工字鋼樁在排水管道深溝槽支護中的應用分析

唐偉

中國江蘇國際經濟技術合作集團有限公司 江蘇 南京 210000

前言

隨著城市化的建設，越來越多的建筑物成為城市排水管道建設的障礙物，常規使用的排水溝槽開挖的方法在目前的城市建設中難以進行，尤其是在一些地質條件不好或管道埋得比較深的地區，更是加重了排水溝槽開挖的難度。其中不開槽管道施工又稱暗挖施工方法，在公用工程當中經常使用頂管法、盾構法、淺埋暗挖法、夯管法、地表式水平定向鉆法等施工方法，該施工方法對施工的機器的技術水平要求高，而且投資成本較高。開槽施工分為有支護和無支護溝槽開挖，有支護溝槽開挖僅包括支撐形式、結構、支拆三種方法。與不開槽管道施工相比，開槽工程投資較小且施工簡單方便，所以當前國內外的排水施工主要使用開槽鋪設預制成品管。

1 深基槽支護方案

因為各地區的地質情況都不一樣，為了不破壞其土層，應盡量避免開挖地下土層，對周圍土地不進行開挖；可以利用大口井排水結合減載加工字鋼樁鋼樁支護的組合方案來降低溝槽內地下水位[1]。

1.1 大口井降水方案

大口井每10米設置一口內徑為500毫米的無砂混凝土井壁，并使其沿著工字鋼樁兩邊均勻分布（要求工字鋼樁外側與大口井相距2米），大口井深度為15米，等到井里的水位下降到槽底下1米，再進行基槽開挖第一步。

1.2 溝槽分兩部分開挖

第一部分：先在溝槽放坡開挖的區域中鏟除1米左右的殘積土，再進行3.5米到4米的減載，使用放坡式開挖，其邊坡比例為1比1或1比2。第二部分：待挖土卸載滿足要求后將工字鋼樁支護結構打入，隨后開挖直至設計高度。

2 施工方法

2.1 施工準備

在施工之前，施工團隊要與建設單位和其相關部門取得聯系，對地下已有的管線和障礙物做好詳細的標識，并根據標識做好施工準備。在施工時，要對地下管線和各障礙物的深度、位置做好準確的記錄。要提前做好施工放線準備，施工放線包括了大口井中心、污水管道中心線、溝槽兩側工字鋼樁中線、交叉管線以及附近各種管道中線，其中十字路口的地下管線相對復雜，在過路口時對各種管線的標識與記錄要格外詳細[2]。

2.2 工字鋼樁的檢驗、吊裝、堆放

檢驗：對工字鋼樁的檢驗主要包括材質和外觀檢驗，為避免打樁過程出現問題，對工字鋼樁檢驗的要求很嚴格，對不符合要求的鋼樁會及時進行修正。對工字鋼樁的裝卸通常使用兩點吊。吊運：在吊運時，工字鋼樁根數要適量，不宜同時吊運多根，并且還要注意吊運時要將鋼樁捆綁起來，單根吊運的話就要使用其專門的工具。堆放：工字鋼樁堆放要盡量選擇平坦、寬闊且堅固的地面，避免因鋼樁過重而導致地面坍塌的問題。

2.3 大口井降水

首先，回轉鉆機成孔是井筒的沉設方法，井管外徑比孔徑小25厘米。井筒底部使用粗砂礫石和草帶片作為反濾層，其中大概有20厘米的厚度。用粗砂與礫石等慮料回填井孔與井筒的空隙至地下水位，地下水位之上用黏土回填。其次，以防泥土淤積，大口井施工完成后應馬上試抽水與排泥，且在大口井從抽水到基坑回填到地下水位這一過程中要求不能中斷抽水。此外，大口井抽水停止之后，要馬上解拆抽水裝備的同時將井筒拔出，馬上將井孔回填密實。

2.4 打工字鋼樁

使用分段施工，從下游到上游依次平均每50米為一施工段，為確保挖掘機正常工作，將鋼樁間距設置為3米。大部分工程使用工字鋼樁，將鋼樁使用一丁一順布置且樁與樁之間做到咬口銜接[3]。

2.5 焊支撐

土方開挖到第一道支撐中心下50厘米后停止深挖，開始順水支撐工程（要求平順直），電焊機滿焊兩道在溝槽兩側的工字鋼樁上。完成順水支撐后要馬上支頂橫向支撐，在滿焊于順水対焊的工字鋼上平均4厘米一道，以防不慎掉落，在鋼管兩端應加焊角鋼。要確保橫支撐與順水支撐處于同一水平，并將橫支撐頂在順水支撐的中間并垂直焊接。順水撐上部設止滑鋼板，下部設置托架。為確保支撐點焊接牢固、操作安全，每道支撐焊接好后，要有專門的負責人對各個接點進行排查，必需確認絕對安全之后才能進行下一步施工。而且在下一步施工時，要盡量避免外物對各支撐的撞壓。在施工時，要時刻觀察支撐的變形過程，一旦發現變形嚴重要對支撐立即實施加固保護。此外為確保施工安全，每完成50米施工左右，要下管施工并進行驗收回填，避免發生安全意外。

2.6 拆支撐

拆支撐工作要在渣石回填在管頂40厘米的時候進行，先拆橫支撐再拆順水支撐。拆支撐時要有專業的工作人員對其進行指導，并且要時刻觀察著兩側鋼樁變形的情況，如果發現異常要馬上停止工作，等待專業工作人員實施有效的方案后再進行拆支撐工作。

2.7 拔樁

排水管道鋪設完成后，根據施工圖進行回填，為防止管道位置偏移，回填后對稱拔出工字鋼樁。拔樁后會留下樁孔，可以使用灌沙法對其進行及時回填[4]。

3 結束語

工字鋼樁在排水管道深溝槽支護的應用已經越來越普遍，其使用將會加快了排水管道施工的速度，而且大力縮減了施工成本。加快了我國城市建設步伐，結合實例與個人經驗對實際應用過程中遇到的問題給出一些建議：

（1）工字鋼樁在進入土地時會收到擠壓，由于各方受力不同會引起鋼樁偏斜。在鋼樁發生偏斜的位置，將鋼樁拔起1到2米再往下錘，就這樣重復幾次會使大石頭震碎或位移，使其不影響工字鋼樁的進入。

（2）需提前準備一些弧形樁或轉角樁，在打樁遇到障礙物時，可以使用弧形或轉角樁繞過障礙物，將工字鋼樁深入的打進土地中。

（3）在一些基礎比較軟的地方，在施工時有時會將鄰樁帶入現象。可以將相鄰的鋼樁焊在一起，而且在施打樁的接口處涂上潤滑劑會減小阻力，會有利于將工字鋼樁打進去。