軟土地基地下管道深基坑支護(hù)施工技術(shù)

■萬水龍 ■上海奉賢賢潤水務(wù)建設(shè)有限公司，上海 201400

1 排水管道基坑中常用的支護(hù)方式

第一，擋土板支護(hù)。該支護(hù)方式較為簡單便捷，主要是將擋土板插入到地基中一定的深度，同時輔以橫撐確保其穩(wěn)定。該支護(hù)方式適宜用于地質(zhì)條件較好且埋深在2m 以內(nèi)的基坑工程中;第二，槽鋼。槽鋼適合在埋深4m 以內(nèi)且地質(zhì)條件較好的基坑工程中，其主要為截面是凹槽形的長條狀鋼材。但是該支護(hù)方式無止水功效，無法用于地下水較淺的工程項(xiàng)目中;第三，拉森鋼板樁。拉森鋼板樁的截面有U 形、Z 形、W 形三種形狀，在工程實(shí)際中通常多采取U 形截面，適合在4 -7m 的深基坑中，其還有一定的止水功能，因此在工程實(shí)踐中的應(yīng)用范圍較為廣泛。第四，止水帷幕。如果基坑工程周邊的地下水位較淺，單純依靠支護(hù)方式無法阻止地下水流入基坑的時候，就需要采取止水措施。止水帷幕的主要作用就是防止地下水流入到基坑中，通常有水泥攪拌樁和高壓旋噴樁等方式。

2 工程概況

某城市地下管網(wǎng)的管道最大的管徑達(dá)2400，最大的深度為6.75m。工程項(xiàng)目所在地的土質(zhì)類型多為新近圍墾而形成的海涂地，屬于圍海造陸所形成的，屬于典型的軟土地基類型，且軟土的厚度較厚，地下水位的深度僅僅為0.5m。因此在進(jìn)行地下管道敷設(shè)的時候，為防止地下水流入到基坑中，必須采取一定的支護(hù)方式，通常還需要進(jìn)行地基加固和止水處理。經(jīng)綜合分析比較，最終選取拉森鋼板樁進(jìn)行基坑的支護(hù)處理。

(1)基坑支護(hù)方案比選。由工程基本情況可知，該工程地質(zhì)類型屬于軟土地基，且埋深較厚，地下水位埋深較淺，富水性好，滲透系數(shù)大，基坑開挖的深度為5.0 -6.75m，開挖的形狀為狹長形的且開挖的坑槽的寬度為4.2m。為確保地下管道的順利施工，依據(jù)“安全、經(jīng)濟(jì)、方便”的施工原則。比選拉森鋼板樁支護(hù)方式和鋼板樁+井點(diǎn)降水支護(hù)方式。經(jīng)綜合對比分析得知，若選用鋼板樁+井點(diǎn)降水施工支護(hù)方式。存在以下弊端:①造價(jià)很高、進(jìn)度慢;②造井材料不能重復(fù)利用③降水效果不穩(wěn)定;④當(dāng)工程場地工程地質(zhì)水文地質(zhì)情況復(fù)雜、變化大時，難以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整;⑤大管徑、大流量泵，抽水量大、對原有水環(huán)境影響大，既浪費(fèi)能源，也容易產(chǎn)生安全隱患。而采用拉森鋼板樁支護(hù)方案，造價(jià)成本較低，施工工藝簡單，同時還能兼顧基坑截水作用。

因此該工程最終確定采用鋼板樁+鋼支撐的支護(hù)方案。鋼板樁選用拉森W 型的鋼板樁，選取12 -15 米長的樁長，設(shè)置鋼板樁的寬度為b=440mm，高度=200mm，腹板厚=18mm，每米重77kg/m。支撐的體系采用對撐結(jié)合角撐的支護(hù)方式，圍模采用400 ×400H 型鋼，支撐采用φ 325 ×12 鋼管。

(2)施工流程。定位放線→挖打設(shè)鋼板樁溝槽→打設(shè)鋼板樁→土方開挖→邊坡卸土→送樁到設(shè)計(jì)標(biāo)高→挖支撐坑槽→設(shè)置地表排水系統(tǒng)→設(shè)置鋼圍模和鋼支撐→基坑分層開挖→鋪填墊層→澆搗管底混凝土墊層→管道安裝→檢查驗(yàn)收→回填土→拆除鋼支撐及圍模→拔鋼板樁斗回填土→掃尾。

①確定樁基線。應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求針對需敷設(shè)的管道的中線軸線進(jìn)行放線，并留出一定的施工工作面，然后確定基坑的邊軸線。理論上一般將敷設(shè)管道的外壁和樁間1.5m 范圍確定為鋼板樁的軸線打入位置。結(jié)合本工程的實(shí)際情況，為確保能夠重復(fù)利用鋼管支撐，依據(jù)管徑1.2m -2.4m 的實(shí)際狀況，最終確定兩排鋼板樁的間距設(shè)置為5m。

