市政路橋飽和土深基坑支護(hù)技術(shù)分析

文 / 寧波梅山島開(kāi)發(fā)投資有限公司 竺輝

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的提高，中國(guó)城市路橋的建設(shè)總量明顯上升，路橋規(guī)模明顯增加，深基坑支護(hù)技術(shù)起到了重要作用，是提高路橋施工效率的關(guān)鍵。基于此，本文將就城市路橋完全飽和后的深基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題展開(kāi)深入的研究，并期望能夠?yàn)槭姓挝婚_(kāi)展城市施工提出合理的指導(dǎo)意見(jiàn)。

引言

深基坑作為一個(gè)臨時(shí)的支護(hù)構(gòu)件，在橋梁下部結(jié)構(gòu)施工中也獲得了應(yīng)用，尤其是在墩柱支撐的承平臺(tái)施工。本文中的深基坑地處河道邊上，附近土質(zhì)為飽和土且含水量高。隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城鎮(zhèn)化建設(shè)水平的提高，中國(guó)的城市化范圍也逐步擴(kuò)大，使得對(duì)市政路橋和城市空間的建設(shè)工程總量增加、施工規(guī)模增加，從而對(duì)深基坑及支撐構(gòu)件的工程設(shè)計(jì)提供了更多需求。完全飽和土指的是土體孔隙度基本被水填滿(mǎn)的土層，由于其含水率相當(dāng)大，所以在采用深基坑支護(hù)的時(shí)候必須加以針對(duì)性地設(shè)計(jì)規(guī)劃，從而才能優(yōu)化具體應(yīng)用的效率。

深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的概述

隨著中國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和政府管理水平的提高，中國(guó)城鎮(zhèn)化的水平提高，路橋建設(shè)的總量明顯增加，這也為對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)提供了更高的需求。所說(shuō)的深基坑支護(hù)，在建材行業(yè)目前并不是統(tǒng)一的具體的概念，只是通常為方便管理工作，按照施工部建質(zhì)[2018]87號(hào)文，有關(guān)印發(fā)《危害性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理方法的通告》規(guī)范，深基坑是指挖掘深入大于5m（含5m）或地下室三層之間（含三層），或深雖未大于5m，但由于地質(zhì)條件和環(huán)境或地下管道等非常復(fù)雜的工程施工。在具體方法開(kāi)展路橋施工的時(shí)期，由于深基坑施工往往存在著暫態(tài)性、地區(qū)、個(gè)人、綜合型、系統(tǒng)化等特征，在具體方法開(kāi)展路橋施工的時(shí)期必須貫徹因地制宜地的基本原則，根據(jù)情況分析，從而能夠優(yōu)化具體方法使用的效率。飽和作用土一般指的是土體的空隙處基本上都被水填滿(mǎn)的土層，由于該類(lèi)土壤水分量相當(dāng)大，對(duì)深基坑支護(hù)工作的需求也相當(dāng)高，所以，本章以中國(guó)寧波市地區(qū)某飽和土的路橋的深基坑支護(hù)為例，對(duì)架構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況加以剖析，從而能夠進(jìn)一步優(yōu)化其具體使用的效率。市政路橋深基坑支護(hù)的主要方法有旋噴樁支護(hù)噴射注漿材料技術(shù)、土層錨索施工技術(shù)、鉆機(jī)技術(shù)、土釘技術(shù)、內(nèi)支撐墻支護(hù)技術(shù)、外連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)等，但在具體實(shí)施使用的同時(shí)必須按照自己的具體需要，選用較為適宜的方法。

市政路橋施工中涵蓋著比較復(fù)雜的技術(shù)內(nèi)容，是提高區(qū)域內(nèi)的民眾生存條件以及帶動(dòng)區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題，而支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用又在新的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展階段和新歷史發(fā)展時(shí)代中面臨著更高標(biāo)準(zhǔn)與要求，因此必須更加全面地根據(jù)區(qū)域內(nèi)的自然條件和經(jīng)濟(jì)社會(huì)要求，選用較為科學(xué)合理的支護(hù)技術(shù)及其結(jié)合設(shè)計(jì)方案，從而才能優(yōu)化具體應(yīng)用的效果，并帶動(dòng)區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)交流，從而促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展。

市政路橋的飽和土深基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為對(duì)整個(gè)市政路橋飽和土深基坑及支護(hù)構(gòu)造做出更具體的剖析，我們將以寧波市市政工程為例，對(duì)整個(gè)深基坑構(gòu)造的具體使用效果做出了深入的剖析，這樣才能提高其實(shí)際使用的效率，從而也能夠有效提高整個(gè)市政路橋建設(shè)的實(shí)際施工效益。

