提要：本文主要介紹拉森鋼板樁在泵獅山小塘1#污水提升站深基坑中的應用，為深基坑設計提供一種安全、可靠、經濟、可行的技術方案。按相關規范進行了支護結構水平位移、周圍地面沉降變形、支護結構截面強度計算、支撐內力驗算、基坑整體穩定性、基坑抗隆起安全系數、抗傾覆等驗算，為計算鋼板樁基坑支護的可行性提供可靠的依據。
　　關鍵詞：鋼板樁、深基坑、支護方案、受力分析。
　　一、前言
　　拉森鋼板樁是一種輕質高強度材料，可重復使用。采用拉森鋼板樁作為圍護結構具有施工工藝簡單、周期短、建設費用便宜等特點，還具有顯著的環保效果（大量減少了取土量和混凝土的使用量，有效地保護了土地資源）。拉森鋼板樁還兼有止水作用，故近些年拉森鋼板在船閘、水閘、圍堰、堤壩、橋基、涵洞和下水道等基坑工程中得到廣泛應用。本文主要介紹拉森鋼板樁在污水提升泵站集水池的深基坑施工中的應用。
　　二、基坑基本情況和周圍環境
　　佛山市南海區獅山鎮小塘污水處理廠配套污水管網—1#污水提升泵站位于南海區獅山鎮小塘片區，小塘工業大道西側。本泵站屬于南海區獅山鎮官窯污水處理廠截污管網工程范圍，污水經該泵站提升后壓力管輸送到污水處理廠沉砂池進行處理。本工程需要對是污水提升泵站集水池進行基坑設計。基坑長度18.7m，寬度10.6m，深10.8m，屬于深基坑。
　　基坑南側有一棟單層磚砌體結構建筑，及一棟二層磚砌體結構建筑，距離基坑最小距離14.8m，南側水平距離6m處有一個直徑400mm的污水管道，管頂覆土5m；基坑東側17.3m有條8m寬的河涌；基坑西側和北側均為開闊場地，無建筑物，現場無地下管線及構筑物等；綜合判定，本工程基坑等級為二級，按二級基坑設計。基坑總體布置圖見圖1，基坑計算模型見圖2。

　　圖1基坑總體布置圖                                                圖2基坑計算模型圖
　　三、地質情況
　　本基坑位置處的ZK3所反映的地質情況：地表2.7m范圍內為素填土，素填土下存在10.5m的淤泥質土，淤泥質土下存在2m厚的粉砂層，粉砂層下為強風化細砂巖。
　　四、深基坑設計方案
　　本基坑總開挖深度為10.8m，設計先放坡開挖3m，坡長4.5m，基坑北側平臺寬4.5m，其余側平臺寬2.0m，在平臺及放坡面上均鋪10cmC10混凝土護坡；在坡頂及坡腳處各設一道35cm×35cm集水溝以便在雨天抽水。放坡后打15m長Ⅳ型鋼板樁支護，開挖7.8m，嵌入土層7.2m。為保證坑底的穩定在坑內做格構式水泥攪拌樁坑底加固，設置三道橫向支撐，圍檁采用雙拼40b工字鋼焊接而成，支撐采用D500mm鋼管δ=12mm。由于地下13.25m范圍內均為不透水水性土層，少量的水靠拉森鋼板樁止水，局部進入基坑內的水在基坑邊設置集水井抽水。基坑四周打12m長水泥攪拌樁加固地基，南側靠近房屋一側打兩排密排的水泥攪拌樁作為安全防護之用。基坑剖面圖見圖3。
　　施工順序：平整場地至標高4.80m→按圖示放坡開挖→換填1m山皮土→拉森鋼板樁施工→坑內外水泥攪拌樁施工→開挖至1.20m→安裝第一道撐梁→開挖至-1.30m→安裝第二道撐梁→開挖至-3.50m→安裝第三道撐梁→開挖至基底→澆筑水池底板及四周C15素混凝土待強度達到要求后→拆除第三道撐梁。

　　圖3基坑剖面圖
　　鋼板樁設計采用Ⅳ型，鋼板樁板寬為400mm，高度為310mm，腹板厚15.5mm，每延米截面面積238cm2，截面抵抗矩W=2040cm3/m，慣性矩I=31600cm4/m。液壓打樁機采用振動錘打樁，此機具有液壓硬度夾樁裝置，能與鋼板樁自動作剛性連接，既能打樁又能拔樁。水泥攪拌樁直徑500mm，采用二噴四攪的施工工藝，加固體采用42.5R普通硅酸鹽水泥，水泥摻量15%，可摻加1%的早強劑；漿液水灰比0.45～0.55，成樁7天樁體無側限抗壓強度應大于0.55Mpa，28天無側限抗壓強度不小于1.0Mpa，樁強度達到1.0Mpa后可開挖基坑。
