城中村密集區(qū)地下河治理深基坑支護(hù)方法的研究

羅鎬懷

摘 要：城中村密集區(qū)主要特點是樓房間距非常狹小，且地下排水排污、電力通信等管線錯綜復(fù)雜，一些城中村還將原有的河道加蓋板后直接在上方修建樓房，從而形成的地下河橫穿城中村，導(dǎo)致地下河治理異常困難。本案例主要分析了城中村密集區(qū)地下河治理過程中，在施工場地狹窄的情況下，對鉆孔灌注樁施工期間遇到流沙層塌孔問題的解決方法進(jìn)行研究，給后面類似的施工提供經(jīng)驗及方法。

關(guān)鍵詞：城中村 流沙層 地下河

1.引言

城中村的特點是人口密集，環(huán)境“臟亂差”，且配套基礎(chǔ)設(shè)施沒有與整體規(guī)劃有效結(jié)合，地下管線密密麻麻，甚至很多地方為了修建樓房，將原有的河道用蓋板封閉后直接在上方填土建起了樓房，甚至有些樓房地基貫穿河道頂板，實際上是埋下了重大安全隱患的種子。在習(xí)近平總書記提出堅持綠水青山就是金山銀山的理念引領(lǐng)下，河流治理工作迫在眉睫，同時如何解決歷史遺留的河流污染及安全問題，特別是城中村密集區(qū)，大大增加了河流治理的難度。

2.項目背景情況

2.1實施必要性

近年來各地區(qū)發(fā)生大量各類地下老舊河道、排水管網(wǎng)塌陷事件，并造成人員傷亡和重大財產(chǎn)損失。由于城中村密集區(qū)的地下河主要是當(dāng)?shù)卮逦虼迕褡孕懈脑於桑医ㄔO(shè)標(biāo)準(zhǔn)低下，雨污混流。經(jīng)常年雨污水沖刷后存在不同程度的結(jié)構(gòu)性失穩(wěn)和功能性缺陷等問題，安全隱患重大，致使地下河的治理尤為必要。本案例地下河為4800mmx3500mm的漿砌石擋墻箱涵，頂板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)狀地下河左岸擋墻在建筑物滴水下方，右岸擋墻位于在道路下方。

2.2施工條件

由于地下河的埋深一般較深，所以在改造期間需要充分論證支護(hù)方式，考慮到城中村密集區(qū)人流量大，場地狹窄，若采用放坡開挖會對片區(qū)內(nèi)居民帶來諸多不便及影響周邊的房屋安全。根據(jù)地勘資料顯示，本工程沿線分布的地層主要以人工素填土及含礫粉質(zhì)粘土為主。地下水水位埋藏較深，但水量豐沛，且水位、水量隨降雨而變化。該區(qū)域為沖積扇地帶，過去城市開發(fā)前屬于村民挖水井取水的集中點。如圖1。

現(xiàn)狀地下河埋設(shè)于道路地下，埋深7～9m，并處于城中村中心地帶，周邊人流集中、車流密集，建筑物較多，左側(cè)地下河側(cè)墻邊離房屋僅4.8m，右側(cè)漿砌石暗渠邊離房屋僅8.6m，為受場地限制，基坑無法采用大開挖型式。

3.支護(hù)方法的研究

3.1微型樁加旋噴樁支護(hù)

微型樁系一種小口徑之鉆掘樁，口徑介于100mm 至300mm間，樁體主要由壓力灌注之水泥（砂）漿或細(xì)石混凝土與加筋材所組成， 依據(jù)其受力需求加筋材可為鋼筋、鋼棒、鋼管或型鋼等。考慮地勘報告顯示地下水較為豐富，同時采用高壓旋噴樁與微型樁相結(jié)合，微型樁樁徑采用φ350，樁長12m，樁內(nèi)套工32a的工字鋼，間距為280mm，止水采用φ600高壓旋噴樁，樁距離為400mm，采用425號普通硅酸鹽水泥，水灰比采用1：1.0。微型樁加旋噴樁支護(hù)的好處是施工難度小，占用場地小，但由于現(xiàn)狀地下河埋深7～8m，基坑開挖時，密排微型樁整體安全性難以保障。

3.2拉森鋼板樁支護(hù)支護(hù)

拉森鋼板樁又叫U型鋼板樁，市政工程一般采用IV型拉森鋼板樁對需要開挖的深基坑進(jìn)行支護(hù)。拉森鋼板樁在施工過程中主要是簡單，耐久性良好，并且可以重復(fù)使用，成本較低，同時大大節(jié)約樁體所占用的空間。然而，拉森鋼板樁在打樁期間會造成的明顯的土地擾動，同時無論在打樁以及拔樁過程中會產(chǎn)生一定的震動，且時常會出現(xiàn)樁體偏斜以及釘變形現(xiàn)象。在出現(xiàn)釘變形的現(xiàn)象后，鋼板樁要向外拔出1到2米左右，然后錘擊，使夾石層振動，借此才改變鋼板樁的位置，對于周邊建筑物較為密集區(qū)域采用鋼板樁會帶來許多風(fēng)險。受鋼板樁打樁和拔樁震動、擠壓土體等的影響，對距離較近的建筑物容易造成房屋墻體開裂，若存在無樁基礎(chǔ)的樓房可能造成房屋傾斜甚至倒塌的危險。