寧波市梅山島地區(qū)的自然地理?xiàng)l件概述

梅山島地屬寧波市北侖區(qū)，地處我國(guó)東部沿海地區(qū)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平相對(duì)比較高。但是梅山島因?yàn)楹u成因的特點(diǎn)，外涂面標(biāo)高高于堤內(nèi)地塊標(biāo)高，常年受暴雨、風(fēng)暴、海水高潮位影響顯著，特別是在梅雨季節(jié)及臺(tái)風(fēng)期，常受暴雨襲擊，其自然地理學(xué)條件也比較復(fù)雜。當(dāng)?shù)毓こ添?xiàng)目由于地處河流三角洲平原地形，施工區(qū)的地形也較為平緩，因此根據(jù)自然地理?xiàng)l件及其物理力學(xué)特性可區(qū)分為若干個(gè)階段，在具體開(kāi)展工程建設(shè)的時(shí)候可以對(duì)各種狀況進(jìn)行更深層次的研究，從而也能夠區(qū)分為若干階段，使基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型工作更為地具備科學(xué)化和合理化。

（1）質(zhì)素填筑物∶這一類(lèi)的路橋主要為中砂、粉細(xì)沙和粉狀黏土等，里面還會(huì)存在少許的碎磚，并且該土層上還具有人工回填的痕跡，而人工土層的厚度一般在0.6~3.0m左右。

（2）中砂∶這層土壤為相當(dāng)?shù)湫偷耐耆柡驼惩粒呤杷?、中間稍密以及局部中密的特征，部分為粗砂，但部分鉆孔處仍存在細(xì)沙以及淤泥質(zhì)粘土。

（3）粉砂；飽和土，同中砂相比具有較疏松、稍密以及局部中密的特征，部分地區(qū)存在過(guò)篩細(xì)土，雜質(zhì)大多是泥巖或存在較多腐質(zhì)的泥質(zhì)層，厚度一般在2.5~10.9m左右。

（4）淤泥∶完全飽和土，有流塑的特性，主要為細(xì)粉粒和粘粒，且部分還存在相當(dāng)多的細(xì)粉砂子。

此外，在這個(gè)地區(qū)內(nèi)部的重要地下水利用種類(lèi)為孔隙潛水，承壓水和基巖的縫隙水，污泥層厚度都相當(dāng)大，透水性很好而且儲(chǔ)量充足。同時(shí)由于寧波市地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)，所以雨水也相當(dāng)充沛，而地下水利用供應(yīng)的重要形式則為大氣降雨，但在具體進(jìn)行利用的時(shí)候一日運(yùn)用得不好，會(huì)造成地下水位污染。此外，由于本區(qū)內(nèi)的地下水的水位和水量變化除受天氣原因的影響之外還會(huì)受海洋潮汐的影響，所以地下水位的數(shù)量年變動(dòng)幅度相當(dāng)大，且地區(qū)內(nèi)的地下水對(duì)干砼構(gòu)件和其內(nèi)部的鋼筋直徑并不具有腐蝕；但對(duì)鋼筋構(gòu)件卻具有相當(dāng)明顯的腐蝕。

基坑負(fù)荷支護(hù)結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)對(duì)路橋施工的實(shí)際情況做一個(gè)比較深刻的剖析就可看出在具體建設(shè)的路橋當(dāng)中，最關(guān)鍵的重問(wèn)題一共有四個(gè)。首先施工區(qū)域里面存有著厚水砂，造成基坑建設(shè)的時(shí)候需要相當(dāng)大的路橋面積，同時(shí)由于地下水位也較為豐富。該區(qū)域的北側(cè)和東側(cè)區(qū)域均具有較厚的淤泥夾層，再加上該地區(qū)施工現(xiàn)場(chǎng)的管網(wǎng)線(xiàn)路相對(duì)密集，以及面臨著路橋施工土地資源緊缺的問(wèn)題。

根據(jù)此，本次實(shí)施的方案中重點(diǎn)提出了四個(gè)實(shí)施方法，在實(shí)踐應(yīng)用的同時(shí)需要根據(jù)工程的實(shí)踐情況和項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益選用較為科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法加以實(shí)施，整體的提高建設(shè)項(xiàng)目的效率。

（1）圍護(hù)樁、高壓旋噴止水帷幕、樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)等，該種方法優(yōu)點(diǎn)在于相對(duì)安全，不過(guò)也要耗費(fèi)相當(dāng)大的投資成本和時(shí)間成本。

（2）（單雙排）圍護(hù)式工程樁、高壓旋噴止水帷幕、懸臂樁等支撐構(gòu)件。這個(gè)方法在使用的時(shí)候較為明顯的弊端是如果支護(hù)的寬度加大會(huì)造成非常巨大的變化，對(duì)周?chē)窐蛞约奥访娈a(chǎn)生危害，并且這個(gè)方法在應(yīng)用的時(shí)候仍然要耗費(fèi)相當(dāng)大的投資成本和時(shí)間成本。

