南水北調(diào)濟(jì)南市區(qū)段邊坡支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

張山，馬闊，李淑闊

（1.南水北調(diào)東線(xiàn)山東干線(xiàn)有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南250013；2.山東省水利工程局有限公司，山東濟(jì)南250013）

南水北調(diào)濟(jì)南市區(qū)段邊坡支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

張山1，馬闊2，李淑闊1

（1.南水北調(diào)東線(xiàn)山東干線(xiàn)有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南250013；2.山東省水利工程局有限公司，山東濟(jì)南250013）

論述了南水北調(diào)濟(jì)南市區(qū)段下臥段工程不同深基坑支護(hù)方式的設(shè)計(jì)與施工，探討了不同支護(hù)技術(shù)在不同地質(zhì)條件下的應(yīng)用，從而為類(lèi)似環(huán)境下的基坑支護(hù)提供借鑒。

深基坑；支護(hù)技術(shù)；南水北調(diào)

南水北調(diào)東線(xiàn)一期工程濟(jì)南～引黃濟(jì)青濟(jì)南市區(qū)段裕興東溝下臥段工程施工主要內(nèi)容為樁號(hào)13+877～15+831輸水暗涵工程，位于小清河左岸，扣除歷黃路節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)度90 m，標(biāo)段總長(zhǎng)度1 864 m，暗涵基礎(chǔ)開(kāi)挖深度大部分為6.0 m，下臥段深度為13.5 m。

據(jù)已完成段地質(zhì)素描和地質(zhì)勘察文件，本標(biāo)段主要巖性有雜填土、黏土、淤黏質(zhì)黏土、壤土、黏土夾礓石，局部分布淤泥。

地質(zhì)報(bào)告土工試驗(yàn)建議值如下：

施工期間，除暗涵下臥段外地下水基本為上層滯水，賦存于①雜填土層，初見(jiàn)水位埋深為2.0～4.00 m。

1　支護(hù)形式

根據(jù)暗涵距小清河北路快車(chē)道距離和周邊建筑物的結(jié)構(gòu)型式，在施工中采取若干不同的型式對(duì)開(kāi)挖邊坡進(jìn)行支護(hù)，在安全的前提下，力求費(fèi)用最低。

1.1水泥土攪拌樁外插工字鋼支護(hù)

該種基坑平均挖深5.5 m左右，距離周邊需保護(hù)建筑物在5 m以?xún)?nèi)（扣除2 m保護(hù)距離），采用單排水泥土攪拌樁連續(xù)墻外插工字鋼支護(hù)，工字鋼間距為50 cm。在土方開(kāi)挖前，定出邊坡底腳位置，采用單排水泥土攪拌樁外插型鋼的型式支護(hù)邊坡。樁機(jī)鉆孔直徑：500 mm；孔軸間距：300 mm。水泥土攪拌樁有效頂標(biāo)高為相對(duì)地面標(biāo)高-2.0 m，底部相對(duì)標(biāo)高為-10.0 m，采用重復(fù)套鉆，外插H鋼截面：220 mm×115 mm×9.5 mm。坡頂部1.2 m為放坡開(kāi)挖，邊坡1∶1，坡高1.2 m。局部薄弱地方加預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)。錨桿上下設(shè)2行，水平方向錨桿間距為2.5 m。

1.2水泥土攪拌樁加雙排鋼管樁及錨桿支護(hù)

該種基坑平均挖深7.5 m以上，考慮需保護(hù)的建筑物（扣除2 m保護(hù)距離），采用水泥土攪拌連續(xù)樁加雙排直徑140 mm鋼管樁支護(hù)。在土方開(kāi)挖前，確定出邊坡底腳位置，采用單排水泥土攪拌樁加雙排鋼管樁支護(hù)邊坡。樁機(jī)鉆孔直徑：500 mm；孔軸間距：300 mm。水泥土攪拌樁有效頂標(biāo)高為相對(duì)地面標(biāo)高-2.0 m，底部相對(duì)標(biāo)高為-10.0 m，采用重復(fù)套鉆。鋼管樁內(nèi)側(cè)間距為1.6 m，外側(cè)間距為0.8 m，鋼管樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)10 m。局部薄弱地帶加預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)。錨桿行距為2 m，排距為2.5 m。