　　本工程根據基坑情況從西向東按順序開挖，分層開挖挖到支撐下30cm后加支撐，機械挖不到的地方人工配合開挖，由一臺長臂挖機把土挖上來放到放土區（放土不得超過1m），由另外一臺鉤機直接裝車，人工修土完畢，直至整個挖土工程結束。
　　五、鋼板樁圍護基坑計算
　　采用同濟啟明星深基坑支擋結構設計計算軟件FRWS（版本2008）對鋼板樁圍護結構進行了支護結構水平位移、周圍地面沉降變形、支護結構截面強度計算、支撐內力驗算、基坑整體穩定性、基坑抗隆起安全系數、抗傾覆等驗算，計算結果分列如下：
　　5.1支護結構水平位移計算：經計算基坑基坑頂部觀測點側向位移34.8mm；
　　
　　5.2地表沉降計算：地面最大沉降量39.3mm；
　　
　　5.3鋼板樁強度計算：
　　樁身受彎設計值為：290.4kN；計算最大應力：142.4Mpa；抗彎強度：210.0Mpa
　　滿足要求。
　　5.4整體穩定計算：
　　滑動圓心：（-3.83，-0.53）m；滑動半徑：18.82m；下滑力：1650.9kN/m；抗滑力：2787.9kN/m
　　滿足要求。
　　5.5整體穩定計算：
　　整體穩定安全系數：1.689；要求安全系數：1.30
　　滿足要求。
　　5.6抗隆起計算：
　　抗隆起力矩:1527.49；隆起力矩:606.59；坑底抗隆起穩定安全系數:2.52
　　要求安全系數:2.00。
　　5.7抗傾覆計算：
　　合力：1571.2kN/m；合力作用點深：11.76m；抗傾覆穩定安全系數為:1.52
　　要求安全系數為:1.10。
　　5.82Ⅰ40b工字鋼腰梁內力計算
　　腰梁承受最大彎矩為：483kN.m；最大軸力：1436kN；
　　計算最大應力：200.9Mpa；抗彎強度：210.0MPa
　　滿足要求。
　　5.9φ500×12支撐內力計算
　　腰梁承受最大彎矩為：218kN.m；最大軸力：1436kN；
　　計算最大應力：133.3Mpa；抗彎強度：210.0MPa
　　滿足要求。
　　六、深基坑設計方案比較
　　此基坑也可采用鉆孔灌注樁設計方案，鉆孔灌注樁樁徑1000mm，樁長20m，間距1200mm；灌注樁外側布置兩排水泥攪拌樁止水，樁徑550mm，樁長12m，間距400mm，梅花型布置。灌注樁頂設1.2m×1.0m的冠梁，冠梁上設第一道支撐，共設置3道橫向支撐，另外在坑底進行格構式水泥攪拌樁坑內加固。經比較采用拉森鋼板樁的設計方案可比鉆孔灌注樁的設計方案節約造價40%。
　　七、基坑監測
　　根據《建筑基坑工程監測技術規范》GB50497-2009要求，基坑應監測內容為：1.墻頂豎向位移；2.各層圍檁水平位移；3.坑底隆起量；4.支護結構水平位移；5.地下水位；6.周圍建筑物、地下管線變形；7.周圍建筑物裂縫。二級基坑頂部觀測點側向位移報警值=40mm，極限值50mm；基坑頂部觀測點垂直沉降變形報警值=30mm，極限值40mm；基坑底部隆起變形報警值=20mm，極限值30mm。基坑變形速度較快，如每天變形超過5mm時，每天必須觀測2～3次，若出現連續3天每天的變形都在5mm左右，應及時通知監理、設計和施工人員，報告監測結果，同時停止繼續開挖，做好坑內變形部位反壓荷載、坑外地面相應部位卸載的準備工作。
　　八、結論
　　通過對深基坑進行計算分析，各項指標均能滿足《建筑基坑支護工程技術規程》DBJ/T15-20-97的要求；拉森鋼板樁支護方案與鉆孔灌注樁的支護方案進行經濟比較，拉森鋼板樁支護方案可降低工程造價約40%，大大節約了工程投資。因此拉森鋼板樁作為一種安全、可靠、經濟、可行的方案值得大力推廣。
　　參考文獻
　　1、《建筑基坑工程監測技術規范》GB50497-2009
　　2、《建筑基坑支護工程技術規程》DBJ/T15-20-97
　　3、李茜付樂《簡明地下結構設計施工資料集成》，中國電力出版社，2005年5月