對(duì)城市市政工程中深基坑支護(hù)技術(shù)施工的探討

1、 對(duì)城市市政工程中深基坑支護(hù)技術(shù)施工的探討 摘要：我國(guó)城市化進(jìn)程加快腳步，市政路基工程數(shù)量和規(guī)模顯著增加，為保證作業(yè)質(zhì)量，需要提高深基坑支護(hù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。基于此，本文以四川省天府新區(qū)貨運(yùn)通道為例，結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)提出深基坑支護(hù)技術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)。以期通過(guò)提高支護(hù)技術(shù)質(zhì)量，保證市政工程順利作業(yè)，提高整體工程質(zhì)量。關(guān)鍵詞：市政工程；深基坑支護(hù)技術(shù)；拉森型鋼板支護(hù)樁；路基支護(hù)引言：如今橋梁工程、地下綜合管廊逐漸完善，深基坑支護(hù)工程逐漸廣泛應(yīng)用于市政工程中，深基坑支護(hù)施工對(duì)技術(shù)要求較高，施工難度大，需要作業(yè)人員靈活掌握技術(shù)要點(diǎn)，提高工程質(zhì)量，并提高施工人員作業(yè)安全。因此研究深基坑支護(hù)施工具有實(shí)踐價(jià)值。1 項(xiàng)目概述

2、本文以天府新區(qū)貨運(yùn)通道k21+952.505k36+861段為例，工程長(zhǎng)14910.495m，路基橫斷面采用兩種形式,規(guī)劃城市建設(shè)區(qū)采用60m標(biāo)準(zhǔn)斷面，生態(tài)隔離區(qū)采用40m標(biāo)準(zhǔn)斷面。其中60m橫斷面布置為三塊板，主車(chē)道為雙向六車(chē)道，輔道為雙向六車(chē)道，規(guī)劃紅線寬度為60m。40m橫斷面布置為一塊板，主車(chē)道為雙向八車(chē)道，規(guī)劃紅線寬度為40m。施工內(nèi)容主要有：三改工程（改路、改溝及改渠工程）、新建路基工程、新建橋涵工程、改建橋涵工程（含橋涵拆除、加固）、市政管網(wǎng)工程（雨水、污水、電力、通信、給水等管網(wǎng)）。2 市政工程實(shí)施深基坑支護(hù)作業(yè)難點(diǎn)2.1 水文地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜市政工程多面臨復(fù)雜的水文地質(zhì)環(huán)境，深基

3、坑在豎直方向上面臨著較高的落差，且水平面積大，造成土方量大，受到地質(zhì)土壤條件的影響。隨著深度增加，土壤地質(zhì)環(huán)境也逐漸變化，增加了施工難度1。因此施工期間還需要和地質(zhì)因素充分結(jié)合，使用合理的施工方法，和各個(gè)地質(zhì)因素充分結(jié)合。市政工程進(jìn)行深基坑施工期間，多面臨著地下水問(wèn)題，增加了施工風(fēng)險(xiǎn)性，需要加強(qiáng)對(duì)地下水處理，減少地下水對(duì)工程的影響。2.2 受到市政管線的干擾在市政工程中，深基坑施工多受到市政管線影響，城市道路下方鋪設(shè)大量管道，如自來(lái)水管道、燃?xì)夤艿赖?。大量管道線路也影響到深基坑施工。在施工前還需要認(rèn)真核對(duì)城市規(guī)劃圖，確定管道位置，對(duì)施工設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，避免施工至一半時(shí)，出現(xiàn)市政管道線路，造成不必

