軟土地基地下管道深基坑支護施工技術

■萬水龍 ■上海奉賢賢潤水務建設有限公司，上海 201400

1 排水管道基坑中常用的支護方式

第一，擋土板支護。該支護方式較為簡單便捷，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定。該支護方式適宜用于地質條件較好且埋深在2m 以內的基坑工程中;第二，槽鋼。槽鋼適合在埋深4m 以內且地質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。但是該支護方式無止水功效，無法用于地下水較淺的工程項目中;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，因此在工程實踐中的應用范圍較為廣泛。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

某城市地下管網的管道最大的管徑達2400，最大的深度為6.75m。工程項目所在地的土質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。因此在進行地下管道敷設的時候，為防止地下水流入到基坑中，必須采取一定的支護方式，通常還需要進行地基加固和止水處理。經綜合分析比較，最終選取拉森鋼板樁進行基坑的支護處理。

(1)基坑支護方案比選。由工程基本情況可知，該工程地質類型屬于軟土地基，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“安全、經濟、方便”的施工原則。比選拉森鋼板樁支護方式和鋼板樁+井點降水支護方式。經綜合對比分析得知，若選用鋼板樁+井點降水施工支護方式。存在以下弊端:①造價很高、進度慢;②造井材料不能重復利用③降水效果不穩定;④當工程場地工程地質水文地質情況復雜、變化大時，難以根據實際情況進行調整;⑤大管徑、大流量泵，抽水量大、對原有水環境影響大，既浪費能源，也容易產生安全隱患。而采用拉森鋼板樁支護方案，造價成本較低，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合角撐的支護方式，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→挖打設鋼板樁溝槽→打設鋼板樁→土方開挖→邊坡卸土→送樁到設計標高→挖支撐坑槽→設置地表排水系統→設置鋼圍模和鋼支撐→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。應依據設計圖紙的要求針對需敷設的管道的中線軸線進行放線，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。結合本工程的實際情況，為確保能夠重復利用鋼管支撐，依據管徑1.2m -2.4m 的實際狀況，最終確定兩排鋼板樁的間距設置為5m。

②施打鋼板樁。將導向樁按照一定的間隔進行設置，直接使用鋼板樁作為導向樁，以便于更好的控制鋼板樁的軸線。選取單獨打入法進行打樁，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，然后待其準確對準樁位后，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，直到樁基全部打入。需注意的是，應將樁頂的高程控制在合理范圍內，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，及時排除槽內地下水，若在施工過程中，發現有滲漏和涌沙的現象出現，要及時采用水泥—水玻璃漿液注漿，以實現施工堵漏的目的。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定。工程施工中，要嚴格按設計圖紙要求及施工規范規定施工，溝槽清底符合設計標高。

④拔樁。首先利用履帶式的打拔樁機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，使其產生“液化”現象，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由地面排水系統進行排出，并在基坑局部外圍設置間隔25m 左右的排水井，避免地表水倒流進基坑內部。在基坑的內部設置集水井，及時利用抽水泵將基坑內部的水排出。

3 基坑監測、應急及保護措施

第一，在施工的整個過程當中，需要設置專人或者專門機構進行基坑支護的監測工作，密切關注施工過程中，支護結構、土體的變形及基坑外部工程樁的位移情況，發現問題及時進行糾正，以最大程度的降低施工偏差;第二，在具體施工過程中，需重點監測以下內容，需關注鋼圍模頂水平的位移情況，當鋼圍模頂的水平位移累計大于50mm，連續三天的位移大于6mm/天時將達到報警值;第三，依據工程的土方開挖進度及基坑的變形狀況來確定監測的頻率。通常在開始開挖基坑的過程中，應確保每兩天監測一次，當開挖達到設計標高后，應調整為每天監測一次。當監測的值達到報警值的時候，每天應增加二三次監測頻率;第四，定期安排專人進行支撐體系穩定性的檢查工作，施工期間確保每天至少2 次的檢查，并及時做好相應的保護措施。

總之，在軟土地基條件下進行地下管道的敷設，必須要考慮到基坑的支護、止水及加固等措施，以避免基坑出現坍塌或者地下水涌入基坑內部所導致的施工安全隱患。排水管道基坑支護的方式較多，應用最為廣泛的當屬拉森鋼板樁支護方式，其施工的進度較快，施工安全，需占用較小的施工空間，對于周邊環境的擾動較小，且能夠重復利用，有利于降低施工成本等優勢。需注意的是，采用拉森鋼板樁支護時，因其材料的一次性投入費用較高，需占用較多的流動資金，所以采用該支護方式時還需綜合分析其投入數量和周轉次數等。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，通過多種支護方案比選，最終選取了拉森鋼板樁支護方式，施工完畢經監測，支護工況完好，期望能夠給同類型工程提供一定的借鑒和參考。

［1］袁澤喜.深基坑工程設計施工中的常見問題和解決措施［J］.價值工程，2014，21:168 -169.

［2］陳勝.深基坑支護施工技術要點分析［J］.建筑，2014，02:77 -78.

［3］占海聲.深基坑施工技術相關特點要點探析［J］.門窗，2014，01:164.