提高濕陷性黃土深基坑人工頂管工作坑護(hù)壁施工質(zhì)量探析

趙紅星

摘要：文章結(jié)合西安三星基地出入綜合保稅區(qū)一條貨運(yùn)通道的污水管道施工案例，對提高濕陷性黃土深基坑人工頂管工作坑護(hù)壁施工質(zhì)量進(jìn)行了探討，采用了一系列的防護(hù)措施降低了工作坑護(hù)壁的安全隱患，在提高了施工質(zhì)量的同時降低了施工成本。

關(guān)鍵詞：人工頂管；濕陷性黃土；深基坑；工作坑護(hù)壁坡度；護(hù)壁滲水；水平位移 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU94 文章編號：1009-2374（2015）28-0123-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.060

1 工程概況

施工場地內(nèi)，地層自上而下依次為第四系全新統(tǒng)人工填土、全新統(tǒng)沖擊黃土狀土、粉質(zhì)黏土及沙土。陷性黃土與水發(fā)生唧泥或其他外界因素影響下，工作坑護(hù)壁沉降的可能性大，危險性大。為了保證人工頂管的施工質(zhì)量和安全，各道工序質(zhì)量必須一次成優(yōu)。土質(zhì)為濕陷性黃土、管道埋置深、地下水非常豐富，導(dǎo)致工作坑護(hù)壁沉降不確定因素較多。

2 特點(diǎn)及難點(diǎn)

（1）本工程頂管工程主要為Ⅱ至Ⅳ級濕陷性黃土層；（2）沿線光電纜及地下管網(wǎng)較豐富，頂管工作坑開挖難度大；（3）頂管坑較深，開挖支護(hù)難度較大；（4）施工工期緊，安全管理壓力大。

3 影響因素

影響濕陷性黃土深基坑人工頂管護(hù)壁質(zhì)量問題，具體表現(xiàn)為護(hù)壁滲水、護(hù)壁結(jié)構(gòu)尺寸不合理、護(hù)壁沉降、護(hù)壁水平位移。經(jīng)調(diào)查，施工區(qū)范圍內(nèi)為濕陷性黃土，工作坑開挖后，地下水非常豐富，可能導(dǎo)致工作坑沉降、坍陷，危險性大。

護(hù)壁滲水、護(hù)壁結(jié)構(gòu)尺寸、護(hù)壁沉降三類造成質(zhì)量問題累計率達(dá)86%，是重點(diǎn)控制項(xiàng)。現(xiàn)場地下水非常豐富，管道埋置深度為原地面以下15m。

4 解決方案

根據(jù)設(shè)計圖紙說明，深度大于8m的工作坑采用鋼筋混凝土護(hù)壁支護(hù)。鋼筋混凝土逆作法支護(hù)特點(diǎn)：設(shè)備簡單，占用場地小，結(jié)構(gòu)截面尺寸和剛度大，承載力高，抗?jié)B、耐久性好。

施工順序進(jìn)行施工：土方開挖→鋼筋制作→模板制作→第一段井體澆筑、拆模→第二段井體澆筑、拆?！谌尉w澆筑、拆?！谒亩尉w澆筑、拆?！獾?。

4.1 土方開挖

開挖時嚴(yán)格遵守設(shè)計優(yōu)化規(guī)定的放坡值，第一次開挖可按設(shè)計圖示尺寸下挖到一定深度，綁扎鋼筋，支模澆筑混凝土，待混凝土強(qiáng)度≥80%設(shè)計強(qiáng)度后，方可進(jìn)行下一層開挖；第二層及以后向下挖土，均勻?qū)ΨQ開挖，待混凝土強(qiáng)度均達(dá)到80%設(shè)計強(qiáng)度后再開挖另一方向，循序漸進(jìn)以防井壁向下沉降。開挖過程中，無地下水且土質(zhì)良好時，每板開挖深度不大于2m，如發(fā)現(xiàn)地下水且土質(zhì)較差時，嚴(yán)格按每板不大于1.0m下挖，嚴(yán)禁超挖?；舆?m范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆載。井施工至設(shè)計底標(biāo)高后，應(yīng)避免基坑底面裸露時間過長，需盡快將底板砼施工完畢。

