市政道路基坑開挖及支護施工關(guān)鍵技術(shù)

張正楠

中交天津航道局有限公司

1 引言

在市政道路工程中，基坑開挖的質(zhì)量直接影響著市政道路整體的施工水平。同時，在經(jīng)濟與社會不斷發(fā)展的大背景下，城市建筑的數(shù)量與日俱增，污水排放量、天然氣使用量不斷擴大，在這樣的情景之下無疑給市政道路基坑開挖及支護施工關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化和創(chuàng)新提出了更高的要求。因此，必須采取科學與合理施工技術(shù)來支護已經(jīng)開挖完成的基坑，減少和降低返工和質(zhì)量等問題。

2 案例概況

某市政道路基坑工程位于多條道路圍繞而成的區(qū)域內(nèi)，面積大約為420m×80m，本項目中分別有2層地下室，以鋼筋混凝土框架式結(jié)構(gòu)為主，基坑開挖深度為13m，基坑支護既要考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，又要考慮基坑開挖對周圍道路、建筑物體以及周圍環(huán)境的影響。

3 市政道路基坑開挖破壞的原因分析

市政道路基坑支護具有止水和擋水這兩個重要的功能。因此，在本工程項目的基坑開挖中，如果支護不及時隨時可能會造成基坑塌方的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)這樣的情況，輕則給基坑周圍的建筑和道路帶來一定的影響，重則導(dǎo)致基坑周圍的建筑和道路出現(xiàn)沉降，進而給施工人員的生命安全帶來嚴重威脅。

在一般情況下，管溝開挖完成后需要等待一段時間才能埋設(shè)管線，但由于施工企業(yè)為了降低基坑開挖的成本，跳過了施工鉆孔樁這一環(huán)節(jié)，直接開挖基坑，導(dǎo)致基坑周圍的土體出現(xiàn)了不穩(wěn)定的現(xiàn)象，加之施工人員將開挖出來的土體堆放在了基坑的周圍，無形之中加劇了基坑周圍的負擔，導(dǎo)致邊坡塌陷，影響基坑安全。尤其針對一些水位較高的基坑，需要在沒有動工之前先完成排水工作以此降低水位。

在本工程項目具體施工過程中，由于施工人員忽視了對水位的控制，導(dǎo)致基坑內(nèi)的土體長期受到地下水的侵入，內(nèi)摩擦角和土體間的摩擦力越來越小，承載能力逐漸降低，既削弱了基坑中土體的抗剪力，又導(dǎo)致基坑出現(xiàn)坍塌，給后續(xù)工作帶來較大的負面影響。

4 市政道路基坑開挖及支護順序

4.1 鋼板樁放樣

在對本項目基坑開挖過程中，鋼板樁放樣的質(zhì)量尤為重要，在具體放樣時相關(guān)人員應(yīng)當反復(fù)核對放樣參數(shù)，并嚴格控制鋼板樁設(shè)置的標高，保證鋼板樁放樣工作的有序推進。

4.2 基坑開挖

在本項目中，當基坑開挖至一定的深度之后進行橫向支撐，需要綜合考慮以下幾個方面：（1）保證基坑開挖過程中施工人員的人身安全；（2）嚴格控制鋼板樁與橫向支撐焊接的質(zhì)量；（3）做好相應(yīng)的排水措施，保證快速排出基坑中的積水。

4.3 鋼管支撐

在基坑開挖時需要使用鋼管對其進行支撐，為了防止鋼管出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，需要認真分析鋼管的受力情況。同時，在基坑的回填中嚴格控制回填時分層的厚度，以此保證壓實的質(zhì)量可以完全滿足既定的施工要求。

4.4 支撐構(gòu)件維護

為了提高支撐構(gòu)件的質(zhì)量，要對其予以細致的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)支撐構(gòu)件出現(xiàn)位移、斷裂等問題，需要及時進行加固處理，進而保證本工程項目的有序推進。

4.5 拆除支撐構(gòu)件

在土方回填過程中，應(yīng)嚴格根據(jù)土方回填的高度完成支撐構(gòu)件的拆除工作。但需要注意的是，在拆除的過程中，施工企業(yè)需遵循“拆除一段、回填一段”的原則展開施工作業(yè)。基坑開挖示意圖如圖1所示。

圖1 基坑開挖示意圖

5 市政道路基坑開挖及支護施工關(guān)鍵技術(shù)

5.1 地下連續(xù)鋼板墻支護施工關(guān)鍵技術(shù)

在本工程項目中，如果應(yīng)用地下連續(xù)鋼板墻施工技術(shù)需要從以下幾個方面做起。

（1）設(shè)置邊線，使施工人員可以準確判斷出開挖地點。

（2）打樁。在于基坑周圍打入鋼板樁，并保證鋼板樁的高度與基坑在統(tǒng)一水平線上。但在鋼板樁打入之前需要嚴把鋼板樁質(zhì)量關(guān)，避免生銹、變形的鋼板樁進入施工現(xiàn)場，從源頭上控制工程項目的施工質(zhì)量[1]。

（3）鋼板樁矯正。在具體的施工過程中針對軸線度較大的鋼板樁可通過特定的異性樁材料對其進行矯正，如果斜度較小則通過鋼鎖反向敲擊鋼板樁，在敲擊過程中若發(fā)生位移傾斜，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況適當上撥1m~3m，然后再次敲擊，以此糾正樁體位置。地下連續(xù)鋼板墻是當前市政道路工程中應(yīng)用最廣泛的一種支護施工關(guān)鍵技術(shù)，其材料是帶鎖扣的熱軋鋼和冷彎鋼，通過鎖扣咬合實現(xiàn)擋水和止水的目的，其具有環(huán)保、可循環(huán)利用、占地面積小以及對周圍環(huán)境影響小等眾多特點。