1.3下臥段支護(hù)

考慮到基坑失事對(duì)公路、小清河產(chǎn)生的較大影響，以及對(duì)南水北調(diào)工程帶來(lái)的不利影響，基坑安全等級(jí)為1級(jí)。

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理念：緊鄰公路，不僅控制邊坡穩(wěn)定性，還要控制邊坡的側(cè)向位移，選用側(cè)向剛度較高的支護(hù)體系；緊鄰小清河，應(yīng)重視基坑的防滲能力，特別是緊鄰小清河一側(cè)的防滲設(shè)計(jì)；針對(duì)基坑的環(huán)境條件，在滿(mǎn)足基坑安全的條件下，進(jìn)行方案優(yōu)化，選用造價(jià)較低的支護(hù)方案；動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，時(shí)時(shí)監(jiān)控，信息化管理。

1）下臥段（設(shè)計(jì)樁號(hào)14+262～14+292）北側(cè)支護(hù)方案?；颖眰?cè)開(kāi)挖時(shí)，上段采用放坡，下段垂直開(kāi)挖?；臃罎B：高程-2.5 m處設(shè)水泥土攪拌樁防滲，水泥土攪拌樁直徑0.5 m，間距0.3 m，樁長(zhǎng)10 m?；又ёo(hù)方案：高程-2.5以下采用鋼筋混過(guò)凝土灌注樁樁（4道錨桿）垂直支護(hù)，樁長(zhǎng)17.1 m，樁距1.6 m。樁頂設(shè)0.8 m×0.5 m鋼筋混凝土冠梁。

2）下臥水平段（設(shè)計(jì)樁號(hào)14+277）南側(cè)支護(hù)方案。地面以下開(kāi)挖1.0 m。高程-1.0 m處設(shè)雙排水泥土攪拌樁防滲，水泥土攪拌樁直徑0.5m，間距0.3 m，樁長(zhǎng)11.5 m?；又ёo(hù)方案：高程-1.0 m～-4.0 m以1∶1放坡，高程-4.0 m以下設(shè)雙排鋼管樁（2道錨桿）垂直支護(hù)，樁長(zhǎng)15.6 m，排距1.5 m，第1排樁距0.8 m，第2排樁距2.4 m。

3）下臥段（設(shè)計(jì)樁號(hào)14+217～14+262，14+ 292～14+337）北側(cè)支護(hù)方案?；颖眰?cè)開(kāi)挖時(shí)，上段采用放坡，下段垂直開(kāi)挖?；臃罎B：高程-2.5 m處設(shè)水泥土攪拌樁防滲，水泥土攪拌樁直徑0.5 m，間距0.3 m，樁長(zhǎng)10 m。基坑支護(hù)方案：高程-2.5 m以下采用鋼筋混過(guò)凝土灌注樁和雙排鋼管樁架聯(lián)合垂直支護(hù)，樁距1.6 m，設(shè)2～4道錨桿；灌注樁、鋼管樁相間布置，靠近漸變段，每?jī)筛摴軜恫贾靡桓嘧叮粯俄敻叱滩蛔?，樁底高程隨基坑底板抬高，但樁長(zhǎng)不小于9.5 m。雙排鋼管樁架排距0.6 m，兩排并排布置。樁頂設(shè)0.8 m×0.5 m鋼筋混凝土冠梁。

4）下臥水平段（設(shè)計(jì)樁號(hào)14+247、14+307）南側(cè)支護(hù)方案。地面開(kāi)挖1.0 m。水泥土攪拌樁防滲，水泥土攪拌樁直徑0.5 m，間距0.3 m，樁長(zhǎng)10 m，水泥土攪拌樁樁頂高程-2.5，市政涵洞附近水泥土攪拌樁樁頂高程-1.0 m。邊坡采用采用放坡、噴射混凝土面層土釘加固方案，厚80 mm。