4、要經(jīng)濟(jì)損失和施工風(fēng)險(xiǎn)。2.3 受到附近建筑物的影響市政工程附近多存在大量建筑物，建筑物地基會(huì)影響深基坑支護(hù)。如深基坑支護(hù)作業(yè)期間，土層擾動(dòng)，導(dǎo)致建筑物發(fā)生沉降，容易引發(fā)安全問(wèn)題。因此深基坑支護(hù)作業(yè)需要注意關(guān)注土層擾動(dòng)，加強(qiáng)對(duì)邊坡的支出，才能保證施工安全。3 拉森型鋼板支護(hù)樁在深基坑施工中使用鋼板支護(hù)樁已經(jīng)很多年，逐漸被歐洲各個(gè)國(guó)家應(yīng)用，最初使用生鐵和木料進(jìn)行組裝。隨著對(duì)支護(hù)體系要求的不斷提高，逐漸應(yīng)用鋼板樁作為支護(hù)體系，尤其是軋制成型的鋼板，具有良好優(yōu)勢(shì)，滿(mǎn)足支護(hù)需要。我國(guó)首次使用鋼板樁材料是在橋梁墩圍堰的施工上，約使用了4萬(wàn)噸鋼板樁，各個(gè)城市基坑中均使用了鋼板樁進(jìn)行施工，尤其是大型橋梁工程、

5、大堤大壩工程，起到良好的支護(hù)作用2。隨著施工技術(shù)的發(fā)展，鋼板樁的優(yōu)勢(shì)被逐漸放大，逐漸擴(kuò)展至搶險(xiǎn)救災(zāi)工程中應(yīng)用，達(dá)到理想的效果。但是很多深基坑工程受到成本和場(chǎng)地限制，不能直上直下施工，還需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件靈活變動(dòng)，組合應(yīng)用，以達(dá)到良好的支護(hù)效果，并提高工程整體質(zhì)量。4 市政路基施工中深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用4.1 選擇深基坑支護(hù)方案施工前選擇深基坑支護(hù)方案十分關(guān)鍵，為縮短工期，節(jié)約施工成本，需要選擇最合適的施工方案。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行充分調(diào)研，了解拋石層、素填土以及花崗巖等各個(gè)結(jié)構(gòu)的厚度，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘探。對(duì)比地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)情況，必要時(shí)可聘請(qǐng)有資質(zhì)勘測(cè)機(jī)構(gòu)專(zhuān)門(mén)進(jìn)行勘測(cè)，確定施工具體位置

6、，增加鉆孔數(shù)量，保證剖面圖的準(zhǔn)確性，最大程度上規(guī)避地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)方案不符，影響到力學(xué)計(jì)算。分析支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性，設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查后，需要計(jì)算支護(hù)方案的穩(wěn)定性。如果使用鋼板樁結(jié)構(gòu)，需要對(duì)鋼板樁深度、邊坡穩(wěn)定性、滑動(dòng)位置等進(jìn)行計(jì)算，并標(biāo)注鋼板樁參數(shù)以及型號(hào)。如果鋼管跨度足夠大，還需要審核撓度，設(shè)置中間立樁，要求驗(yàn)算數(shù)據(jù)能夠滿(mǎn)足規(guī)范。根據(jù)支護(hù)方案還應(yīng)計(jì)算出工期和可操作性。如使用拉森鋼板樁支護(hù)方案，施工速度、施工強(qiáng)度、工序以及施工周期，均好于灌注樁和高壓旋噴樁支護(hù)方案。具有占地空間小、作業(yè)安全等多個(gè)優(yōu)勢(shì)3。同時(shí)施工成本低廉，鋼結(jié)構(gòu)可以重復(fù)利用，具有多種優(yōu)勢(shì)。城市道路交通量巨大，施工支護(hù)體

7、系需要滿(mǎn)足長(zhǎng)期施工要求，保證通信順暢，不會(huì)出現(xiàn)坍塌等事故。因此本工程使用拉森鋼板樁支護(hù)方案展開(kāi)施工，無(wú)論是技術(shù)難度、工期、造價(jià)，還是現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、支撐能力，都能滿(mǎn)足城市交通道路的實(shí)際要求，在應(yīng)用上具有突出優(yōu)勢(shì)。4.2 拉森鋼板樁施工本工程使用拉森型鋼板樁作為支護(hù)樁。板樁和承臺(tái)輪廓邊界橫向和縱向保持1m間距，放樣鋼板樁位置，以便于壓打。按照一定順序?qū)⒅ёo(hù)樁標(biāo)注，使用灑白灰線注明。在定位放樣時(shí)，要保證承臺(tái)外邊界具有1m預(yù)留界面，便于十字護(hù)樁的準(zhǔn)確定位。先要進(jìn)行鉆孔灌注樁作業(yè)，完成作業(yè)后壓打鋼板支護(hù)樁。施工前，要將板樁鎖口填滿(mǎn)材料，打壓期間，測(cè)量員要注意觀察垂直度，出現(xiàn)偏移要立即糾正。經(jīng)過(guò)不斷打壓后，將