②施打鋼板樁。將導(dǎo)向樁按照一定的間隔進(jìn)行設(shè)置，直接使用鋼板樁作為導(dǎo)向樁，以便于更好的控制鋼板樁的軸線。選取單獨(dú)打入法進(jìn)行打樁，也就是首先將第一支鋼板樁吊升起來，人工將其扶正就位后，然后待其準(zhǔn)確對準(zhǔn)樁位后，振動將其打入土中。然后吊起第二支鋼板樁，將企口卡好，依然采取振動打入土中的方式，依次循環(huán)，直到樁基全部打入。需注意的是，應(yīng)將樁頂?shù)母叱炭刂圃诤侠矸秶鷥?nèi)，切忌不可相差太大。

③基槽開挖和支撐。挖土使用斗容量為1m3的挖掘機(jī)開挖，邊挖邊退。開挖到1.5m 時，安裝鋼圍檁和斜撐，鋼圍檁及斜撐為400 ×400H 型鋼，圍檁距鋼板樁頂0.5m 處，注意圍檁與鋼板樁焊接要緊密，在開挖過程中，要將鋼板樁上附著的泥土清理干凈，并及時做好地面防水措施，及時排除槽內(nèi)地下水，若在施工過程中，發(fā)現(xiàn)有滲漏和涌沙的現(xiàn)象出現(xiàn)，要及時采用水泥—水玻璃漿液注漿，以實(shí)現(xiàn)施工堵漏的目的。由于本次基坑開挖深度最大為6.75m，需采取“分層開挖”的方法，防止土壓力卸載過快而影響基坑壁穩(wěn)定。工程施工中，要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙要求及施工規(guī)范規(guī)定施工，溝槽清底符合設(shè)計(jì)標(biāo)高。

④拔樁。首先利用履帶式的打拔樁機(jī)將鋼板樁的頭部夾住，并振動1 -2min，確保松動鋼板樁周邊的土體，使其產(chǎn)生“液化”現(xiàn)象，降低土體對樁基的摩阻力，然后緩慢往上將鋼板樁撥出。

⑤排水。對于地表上的水分直接經(jīng)由地面排水系統(tǒng)進(jìn)行排出，并在基坑局部外圍設(shè)置間隔25m 左右的排水井，避免地表水倒流進(jìn)基坑內(nèi)部。在基坑的內(nèi)部設(shè)置集水井，及時利用抽水泵將基坑內(nèi)部的水排出。

3 基坑監(jiān)測、應(yīng)急及保護(hù)措施

第一，在施工的整個過程當(dāng)中，需要設(shè)置專人或者專門機(jī)構(gòu)進(jìn)行基坑支護(hù)的監(jiān)測工作，密切關(guān)注施工過程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)、土體的變形及基坑外部工程樁的位移情況，發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)行糾正，以最大程度的降低施工偏差;第二，在具體施工過程中，需重點(diǎn)監(jiān)測以下內(nèi)容，需關(guān)注鋼圍模頂水平的位移情況，當(dāng)鋼圍模頂?shù)乃轿灰评塾?jì)大于50mm，連續(xù)三天的位移大于6mm/天時將達(dá)到報(bào)警值;第三，依據(jù)工程的土方開挖進(jìn)度及基坑的變形狀況來確定監(jiān)測的頻率。通常在開始開挖基坑的過程中，應(yīng)確保每兩天監(jiān)測一次，當(dāng)開挖達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)調(diào)整為每天監(jiān)測一次。當(dāng)監(jiān)測的值達(dá)到報(bào)警值的時候，每天應(yīng)增加二三次監(jiān)測頻率;第四，定期安排專人進(jìn)行支撐體系穩(wěn)定性的檢查工作，施工期間確保每天至少2 次的檢查，并及時做好相應(yīng)的保護(hù)措施。

總之，在軟土地基條件下進(jìn)行地下管道的敷設(shè)，必須要考慮到基坑的支護(hù)、止水及加固等措施，以避免基坑出現(xiàn)坍塌或者地下水涌入基坑內(nèi)部所導(dǎo)致的施工安全隱患。排水管道基坑支護(hù)的方式較多，應(yīng)用最為廣泛的當(dāng)屬拉森鋼板樁支護(hù)方式，其施工的進(jìn)度較快，施工安全，需占用較小的施工空間，對于周邊環(huán)境的擾動較小，且能夠重復(fù)利用，有利于降低施工成本等優(yōu)勢。需注意的是，采用拉森鋼板樁支護(hù)時，因其材料的一次性投入費(fèi)用較高，需占用較多的流動資金，所以采用該支護(hù)方式時還需綜合分析其投入數(shù)量和周轉(zhuǎn)次數(shù)等。在本工程中，就是屬于典型的軟土地基深基坑地下管道埋設(shè)，通過多種支護(hù)方案比選，最終選取了拉森鋼板樁支護(hù)方式，施工完畢經(jīng)監(jiān)測，支護(hù)工況完好，期望能夠給同類型工程提供一定的借鑒和參考。

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