5.2 土釘墻支護施工關(guān)鍵技術(shù)

土釘墻支護施工關(guān)鍵技術(shù)是目前市政道路基坑開挖及支護中較為常見的一種土體加固方法，其指的是通過噴射混凝土面板實現(xiàn)對基坑原土體的加固。土釘墻支護施工關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展目前已經(jīng)十分成熟，不僅具有成本低廉的優(yōu)勢，而且自身的穩(wěn)固性能也比較好。

但從本工程項目的實際情況來看，土釘墻支護施工比較適合地下水位低和地下管線不密集的空間中，比如：黏性土、粉塵土以及卵石土層等。相應(yīng)的，如果本項目中地下含水量多、淤泥含量高的軟弱土層并不適用。因此在具體的施工過程中，土層的厚度要與土釘墻之間保持一定的距離，并嚴格按照施工要求進行土方開挖，并于開挖完成后的24h內(nèi)安裝好土釘。具體如圖2所示。

圖2 土釘墻施工工藝

6 市政道路基坑開挖和支護應(yīng)當注意的事項

6.1 保證基坑開挖及支護施工方法的合理

在本工程項目的基坑開挖過程中，要科學合理地選擇基坑開挖即支護方法，保證基坑開挖的施工質(zhì)量可以滿足施工圖紙的設(shè)計要求，在具體的施工過程中，將鋼板樁打入基坑的兩側(cè)，且打入標高要符合施工要求[2]。同時，為了進一步提高基坑的穩(wěn)定性與安全性，施工單位可以結(jié)合工程項目的實際情況加大機械設(shè)備的使用力度，提高施工效率。另外，在施工過程中嚴格控制相鄰鋼板樁的間距，保證打入鋼板樁的高度與施工設(shè)計方案中的要求相一致，及時封閉樁尖底口，并及時校正鋼板樁，這對于本工程項目整體質(zhì)量的提升具有積極的促進作用。

6.2 科學處理基坑開挖后的管溝

在本工程項目施工期間，為了更好地控制部分施工地段地下水位較高的問題，還可以應(yīng)用真空井點降水法處理，但依然需要監(jiān)理人員嚴格檢查具體的開挖方案，并在監(jiān)理工程師簽字確認的情況下開展真空井點降水法處理工作，再按照施工圖紙的要求將開挖區(qū)域標記出來。另外，應(yīng)當在基坑管溝的垂直區(qū)域內(nèi)開挖一條側(cè)溝，并將附近多余的土體處理干凈，讓多余的積水從管溝內(nèi)及時排出，保證管溝內(nèi)始終處于干燥狀態(tài)。但在管溝開挖過程中需要做好由于季節(jié)變化而發(fā)生的洪水、暴雨等自然災(zāi)害給管溝開挖帶來的影響，因此要合理避免在夏季進行管溝開挖[3]。

6.3 支護地下管溝頂板

在本工程項目中，為了合理避免坍塌事故在管溝位置的出現(xiàn)，施工企業(yè)在完成管溝開挖作業(yè)后，不僅要注意對管溝防護處理工作，還要嚴格按照施工要求鋼護搭建，降低管溝開挖對周圍土體的影響。另外，在埋設(shè)地下管溝作業(yè)時，將管溝周圍的雜物徹底處理干凈，并做好相應(yīng)的支撐工作，防止由于管溝承載力過大導(dǎo)致管道斷裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。

6.4 做好對錨具的管理

在本工程項目中，錨具是基坑支護過程中一個十分重要的環(huán)節(jié)，錨具是輔助和調(diào)節(jié)基坑中混凝土中的重要工具，因此可以直接將錨具固定于混凝土上面。目前，錨具有杜維達格錨具和預(yù)應(yīng)力錨具等。但在對本工程項目的基坑開挖過程中還需要綜合考慮周圍的環(huán)境、挖掘規(guī)模以及適合的錨具類型，在此基礎(chǔ)上制定出科學的基坑開挖方案。但依然需要注意的是，在工程項目開始之前，不論選擇任何類型的錨具都需要相關(guān)人員對錨具的質(zhì)量、外形予以仔細地檢查，只有全方面符合開工標準，才能被使用到本工程項目中，以此保證工程項目的順利推進。

6.5 做好基坑降水布置工作

要想保證本工程項目順利推進，還要做好基坑降水布置工作[4]，這主要是因為在基坑施工范圍內(nèi)具有很多降水井，而降水井內(nèi)部濾水管的位置全部是根據(jù)井位選定的地質(zhì)刨面，在本工程項目的基坑施工過程中，應(yīng)在保證降位連續(xù)性的情況下進行，這樣既可以減少施工過程中對周圍環(huán)境造成的影響，又降低了對周圍建筑物體穩(wěn)定性的影響，當基坑降水布置工作滿足設(shè)計要求后組織土方挖掘工作，在保證工程項目順利推進的同時降低安全事故發(fā)生。

7 結(jié)束語

綜上所述，時下隨著城市化建設(shè)進程的不斷加快，市政道路建設(shè)得到快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量得到了明顯的提升，隨之對城市中基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)提出了更高的要求。這就需要施工企業(yè)在市政道路施工過程中必須做好基坑開挖即支護工作，保證工程項目施工的穩(wěn)定性和長期性，為工程項目的順利進行奠定堅實基礎(chǔ)，并在保質(zhì)量、報進度和保安全的基礎(chǔ)上維護企業(yè)的良好形象。