5）市政箱涵支護(hù)方案。下臥水平段（設(shè)計(jì)樁號(hào)14+277）南北側(cè)支護(hù)方案：地面以下開(kāi)挖1.0 m。高程-1.0 m處設(shè)雙排水泥土攪拌樁防滲，水泥土攪拌樁直徑0.5 m，間距0.3 m，樁長(zhǎng)11.5 m。另在相對(duì)高程-6.5 m和-13.6 m（坑底）處設(shè)明排水，并將匯集水抽入小清河或回灌井中。

東西側(cè)支護(hù)方案：地面開(kāi)挖1 m，高程-1.0 m采用雙排鋼管樁支護(hù)，排距1.5 m，第1排樁距0.8 m，第2排樁距2.4 m。東西側(cè)鋼管樁頂部、相對(duì)高程-6.5 m、相對(duì)高程-9.0 m處設(shè)3道水平向拉桿，用直徑140 mm的鋼管焊結(jié)。

6）排水設(shè)計(jì)。采用井點(diǎn)降水結(jié)合明排相結(jié)合的降水方案。在截滲墻內(nèi)側(cè)各設(shè)井點(diǎn)降水，共計(jì)16眼，降水深度10 m?；觾?nèi)部采用設(shè)置明排、集水盲溝，匯入集水井外排，其中南坡相對(duì)高程-6.5 m設(shè)一排水溝，相對(duì)高程-13.6 m（坑底）處沿基坑四周設(shè)一排水溝，將匯集水抽入小清河或回灌井中。沿公路路沿石南側(cè)布置回灌井，以防止坑內(nèi)地下水位降低引起公路或小清河岸墻的沉降。回灌井計(jì)9眼，井深設(shè)計(jì)為8.0 m，水平間距15 m，井徑600 mm，井管徑400 mm。

2　施工工藝

1）雙排鋼管樁施工工藝。施工工藝：施工流程：定位---水泥土攪拌樁----鋼管樁。

2）土釘-錨拉樁復(fù)合支護(hù)施工工藝。放樁位線(xiàn)→鋼筋籠制作→鉆機(jī)就位→技術(shù)人員復(fù)測(cè)→成孔→下鋼筋籠→灌混凝土→養(yǎng)護(hù)。

3）錨桿施工工藝。測(cè)量定孔位→鉆機(jī)就位→調(diào)整鉆機(jī)角度→成孔至設(shè)計(jì)深度→提鉆→檢查孔深→下錨筋→孔底灌注水泥漿→補(bǔ)漿→設(shè)置反力梁→養(yǎng)護(hù)→張拉鎖定

3　監(jiān)測(cè)內(nèi)容

本工程基坑規(guī)模大，開(kāi)挖深度大，因此根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》及設(shè)計(jì)要求，對(duì)工程進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)，采取信息化施工方法，監(jiān)測(cè)內(nèi)容為：（1）基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)坡頂水平位移監(jiān)測(cè)；（2）基坑坡頂?shù)某两当O(jiān)測(cè)；（3）周?chē)缆芳敖ㄖ锏淖冃伪O(jiān)測(cè)；（4）地下水位觀測(cè)。經(jīng)過(guò)幾種觀測(cè)內(nèi)容的同步及時(shí)觀測(cè)，及時(shí)調(diào)整各項(xiàng)支護(hù)方式的工作內(nèi)容，保證基坑及箱涵工程施工安全。

通過(guò)以上不同支護(hù)工藝的聯(lián)合應(yīng)用，對(duì)困擾濟(jì)南市區(qū)段小清河暗涵下臥段與小清河北路施工交叉帶來(lái)的技術(shù)難題逐一得到解決，且沒(méi)發(fā)生任何安全及質(zhì)量事故，為國(guó)家節(jié)省了資金。

（責(zé)任編輯遲明春）

TV68

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2016-05-05

張山（1964—），男，高級(jí)工程師