8、板樁打壓至一定深度，將壓打板樁作為基準(zhǔn)，兩邊對(duì)稱(chēng)式壓打板樁。施工拉森型支護(hù)樁要以插入板樁的方法作業(yè)，保證板樁能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。4.3 基坑開(kāi)挖施工將基坑氛圍12個(gè)區(qū)域，分層展開(kāi)施工，基坑開(kāi)挖從線路左側(cè)開(kāi)始向右側(cè)開(kāi)挖，隨著基坑向下挖掘，使用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)影響工作效益，多采用小型挖掘機(jī)進(jìn)行施工，長(zhǎng)臂挖掘機(jī)將土方挖出坑外?；舆吘壩恢檬褂瞄L(zhǎng)臂挖掘機(jī)進(jìn)行施工，配合小型挖掘機(jī)取土作業(yè)，中土外運(yùn)，將內(nèi)部土體全部推移至周邊位置上。在承臺(tái)施工區(qū)域上，使用扣件的腳手架搭設(shè)扶梯，基坑每個(gè)角都要設(shè)置一個(gè)，鋼管要和拉森型鋼板支護(hù)樁進(jìn)行連接。4.4 內(nèi)支撐安裝施工內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)使用牛腿支撐托架和鋼管支護(hù)，牛腿托架使用角鋼，在上

9、方設(shè)置擋塊，使用角鋼制作，在四個(gè)方向上安裝托架沿拉森鋼板樁，間距5m。使用型鋼制作腰梁，對(duì)接位置使用鋼板焊接為整體。使用鋼板設(shè)置斜撐端部，用鋼管作為支撐。和橋梁平行的位置要設(shè)置支撐鋼管，承臺(tái)角落安裝斜向支護(hù)，為了提高支撐體系的整體性，剛接處理橫向和縱向的腰梁，相交位置上使用加勁板強(qiáng)化焊接保證穩(wěn)定性。腰梁一側(cè)需要和支護(hù)樁緊密連接，使用鋼板焊接處理。在拉森鋼板樁四個(gè)方向上焊接角鋼托架，使用機(jī)械焊接時(shí)還需要保證焊縫質(zhì)量滿(mǎn)足要求，焊縫長(zhǎng)度不能少于6mm。托架需要和鋼管支撐位置錯(cuò)開(kāi)。完成托架焊接后，對(duì)腰梁施工，和拉森鋼板樁完整連接。完成四周焊接后，腰梁形成封閉式。鋼管斜撐以及對(duì)撐，還需要根據(jù)實(shí)際測(cè)量的數(shù)

10、據(jù)，在加工下料后使用平板車(chē)運(yùn)輸，和腰梁進(jìn)行對(duì)齊焊接。4.5 支護(hù)監(jiān)測(cè)由于本工程施工內(nèi)容復(fù)雜，為提高施工質(zhì)量，需要利用嚴(yán)謹(jǐn)監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行支護(hù)監(jiān)測(cè)。對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)主要針對(duì)以下內(nèi)容展開(kāi)：（1）支護(hù)頂部水平位移：對(duì)于拉森鋼板樁在水平方向上的位移，需要在第一道圍檁上觀察，觀察平面網(wǎng)，使用全站儀觀測(cè)間距和水平角，通過(guò)解析坐標(biāo)，分析坐標(biāo)改變對(duì)各個(gè)觀察點(diǎn)水平位移情況展開(kāi)觀察。（2）觀察路基沉降：在路側(cè)觀察路基沉降情況。（3）觀察支護(hù)深部水平位移：在基坑主體結(jié)構(gòu)的重要位置上，需要放置深層土體變形情況，布置三個(gè)觀察點(diǎn)。按照深基坑支護(hù)的規(guī)范，取1.5倍基坑深度進(jìn)行觀測(cè)。使用儀器測(cè)量斜管初始深度，后期施工每天記錄