（3）隔柵型旋噴樁重力式擋墻，這個(gè)方法應(yīng)用的主要優(yōu)點(diǎn)就是具有相對(duì)較高的路橋整體性以及穩(wěn)定性，并且它還能夠在落成以后形成一定的止水帷幕并且具有相對(duì)良好的隔水性涂料，不過(guò)這個(gè)方法在具體進(jìn)行建造的同時(shí)還需投資相當(dāng)大的資金成本以及技術(shù)成本，而且在支護(hù)高度相當(dāng)高的地方變形相當(dāng)大。

（4）土釘墻的支護(hù)構(gòu)件。這個(gè)方法在具體應(yīng)用的時(shí)候比較顯著的優(yōu)點(diǎn)就是費(fèi)用相對(duì)低廉，而且工期較短。相關(guān)單位工程不需投入巨大的金錢(qián)成本和時(shí)間成本，不過(guò)這個(gè)方法若單純應(yīng)用會(huì)造成地基挖掘工作上出現(xiàn)明顯的問(wèn)題，而且對(duì)于較富水砂質(zhì)土的單位施工上也出現(xiàn)了問(wèn)題。

此次工作的基坑所需要的路橋水深在4.8~11.7m左右，因此在選定方法的時(shí)候必須對(duì)影響路橋施工的各種因素加以綜合的考量，而根據(jù)安全、經(jīng)濟(jì)效益、快捷的原則上，此次建設(shè)的路橋的地基支護(hù)選用了混凝土樁+噴錨網(wǎng)+錨索和大放坡+混凝土樁+噴層的綜合施工方法予以建造。同時(shí)為確保支護(hù)施工任務(wù)能夠成功地完成，還必須在基坑頂部存在空間的區(qū)段放坡，預(yù)留出必要的空隙。此外，為提高支撐構(gòu)件的強(qiáng)度，必須在混凝土樁內(nèi)側(cè)設(shè)有超前微型樁，從而能夠提高整個(gè)支撐設(shè)施的質(zhì)量。此外，還必須使用預(yù)應(yīng)力錨索避免地基位移的現(xiàn)象，從而能夠確保周?chē)访嬉约奥窐颉⒐艿赖仍O(shè)備的安全性。

當(dāng)混凝土樁澆筑完成以后就必須在地基施工前使用雨水井的設(shè)備完成降雨?；觾?nèi)挖出的排水方法要采用明渠排澇的方法，在施工的過(guò)程中要把基坑內(nèi)側(cè)的雨水直接經(jīng)過(guò)排污渠導(dǎo)入集水口，同時(shí)使用泵或者開(kāi)船直接排出基坑，并且為提高施工的具體有效性還需要對(duì)基坑內(nèi)側(cè)具有高差的地方使用一定比例放坡方式，這樣才能提高支護(hù)的具體質(zhì)量，從而優(yōu)化了具體應(yīng)用的效果。

基坑支護(hù)的止水設(shè)計(jì)

為提高地基支護(hù)的工程質(zhì)量必須做好相應(yīng)的止水工程設(shè)計(jì)，這樣才能提高整個(gè)工程的施工效率，由于此次施工的地下水位相對(duì)淺，但由于地基的施工水深相對(duì)大而且長(zhǎng)，因此水位的下降量相對(duì)較大，并且通過(guò)土壤條件的研究，20m范圍的含水層均為深潛水，所以在做好止水工程設(shè)計(jì)的時(shí)刻，還必須充分考慮地層可降性、地基穩(wěn)定性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等方面因素，所以這次施工必須采取"深井管井降水+混凝土攪拌樁帷幕側(cè)壁止水"的止水方法，這樣才能提高工程止水的具體效益。

施工應(yīng)急預(yù)案

要確保工程建設(shè)的效果必須在路橋施工的時(shí)候建立相關(guān)的路橋緊急預(yù)案，應(yīng)急預(yù)案的大致條件有二點(diǎn)，即施工預(yù)案獲得了有關(guān)機(jī)關(guān)的批準(zhǔn)，并且施工現(xiàn)場(chǎng)必須擁有相應(yīng)數(shù)量的準(zhǔn)備物料，包括加固用鋼筋、混凝土等。

結(jié)語(yǔ)

隨著中國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的提高，中國(guó)城鎮(zhèn)化水平提高，深基坑支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用日益普遍。

本文以寧波市梅山島工程項(xiàng)目為例，通過(guò)對(duì)市政路橋飽和土深基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行比較深入的剖析，從而能夠篩選出較為經(jīng)濟(jì)合理的方法，這樣就能夠優(yōu)化具體工程建設(shè)的效果，從而提高支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全系數(shù)，為工程今后工作的開(kāi)展提出了合理的指導(dǎo)意見(jiàn)。