河涌整治項目中基坑施工技術探究

佛山市德安水電安裝工程有限公司 廣東佛山 528000

摘要：城市經濟的發展和城市工業迅速興起，使某些地區地區城市河涌水污染問題日益嚴重，河涌治理迫在眉睫。因此本文結合工程實例，對河涌治理項目中基坑施工工藝進行了深入探究，針對工程的地質情況，分析了基坑開挖時混凝土管樁水平位移和管樁斷裂的原因，并且提出了相應的施工處理方案。

關鍵詞：河涌治理；基坑；施工工藝

隨著經濟的高速發展，大量污染物排放于城市河涌，，由于監管的不足和污水處理設施建設的相對滯后城市的生態環境組成當中，最重要的部分就是河流，其能對城市當中的物種的多樣化、景觀的多種化、抗洪、供水等各個方面的使用起到了非常重要的作用。然而，隨著經濟的快速發展、城市化進程的加快及工業的興起，河涌（城市河流）兩岸工廠、農業、居民生活產生大量的污水和大量的污染物排放進河涌，導致城市河涌受到嚴重的污染，治理河涌勢在必行。可是，在河涌治理工程施工時，混凝土管樁容易出現水平位移和斷樁等問題，因此本文主要結合實例對河涌整治工程中基坑的施工工藝進行了探討。

1 工程概況

某河涌總長582m，片石的擋土墻分別于河涌兩邊，右邊擋土墻高3.0m，左邊為3.1m，上口的寬19.3m，擋土墻頂面是198mm厚鋼筋混凝土壓頂，寬1m。每隔18.9m設一道沉降縫，兩岸擋土墻之間凈寬10m。擋土墻基礎是Φ300混凝土管樁基礎，管樁上為L型的鋼筋混凝土承臺，承臺下為100mm厚混凝土墊層。河涌中間拋片石8m寬、0.8m厚，片石上面回填土0.3m厚。河涌兩岸邊坡鋪砌混凝土植草磚并植草，左側護坡坡度為1：2.35，右側護坡坡度為1：1～1：2.5。河涌左側為道路，右側為某物流公司集裝箱堆場。基坑底距右側某物流公司集裝箱堆場的高度約為8.5m，距左側道路路面的高度約為6.5m，詳見圖1。

圖1 河涌整治工程標準橫斷面

2 地質情況

河涌整治工程位于珠江三角洲沖積平原，地形開闊、平坦。原河涌底標高在-5.8～-5.6m之間，地層較為簡單，河涌兩側為回填粘土層，原河涌地層自上而下主要分布為：1）雜填土、耕植土厚約4m；2）淤泥質土厚約13.6m；3）強風化鈣質泥巖。

3 基坑開挖及施工主要措施

3.1 原基坑開挖支護方案

圖2 河涌基坑原支護方案示意

將原河涌截流后，在河涌中央拋片石8m寬、0.8m厚，挖掘機在片石上行走，挖除兩側邊坡土方整平河涌，使工作面寬度達到17.4m，然后在頂面回填17.4m寬、0.8m厚中粗砂層，使打樁機能在中、粗砂層上完成打樁工程。打樁工程完成后，在基坑靠岸一側各打一排9m長的拉森LSⅢ型鋼板樁，鋼板樁寬40mm、厚度12mm、每米重為60kg；同時在基坑靠河涌中心一側各打一排6m長、規格為220×77×7的槽鋼樁。鋼板樁及槽鋼樁用一根規格為220×77×7的槽鋼與之縱向焊接，槽鋼中心標高在鋼板樁頂下1m處。此外，鋼板樁及槽鋼樁之間用一根規格為220×77×7的槽鋼橫向焊接，間距5.0m。鋼板樁及槽鋼樁之間距離為4.7m，河涌中間兩排鋼板樁之間的距離為7.0m，可作為施工平臺使用，待河涌兩側的承臺和擋土墻施工完成后再挖除，詳見圖2。

3.2 基坑開挖的主要問題

2004年3月12日開挖河涌右側的一段基坑，挖土深度約3m，剛挖了約7m長時，發現多根管樁向河中間方向水平偏移，且其中編號為205號的1根管樁在標高約-8.5m處斷裂。隨后發現右側邊坡出現一些細小裂縫。施工單位迅速將情況報告監理單位和建設單位，經研究同意后，將開挖的基坑回填。

經過現場的詳細觀察、分析，認為出現這一現象是由于河涌兩岸邊坡對河涌方向的側壓力非常大，原設計的管樁不能承受水平推力，致使整個管樁向河涌中間方向位移。

3.3 分析原因及處理方案

3.3.1 分析原因

由建設單位組織相關單位工程技術人員對上述出現的問題進行討論，認為引起管樁位移和斷裂的原因有以下幾點：

（1）該工程地質較差，淤泥層較厚，河涌兩岸填土層較厚，高差較大，且靠近河涌，加上河涌右側某物流公司在施工現場堆放了大量的集裝箱，且有大量的重車往返，對河涌中心方向的下層淤泥形成巨大的擠壓力。

（2）一排鋼板樁加一排槽鋼形成的基坑支護體系整體性不好，剛度不足。當基坑開挖時，河涌中心瞬間卸載失去平衡，在河涌邊坡對管樁的巨大的側壓力作用下，基坑支護體系出現變形和位移，引起河涌邊坡滑移，使管樁位移和斷裂。

（3）混凝土管樁下部嵌固層平均不到3m，而上部位于很厚的流塑性淤泥層上，水平方向的剛度很小。

（4）鋼板樁支護不能穿過淤泥層進入硬土層，無法完全消除淤泥的流動和反涌，淤泥的流動引起管樁位移。

3.3.2 處理方案

為控制管樁往河涌中心方向的位移，就必須減少河涌兩岸邊坡對管樁的側壓力，或者增加管樁往河涌兩岸方向的水平抵抗力。根據工程施工現場的實際情況，初步擬定兩個處理方案：

方案一：在整條河涌兩岸邊坡打Φ500深度5m的攪拌樁，由設計院出設計施工圖。攪拌樁的剛度比鋼板樁大，對淤泥質軟土加固效果較好，但考慮到水泥攪拌樁需增加很大的費用和工期，建設單位沒有采納。

方案二：

（1）把靠河涌中間的兩排槽鋼改成兩排6m長的拉森LSⅢ型鋼板樁，并對原支撐系統進行改進；

（2）在河涌兩管樁之間增加一根截面為300mm×600mm、間距為5m的鋼筋混凝土支撐梁，使支撐梁與承臺連接，詳見圖3；

（3）將原方案中縱向的鋼板樁與一根規格為220×77×7的槽鋼焊接改為二根槽鋼，槽鋼中心標高不變；

（4）將原方案兩排鋼板樁之間用220×77×7的槽鋼橫向焊接改用Φ200的鋼管橫向焊接，間距由原來的5m改為2m，形成更加堅固的橫向支撐體系。

由于按照方案二實施增加的費用較低，且延長的工期較少，建設單位同意按照方案二先做試驗段施工，待試驗成功后再嚴格按方案二組織施工。經過試驗段施工，未出現異常情況，說明方案二是安全可靠的。

3.4 施工主要措施

按照方案二組織施工時，遇到了如下一些問題，并采取了相應的主要措施：