11、觀測(cè)值，分析位移變化。（4）觀測(cè)內(nèi)支護(hù)鋼管軸力：對(duì)軸力的觀察有助于技術(shù)人員深入了解內(nèi)力狀態(tài)，方便于應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。觀察期間如果發(fā)生超過(guò)控制數(shù)值的情況，需要立即找到應(yīng)對(duì)辦法保證支護(hù)體系穩(wěn)定。（5）觀察地下水位：若觀察到地下水位降低，可能對(duì)附近道路和建筑產(chǎn)生影響。在降水井外側(cè)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，基坑內(nèi)在相鄰降水井設(shè)置觀察點(diǎn)。4.6 排水設(shè)計(jì)沉降階段屬于水位下降期，水位降低，影響到地下水穩(wěn)定性，地基土體受力，承壓水的彈性得到釋放，造成承壓水頂板減少頂托力，頂板對(duì)下臥層應(yīng)力增加，產(chǎn)生了附加沉降。隨后進(jìn)入滯后階段，也就是水位維持期，承壓水位降低，壓力釋放，通過(guò)重力排水方式釋放。由于透水性小，水位降低后，含水層疏干

12、緩慢排水，逐步釋放水量，導(dǎo)致了土體的固結(jié)，造成含水層固結(jié)。透水層排出水體后，土顆粒空隙重力水也同時(shí)排出，土粒間應(yīng)力增加，造成降水沉降變化，降水引發(fā)沉降滯后的情況。進(jìn)入穩(wěn)定階段，降水達(dá)到設(shè)計(jì)位置，沉降完成，只有少部分位置繼續(xù)沉降。本工程使用大口井降水，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇位置。基坑內(nèi)的地下水需要控制在開(kāi)挖面1m以上。開(kāi)挖基坑前需要經(jīng)過(guò)20天的降水，保證開(kāi)挖面沒(méi)有出現(xiàn)明水，杜絕明水作業(yè)4?；拥撞繎?yīng)當(dāng)設(shè)置集水坑以及盲溝，和降水井相連接，構(gòu)成了完整的排水系統(tǒng)，盲溝設(shè)置40cm30cm，盲溝溝底坡度約為0.005，方向?yàn)榧?。編織袋包裹碎石，一邊開(kāi)挖一邊填埋，排至基坑外部的管道內(nèi)。施工期間加強(qiáng)維護(hù)集水坑

13、和盲溝，保證水流通暢，保證側(cè)壁穩(wěn)定。在現(xiàn)場(chǎng)可使用擋土板或者竹片支護(hù)側(cè)壁。施工期間注意對(duì)地下水的監(jiān)測(cè)，避免引發(fā)安全事故。5 路基深基坑支護(hù)施工的管理對(duì)策5.1 加強(qiáng)施工前準(zhǔn)備作業(yè)施工期間要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和施工方案，加強(qiáng)對(duì)施工方案和圖紙的審核，需要邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員展開(kāi)審核，深入分析施工中可能出現(xiàn)的變動(dòng)和風(fēng)險(xiǎn)。要求測(cè)繪部門(mén)和規(guī)劃部門(mén)聯(lián)合，復(fù)核深基坑的控制線，只有做好深基坑復(fù)核工作，才能保證深基坑得到有條不紊的落實(shí)。5.2 嚴(yán)格遵守土方開(kāi)挖流程深基坑施工期間，要按照流程進(jìn)行土方的開(kāi)挖。一般情況下，開(kāi)挖期間可選擇明挖、洞挖等多種方式進(jìn)行，并設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的維護(hù)結(jié)構(gòu)保證支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。開(kāi)挖前需要對(duì)地上和地下的雜物垃