3.3旋挖樁支護(hù)

鑒于本案例中兩側(cè)布滿了建筑物，其中地下河左側(cè)是與建筑物滴水位置重合，建筑物滴水下方為一層商鋪的人行走道，使得雙排支護(hù)樁加鋼支撐的實施方法不可行。因此被迫只能使用單排樁作為支護(hù)，鑒于原有地下河右岸擋墻自身結(jié)構(gòu)具備一定穩(wěn)定性，地下河右岸位置直接采取放坡開挖。本案例最終采用旋挖樁撐支護(hù)結(jié)構(gòu)型式，旋噴樁與旋挖樁咬合間隔施工。旋挖樁樁徑1200mm，樁間距1500mm，樁長為18m，砼強(qiáng)度C30，止水采用φ600高壓旋噴樁，樁距離為400mm，采用425號普通硅酸鹽水泥，水灰比采用1：1.0。施工前將場地低洼處采用碎石土進(jìn)行填墊，利用推土機(jī)整平，同時對場地進(jìn)行硬化處理，保證場地平整，道路暢通。

4.旋挖樁垮孔解決方案

4.1泥漿護(hù)壁

泥漿護(hù)壁就是在充滿水和膨潤土以及 CMC 等其他外加劑的混合液的情況下，對于地下連續(xù)墻成槽、灌注樁鉆孔等工程，泥漿對槽壁的靜壓力和泥漿在槽壁上形成的泥皮，可以有效地防止槽、孔壁坍塌。由于施工區(qū)域內(nèi)地質(zhì)條件差，地下含有豐富的地下水以及流沙層。旋挖樁機(jī)桶式鉆頭在挖至地下9～11米位置處，出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，孔底出現(xiàn)地下水以及流沙層。為防止塌孔采用常用泥漿護(hù)壁措施，由于場地受到嚴(yán)重限制，現(xiàn)場調(diào)配泥漿、水、膨潤土以及 CMC 等其他外加劑的混合液的容器容量有限，無法保證旋挖機(jī)作業(yè)時的需求量供應(yīng)，并且由于9米位置一下出現(xiàn)大量地下水反壓孔底現(xiàn)象，該方法不起作用。

4.2鋼護(hù)筒護(hù)壁

因為現(xiàn)場挖孔區(qū)域地下水豐富，為解決塌孔問題，第二次采用了鋼護(hù)筒護(hù)壁。旋挖樁徑為1200mm，護(hù)筒2米一節(jié)，在下放鋼護(hù)筒過程中，由于塌孔位置較深，鋼護(hù)筒下沉至7米位置處，7米以下鉆孔周邊土體已經(jīng)掏空，地下水從周邊地區(qū)不斷往孔內(nèi)匯流，鋼護(hù)筒下陷，孔口坍塌。由于地下水帶走周邊土體，同時發(fā)現(xiàn)流沙層的厚度達(dá)到4～6米，已經(jīng)對周邊建筑物造成一定沉降影響。為保證周邊房屋安全，對現(xiàn)有塌孔用粘稠泥土攪拌膨潤土進(jìn)行回填。

4.3旋噴樁止水方案

為解決施工區(qū)域地下水豐富以及流沙層厚的問題，需要將地下土質(zhì)進(jìn)行加固，方可繼續(xù)使用旋挖樁施工。

采用φ500旋噴樁止水，C15素水泥漿，樁距離為300mm，樁長18米，圍繞旋挖樁形成環(huán)狀，每隔30米形成一個閉合環(huán)。同時，由于旋噴樁帶有加固土體以及一定的支撐作用，考慮成本問題，將原有φ1200旋挖樁改為φ1000尺寸以減少成本，樁間距1200mm。采用該方法，由于旋噴樁止水左右，每30米一段將旋挖樁施工范圍內(nèi)的土體進(jìn)行了加固，同時將地下水及流沙層用水泥漿進(jìn)行了固化，C15素水泥漿在未達(dá)到完全凝固的狀態(tài)下，利用旋挖樁機(jī)進(jìn)行作業(yè)，可以輕易的進(jìn)行挖孔。

5.結(jié)論

近年來國家對水環(huán)境污染防治有著堅定不移的決心，目前許多城市包括一線城市在過往開發(fā)建設(shè)過程中忽視了河流的保護(hù)和治理，造成了許多地下河“埋藏”在樓房地下，大多數(shù)特點均為埋設(shè)深、質(zhì)量差、隱患多、雨污分流等，要治理這些地下河的技術(shù)難度非常大。本文經(jīng)過許多專家進(jìn)行研討，總結(jié)適用范圍：

（1）建筑物密集的區(qū)域，例如城中村、老舊小區(qū)、工業(yè)區(qū)等，施工距離房屋較近；

（2）施工區(qū)域周邊房屋基礎(chǔ)較差，不允許使用大震動的打樁設(shè)備；

（3）地下土質(zhì)較差，地下水較為豐富，流沙層厚度較大的情況。

旋挖樁與旋噴樁咬合方式可以解決一般的深基坑支護(hù)問題，如遇到上述范圍內(nèi)的問題，可以改變樁與樁之間的布設(shè)方式，利用旋噴樁的止水特點，能很好的解決問題。

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