4.2 鋼筋保護(hù)措施

第一節(jié)井壁的鋼筋制作時，預(yù)留第二段井壁鋼筋，其長度滿足施工技術(shù)規(guī)程的要求，受力鋼筋的連接采用焊接。同一斷面焊接的數(shù)量≤50%，兩個焊接斷面間距>30cm，接頭設(shè)置在構(gòu)件受力較小處，預(yù)留出的鋼筋均插入土中，并確保垂直。為了防止壁板下沉，第一節(jié)壁板頂端向外伸出1.2m與壁板鋼筋相連澆筑50cm C30混凝土。

構(gòu)筑物施工時采用的拉筋，護(hù)壁配筋中豎向筋采用Ф12、Ф14、Ф16 HRB400螺紋鋼筋，間距150mm，橫向筋采用Ф12、Ф14、Ф16、Ф18 HRB400螺紋鋼筋，間距150、200mm，底板采用Ф20 HRB400螺紋鋼筋，間距200mm，上下兩層布置；護(hù)壁鋼筋按雙層網(wǎng)格布置，并進(jìn)行護(hù)角加強(qiáng)；墻板、底板用螺紋12號鋼筋500×500布置馬凳筋，不允許埋有露頭鋼筋，以免造成井體的滲漏。

4.3 模板防止?jié)B漏的措施

模板接縫貼海綿膠帶，防止漏漿。模板每次使用均要涂刷脫模劑，脫模劑采用水乳型，不得使用油漆型，脫模劑不得污染鋼筋及砼接茬處。工作坑支護(hù)采用鋼管架滿堂支護(hù)，注意預(yù)拱度控制；支撐點(diǎn)密度要足夠，嚴(yán)防跑模；注意鋼筋保護(hù)層墊塊的設(shè)置，保證鋼筋保護(hù)層尺寸符合要求。

4.4 混凝土澆筑防滲漏措施

4.4.1 在混凝土中增加高效抗?jié)B劑及減水劑，達(dá)到無滲水狀態(tài)。由于工作坑護(hù)壁混凝土無抗?jié)B劑導(dǎo)致混凝土護(hù)壁滲水，最終與建設(shè)方、設(shè)計及監(jiān)理單位共同協(xié)商在混凝土中增加高效抗?jié)B劑及減水劑，使工作坑護(hù)壁達(dá)到無滲水狀態(tài)，按GBJ82-85方法檢驗(yàn)抗?jié)B能力達(dá)到P6要求，提高護(hù)壁混凝土質(zhì)量。

4.4.2 工作坑每層護(hù)壁都采取分層澆筑混凝土，為方便澆筑砼可設(shè)置跳腳（跳腳不得設(shè)置在高1m范圍內(nèi)）；上兩層鋼筋的豎筋每層向下預(yù)留65～70cm和下一層連接，預(yù)留的鋼筋端部不應(yīng)在同一截面，使混凝土護(hù)壁形成一個整體。

4.4.3 混凝土澆筑及間歇的全部時間不得超過混凝土的初凝時間，同一井段的混凝土連續(xù)澆筑，并在底層混凝土初凝之前將上一層混凝土澆筑完畢。在下次砼澆筑前，先對已澆砼表面進(jìn)行鑿毛、沖洗干凈、保持濕潤，澆筑下部墻體時，在施工縫處先鋪一層厚度為15～30mm的砼配比相同的水泥砂漿、澆筑細(xì)致?lián)v實(shí)，使新舊砼緊密結(jié)合。

4.5 護(hù)壁結(jié)構(gòu)尺寸調(diào)整

工作坑護(hù)壁結(jié)構(gòu)尺寸不合理，工程造價增大，最終與建設(shè)、設(shè)計及有關(guān)專家對方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計調(diào)整如下：

