機場外排水渠綜合整治工程中的基坑支護技術

孫 潔

（深圳市寶安區航城街道市政建設工程事務中心，廣東 深圳 518128）

1 機場外排水渠綜合整治工程中的基坑支護技術

1.1 項目概況

機場外排水渠的寬度20～40 m不等，全長約4.80 km，集雨面積17.93 km2。在后瑞村瑞康路渡槽橋上游，有三支渠匯入，全長約1.92 km，集雨面積2.33 km2；在寶安大道箱涵處有鐘屋排洪渠匯入，全長1.64 km，集水面積3.97 km2。機場外排水渠綜合整治工程主要包括防洪工程和截污工程。結合河道現狀，根據雨水防洪規劃要求，復核現有河道的排水能力，對滿足排洪標準的河段進行擋墻修復，清淤疏通，對不滿足排洪標準的河段，采取擴大過流斷面或截流分流的工程措施，提高排洪能力；結合已經實施和正在實施的污水處理廠配套干管和支管網工程，完善機場外排水渠及其支流三支渠和鐘屋排洪渠沿線旱季污水的截污系統。

1.2 機場外排水渠綜合整治工程基坑支護技術設計

此工程需進行基坑支護設計的建構筑物主要有堤岸支擋結構、截污管道管槽。此項目河道線路較長，場地地質條件復雜，分布填土、拋石、海陸交互相的淤泥、淤泥質土、第四系的粘土、中粗砂，其下為殘積土及全風化混合巖，場地周邊建筑物及管線密集。根據《堤防設計規范》《建筑基坑支護設計規程》的規定，基坑安全等級綜合考慮堤防等級、基坑深度、軟土層厚度及周邊環境確定，各建構筑物支護等級見表1。

表1 各建構筑物支護安全等級列表

在基坑支護方案確定過程中，需要在確保支護結構的安全、保證基坑周圍建構筑物及地下管線安全的前提下，做到經濟、合理，滿足國家建設工程的有關法規和規范要求，施工可行、方便，盡量縮短工期。目前在施工過程中已經探索出多種基坑支護方式，包括放坡、重力式擋土結構、懸臂式排樁支護結構、支錨式排樁、地連墻支護結構等，每種支護方式的使用條件均有所不同，例如，放坡可以在基坑周邊開闊，相鄰建（構）筑物距離較遠，無地下管線或地下管線不重要可以遷移改道的條件下使用；懸臂式排樁或雙排樁可以在河岸建筑物密布且較近時選用，但懸臂排樁高度不宜超過6 m，雙排樁可適當加深，坑底以下軟土層厚度很大時不宜采用，在透水地層中排樁需配合止水措施。基坑支護的選擇與河道邊坡的設計方案息息相關，為選取適用機場外排水渠整治工程的支護技術，首先需要進行河道整治堤岸的設計和截污管道系統的布置。依據河道防洪標準計算洪水期間的河道流量，設計符合防洪要求的河道過流斷面尺寸及河道堤岸型式。如表2所示。

表2 機場外排水渠干支流河道堤岸設計方案表

此外，還需要對截污管進行管道水力計算和管道線位布置。在此工程中，截污管采用玻璃鋼夾砂管，管外壁進行砼包封。為了不影響河堤結構，截污管淺埋于河床底部。管徑按現有河底縱坡及截入的污水量設計考慮。為便于疏通管道，每隔80 m 處應設置清通井，收集管接入截污管處也需設置污水檢查井。為減少檢查井的數量，在有條件的地方可將污水口串接，集中接入截污干管。在進行截污管的開挖基坑支護時，需要考慮開挖深度、地質條件和對河堤的影響來完成截污管基坑支護方式的設計。

在保證安全的前提下，從工藝、經濟、環境等各方面綜合考慮，得出工程基坑的具體支護技術方案如表3所示。根據支護設計方案，得到支護典型斷面如圖1所示。

圖1 截污管支護典型斷面結構圖

表3 機場外排水渠基坑具體的支護技術方案表

2 實例分析

為證明設計基坑支護技術的效果，在此工程情況下，分別使用文中設計的基坑支護技術和傳統的文獻中的支護技術進行對比，為了直觀準確地獲取到不同支護技術的對比結果，可以利用第三方軟件進行分析。文中在實驗中參照《堤防設計規范》及《建筑基坑支護技術規程》相關規定。利用《理正深基坑軟件6.50版》及有限元軟件，對支護結構進行抗傾及抗滑移整體穩定計算。在軟件中對排水渠的支護過程進行模擬，并對支護抗傾覆穩定性進行建模分析。在進行穩定性計算的過程中，以開挖三層為例，在軟件中進行計算，計算公式為：

式中，Mp表示被動土壓力及支點力對樁底的抗傾覆彎矩，Ma表示主動土壓力對樁底的傾覆彎矩。得出抗傾覆穩定性計算示意圖如圖2所示：

圖2 上三層土體開挖之后的抗傾覆穩定性計算示意圖

如圖2所示，經過模擬仿真軟件的SRM功能可以求出不同支護方式下不同層開挖完成后的抗傾覆穩定性安全系數。水利工程抗傾覆穩定性系數大于1.2就視為合格。此支護方式抗傾覆穩定性系數在1.43以上，更加安全。

3 結語

對機場外排水渠綜合整治工程概況進行介紹，再將基坑支護劃分為防洪與截污整治兩部分，根據各部分的工程特性，確定工程基坑支護技術方案。最后實例分析驗證了方法的有效性。