述断裂距场地较远。
工程场地位于海成一级阶地地貌单元，场地大部分为空地（西北侧局部有临时施工用房），场地较开阔，地形较为平坦；地表分布较多杂草及树木，主要为西南高东北低。场地内地层综合划分为8个工程地质单元层，土层物理力学指标如表1所示。
在钻探深度内的地下水主要为⑥中风化玄武岩中的裂隙类潜水。⑥中风化玄武岩中基岩裂隙类潜水富水性和透水性较差。地下水主要补给来源为大气降雨及侧向径流。
勘察期间测得地下水的稳定水位埋深2.90～9.00m，高程3.46～7.14m，地下水受地形影响明显，根据地区经验该区域水位变幅度1.0m。
3 支撑体系方案分析与设计
本支护方案的出发点是在满足支护结构整体稳定安全的基础上，使用可以循环重复使用的支护材料，兼顾了经济性的同时，达到了节能减排的目的。
根据本工程《岩土工程勘察报告》，施工场地主要为素填土、中砂，地层中的砂层范围广泛且厚度较大，其地下水的稳定水位高程3.46～7.14m，基坑底标高11.80m，故不用考虑排水。
支护形式一：钢板桩支护
采用SP-Ⅳ型拉森钢板桩作为基坑围护体系，经验算，桩长为15 m，桩顶标高16.20m，基坑底标高10.80 m，为抵消基坑外侧土压力作用，并在基坑内进行1：1放坡，以放坡处土体产生的土压力作为内部支撑力，在土方开挖过程中，不得扰动放坡范围内的土体，以保证支护结构的稳定性，钢板桩悬臂高度为5.40m，嵌入基坑底土体9.60m。钢板桩尺寸及物理力学指标如表2及表3所示。
图2 钢板桩支护断面图
Figure 2 section chart of steel sheet pile support
支护形式二：钢板桩-工字钢支护
采用SP-Ⅳ型拉森钢板桩作为基坑围护体系，经验算，桩长为15 m，桩顶标高16.20m，基坑底标高10.80 m，为抵消基坑外侧土压力作用，在钢板桩基坑一侧每隔800mm打入一根40#工字钢，并在基坑内进行1：1放坡，以放坡处土体产生的土压力作为内部支撑力，在土方开挖过程中，不得扰动放坡范围内的土体，以保证支护结构的稳定性，钢板桩悬臂高度为5.40m，嵌入基坑底土体9.60m。钢板桩及工字钢尺寸及物理力学指标如表2、表3及表4所示。
图5 工字钢支护剖面图
Figure 5 I-steel support profile
图6 工字钢支护断面图
Figure 6 section drawing of I-steel support
支护形式四：工字钢-工字钢支护
采用40#工字钢作为基坑围护体系，经验算，桩长为15 m，桩顶标高16.20m，基坑底标高10.80 m，为抵消基坑外侧土压力作用，在基坑内侧每隔800mm打入一根工字钢，并在基坑内进行1：1放坡，以放坡处土体产生的土压力作为内部支撑力，在土方开挖过程中，不得扰动放坡范围内的土体，以保证支护结构的稳定性，工字钢悬臂高度为5.40m，嵌入基坑底土体9.60m。工字钢尺寸及物理力学指标如表4所示。
图8 工字钢-工字钢支护断面图
Figure 8 section diagram of I-steel I-steel support
4 监测
为了保证周边建筑物、道路、地下管线及支护结构本身的安全，在基坑开挖期间设置监测点，基坑边地面设位移观测点，对周边30m范围内的建筑物、道路和重要管线进行沉降和水平位移监测。监测由建设单位委托有资质的监测单位，基坑监测从基坑开挖开始，至基坑回填结束。
（1）位移监测及报警值
1）基坑顶部水平与竖向位移监测
基坑顶部的水平和竖向位移监测点沿基坑周边布置，周边中部应布置监测点。监测点水平间距不宜大于20m，基坑顶部水平位移≤25mm，竖向位移≤10mm。
2）深层水平位移监测
深层水平位移监测点布置在基坑周边的中部、阳角处及有代表性的部位。监测点水平间距宜为20~50m，每边监测点数目不应少于5个，钢板桩深层水平位移不超过50mm。
3）周边建筑物变形监测及地面沉降监测
建筑物墙体位移不超过3‰，地面沉降在有建筑物的地方不超过20~30mm，没有建筑物的地方不超过50mm。
（2）监测结果
基坑顶部最大水平位移为19.6mm，竖向位移为9.2mm，附近2层别墅最大沉降量为22.7mm，基坑达到预期效果。
5 结语
本工程的深基坑采用了钢板桩与工字钢支撑体系施工技术，有效保证了基坑及周边建筑和环境安全，达到了预期效果，降低了工程造价，加快了施工进度，支护体系取得了良好的经济和社会效益，为今后类似工程基坑支护体系的设计和施工提供参考和借鉴。
参考文献
[1] 中国建筑科学研究院.JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2] 中国建筑科学研究院.GB50497-2009建筑基坑工程监测技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[3] 刘国彬，王卫东.基坑工程手册（2版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2009
论文作者:佟振东,冯刚,王身培,陈国宝,王海瑞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/21
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