14、圾進(jìn)行清理。保證地面整潔后繪制開(kāi)槽線，利用制樁和控制線定位開(kāi)挖位置，使用分層開(kāi)挖法作業(yè)，在周邊位置設(shè)立警示標(biāo)牌。開(kāi)挖至深基坑底部時(shí)，要注意保護(hù)周?chē)ㄖ肮こ?，一旦發(fā)現(xiàn)異常結(jié)構(gòu)，要立即進(jìn)行排查。開(kāi)挖施工期間，要對(duì)運(yùn)輸工作合力安排，避免發(fā)生污染事故，回填時(shí)優(yōu)先使用環(huán)保土壤，在確定基坑底部沒(méi)有雜物或者積水的情況下，才能進(jìn)行回填。另外要檢查回填土壤，保證其水分和土質(zhì)良好，以免對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。5.3 提高施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為了保證市政路基施工質(zhì)量，需要提高深基坑支護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要求每名員工都能掌握技術(shù)要點(diǎn)，能夠靈活應(yīng)用施工技術(shù)，保證深基坑支護(hù)技術(shù)的妥善應(yīng)用。因此施工期間要嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)交底會(huì)議制度，施工班組長(zhǎng)

15、每天早上強(qiáng)調(diào)施工要點(diǎn)、注意事項(xiàng)以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)技術(shù)人員也要定期進(jìn)行培訓(xùn)，保證全體作業(yè)人員都高質(zhì)量完成工程作業(yè)，掌握技術(shù)要領(lǐng)，減少技術(shù)錯(cuò)誤，避免由于人為因素造成工程質(zhì)量問(wèn)題。5.4 關(guān)注排水施工市政工程深基坑作業(yè)經(jīng)常受到地下水的影響，延誤施工進(jìn)度，極易產(chǎn)生塌方事故，引發(fā)安全問(wèn)題。最終造成基底浸泡，影響路基施工質(zhì)量。為改善這一問(wèn)題，還需要重視排水施工，利用排水作業(yè)，將地下水排出基坑外，避免浸泡基坑底部，造成塌方問(wèn)題5。排水作業(yè)也要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況，施工前要做好安全評(píng)估，保護(hù)作業(yè)人員人身安全。根據(jù)基坑內(nèi)的水量使用合適的排水設(shè)備。一般情況下，基坑涌水量提高至2倍以上，則需要借助于水泵排水處理，當(dāng)涌水

16、量降低時(shí)，可選手搖水泵排水，達(dá)到良好的排水降水效果。5.5 重視安全管理施工期間要注意施工安全的管理，近年來(lái)施工事故頻繁發(fā)生，引發(fā)了社會(huì)的廣泛關(guān)注。市政路基工程在深基坑作業(yè)期間，需要建立安全作業(yè)隊(duì)伍，對(duì)路基施工安全展開(kāi)全面監(jiān)管，嚴(yán)格檢查安全隱患，降低安全事故發(fā)生概率。施工期間，施工隊(duì)伍受到利益誘惑，做出偷工減料的錯(cuò)誤行為，嚴(yán)重影響到施工安全和質(zhì)量。因此要利用培訓(xùn)教育活動(dòng)，提高施工隊(duì)伍的綜合素質(zhì)，杜絕偷工減料行為的發(fā)生，保證施工依次落實(shí)。路基施工期間經(jīng)常遇到和市政管道、燃?xì)夤艿乐睾系貐^(qū)，要加強(qiáng)對(duì)管道的保護(hù)，在技術(shù)人員指導(dǎo)下展開(kāi)施工。深基坑作業(yè)遇到砂性土層和承壓水層時(shí)，尤其要注意，客觀評(píng)估施工安全后，才能進(jìn)行施工。結(jié)論：綜上所述，市政工程實(shí)施深基坑支護(hù)作業(yè)面臨著水文地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、受到市政管線的干擾、受到附近建筑物的影響，需要提高施工技術(shù)質(zhì)量。目前廣泛使用拉森型鋼板支護(hù)樁作為深基坑支護(hù)方案，施工期間要加強(qiáng)施工前準(zhǔn)備作業(yè)，嚴(yán)格遵守土方開(kāi)挖流程，提高施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)注排水施工，重