4.5.1 工作坑護(hù)壁坡比由原設(shè)計1∶0.2調(diào)整到1∶0.1，大大減少了工程造價，施工安全、合理、科學(xué)。工作坑護(hù)壁每臺高度由原設(shè)計4m調(diào)整到2.5m，分解工作坑護(hù)壁重力，提高護(hù)壁混凝土澆筑時間，減少工作坑護(hù)壁沉降、塌陷。

4.5.2 由于施工工藝不合理導(dǎo)致護(hù)壁沉降量增大，最終完善施工方案、改進(jìn)施工工藝，具體方案如下：開挖遵循“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖”的原則進(jìn)行開挖，3m以內(nèi)采用機(jī)械開挖人工整修，3m以下采用人工開挖機(jī)械出土。具體做法為工作坑對邊開挖澆筑，待混凝土澆筑后強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求時再開挖澆筑另外兩對邊，嚴(yán)禁超挖，盡量縮短施工時間。下層挖土?xí)r嚴(yán)禁出現(xiàn)大的擾動現(xiàn)象，以避免上層鋼筋混凝土護(hù)壁發(fā)生坍塌現(xiàn)象。

4.6 加強(qiáng)安全防護(hù)措施

工作井頂部嚴(yán)禁堆放各種材料，以免增加荷載、滑落等，工作井四周4m范圍內(nèi)不得堆載。工作井四周設(shè)置不低于1.2m、牢固可靠的安全圍擋和安全警示標(biāo)志；夜間施工配備足夠照明燈具，保證施工和行車安全。

工作井支護(hù)施工過程中，安全人員密切觀察邊坡穩(wěn)定情況，發(fā)現(xiàn)問題及時采取有效措施，避免事故發(fā)生。在工作井四周設(shè)置截、排水溝，并設(shè)置不低于300mm的磚砌防水圍梁，防止雨水流入工作井。工作人員上、下基坑必須走扶梯，嚴(yán)禁攀登支護(hù)或支撐上下；嚴(yán)禁酒后作業(yè)，嚴(yán)禁在工作區(qū)說笑、打鬧。為了確保周圍土體與管道施工的安全和支護(hù)與基坑內(nèi)施工的順利進(jìn)行，在施工期間對基坑變形定期進(jìn)行觀測，一直到基坑開挖完畢，施工完畢后可7～10天觀測一次，至變形穩(wěn)定為止。期間可根據(jù)施工進(jìn)度和變形發(fā)展隨時加密觀測次數(shù)，如發(fā)現(xiàn)變形異常，應(yīng)及時停止坑內(nèi)作業(yè)，分析原因，采取還土、坡頂卸載等加固措施，確保邊坡安全。

4.7 節(jié)約費(fèi)用統(tǒng)計

工作坑護(hù)壁坡度從原來的1∶0.2調(diào)整到1∶0.1，節(jié)約C30抗?jié)B混凝土：（24.4-19.85）×[（0.3+3.5）-（0.3+2.8）]÷2×4面×28個×400元=71344元。鋼筋50噸×3900=195000元。累計節(jié)約人民幣26.6萬元。

5 結(jié)語

我們在“濕陷性黃土深基坑”特殊地質(zhì)構(gòu)造下進(jìn)行“人工頂管護(hù)壁施工”，在質(zhì)量方面取得了突破性的成果，節(jié)約了施工成本，提高了頂管工作坑施工的安全系數(shù)，為類似工程的施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉剛.濕陷性黃土地區(qū)頂管施工技術(shù)初探[J].工程科技，2014，（8）.

[2] 陶炳芳.濕陷性黃土地區(qū)超深頂管工作井支護(hù)施工技術(shù)研究城市道橋與防洪[J].管理施工，2013，（11）.

[3] 何耀濤.市政工程頂管施工要點(diǎn)[J].中國市政工程，2008，（6）.

（責(zé)任編輯：秦遜玉）