溝槽降水及支護(hù)方案

閆 海 燕

(太原市市政工程總公司第二工程公司，山西 太原 030024)

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溝槽降水及支護(hù)方案

閆 海 燕

(太原市市政工程總公司第二工程公司，山西 太原 030024)

結(jié)合某雨水管道溝槽的地質(zhì)條件，從溝槽降水、井點(diǎn)布置、降水計(jì)算及施工等方面，闡述了溝槽降水施工的主要措施，并介紹了鋼板樁支護(hù)的工藝流程及注意事項(xiàng)，提出了溝槽監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目與目的，確保了雨水管道施工的質(zhì)量。

溝槽，降水施工，鋼板樁，降水井

1 工程概況

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙地勘內(nèi)容靜止水位埋深介于1.4 m～5.15 m之間，濱河西路南延道排工程(樁號(hào)19+180～21+215)段溝槽開挖的過程中，發(fā)現(xiàn)溝槽深度5 m內(nèi)的地下水位平均埋深2 m，現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)為流砂。溝槽開挖的過程中，槽壁受流砂及地下水的影響發(fā)生坍塌。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)甲方、設(shè)計(jì)、監(jiān)理確定采用工字鋼及深井降水處理。

2 管材、接口及基礎(chǔ)

1)雨水管材采用鋼筋混凝土承插管，橡膠圈接口。

2)采用砂石基礎(chǔ)，砂石采用中粗砂與級(jí)配碎石按照3∶7配比而成，最大粒徑小于25 mm。

3)當(dāng)管線位于地下水位以下時(shí)，根據(jù)地質(zhì)情況采取深井降水，若降水后地基松軟承載力仍達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，采用50 cm(暫定)片石處理。

3 地質(zhì)情況

根據(jù)勘探揭露底層情況，場(chǎng)地土在勘探深度范圍內(nèi)主要由新近堆積的素填土與第四系全新統(tǒng)沖洪積的粉土、粉質(zhì)粘土、砂類土等構(gòu)成。

4 降水施工

4.1 溝槽降水

由于地下水位較高，雨水管道主干管采用溝槽兩側(cè)深井降水，降水深度應(yīng)達(dá)到基坑底0.5 m～1 m以上，以確保溝槽開挖期間土體干燥。根據(jù)本工程的土質(zhì)類別和降水深度，采用深井降水。

4.2 井點(diǎn)布置

采用深井降水，井點(diǎn)間距為15 m。井深15 m，采用直徑300無砂管井進(jìn)行降水。采用三相異步功率1 500 W的潛水泵進(jìn)行抽排。排出的地下水全部進(jìn)入沿線排水渠，并將水排入汾河。

4.3 降水計(jì)算(正好位于粉質(zhì)粘土及細(xì)中砂層)

1)基坑總涌水量計(jì)算：Q=A·M1·μ。

其中，A為基坑面積:DN800 mm 長(zhǎng)320 m×寬2.06 m=659.2 m2；DN600 mm 長(zhǎng)610 m×寬1.82 m=1 110.2 m2；DN1 000 mm 長(zhǎng)530 m×寬2.6 m=1 378 m2；DN1 200 mm 長(zhǎng)530 m×寬2.84 m=1 505 m2；合計(jì)：659.2+1 110.2+1 378+1 505=4 652.4 m2；M1為疏干的含水層厚度，M1=1.8+4.9+7.8=14.5 m；μ為含水層的給水度，一般取0.1。

Q=A·M1·μ=4 652×14.5×0.1=6 745.4 m3。

通過以上計(jì)算基坑總涌水量為6 745.4 m3。

2)單井出水量計(jì)算。

q=120πrslK。

其中，rs為過濾半徑，本工程管徑采用0.3 m，rs=0.15；l為過濾器進(jìn)水部分長(zhǎng)度，m，即R/100長(zhǎng)度取整為1 m；K為滲透系數(shù)，一般取0.5 m/d；q=120×3.14×0.15×1×0.5=28.26 m3/d。

3)降水井的數(shù)量。

n=1.1×Q/q=1.1×6 745.4/28.26=262.56座。

即n取264>262.52時(shí)滿足降水井?dāng)?shù)量要求；降水井呈梅花形布置于溝槽兩側(cè)，間距15 m。

4)降水井深度確定。

井深L=H+h+ir0+Z+Y+T。

其中，L為井點(diǎn)管埋設(shè)深度，m；H為基坑深度5.87 m；h為降水后水面距基坑底的深度，1 m；i為降水區(qū)內(nèi)的水力坡度，一般取0.1～0.3；r0為基坑等效半徑，0.29(a+b)=0.29×(15+2.84)=5.17 m；Z為降水期內(nèi)地下水位變化幅度，2 m;Y為過濾器工作部分長(zhǎng)度，2 m；T為沉砂管長(zhǎng)度，一般取為2 m。

井深L=H+h+ir0+Z+Y+T=5.87+1+0.3×5.17+2+2+2=14.42 m≈15 m。

4.4 降水施工方法

井點(diǎn)放線定位→鉆孔→井管安裝→填管壁縫隙料砂礫石→洗井→安裝抽水設(shè)備→抽水試驗(yàn)→降水井回填。

1)井點(diǎn)放線定位。

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)管道設(shè)計(jì)位置確定井點(diǎn)位置，對(duì)井點(diǎn)進(jìn)行開挖，挖一個(gè)小土坑，深大約500 mm，以便于開孔時(shí)集水、埋管時(shí)灌砂。

2)鉆孔。

鉆探施工采用稀泥漿鉆進(jìn)；鉆孔至設(shè)計(jì)深度達(dá)到設(shè)計(jì)孔深后，沖洗鉆孔，稀釋泥漿。如果在鉆進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)泥漿不能滿足鉆孔護(hù)壁要求時(shí)，必須采用性能好的護(hù)壁泥漿(采用紅粘土)。鉆孔必須保持垂直，孔深應(yīng)按設(shè)計(jì)要求孔深施工，孔徑應(yīng)不小于700 mm。

3)安放降水井井管。

DN300 mm無砂過濾管為降水井管，在井管底部中心安放導(dǎo)中器，周圍采用8號(hào)鐵絲栓牢，豎方向采用竹條板固定井管，均勻緩慢放下。所有井管安裝均要垂直，與井孔中心保持一條直線，為避免吊放過程中有異物或泥土進(jìn)入，井管口應(yīng)高出地面約200 mm,并在井口加蓋球墨鑄鐵井蓋。

4)填料。

井孔成型后，以防砂石或其他雜物進(jìn)入孔壁周圍填灌砂礫石過濾層。安放過濾管后即可在井孔四周均勻填入砂礫石過濾料，在井孔四周均勻填入濾料，連續(xù)填筑，直至將井孔四周泥漿全部擠出至井孔外。

5)水洗井。

濾料填筑完成后，井內(nèi)安放7.5寸水泵抽水并洗井，抽水時(shí)間不得間斷，直至泥漿出現(xiàn)清澈才可停止抽水，每口井獨(dú)自安裝一臺(tái)潛水泵，水泵放在距井底2.0 m左右。

6)抽降。

輸水管采用膠管在砂濾管中與抽水泵口連接，排入臨時(shí)排水渠,經(jīng)排水渠排入臨時(shí)聚水池內(nèi),用直徑10 cm泵抽入汾河。

7)井內(nèi)水位觀測(cè)。

準(zhǔn)備抽水以前，對(duì)井內(nèi)的靜止水位進(jìn)行觀測(cè)及記錄，抽水剛開始時(shí)，由專人每天早6點(diǎn)、晚6點(diǎn)對(duì)水位進(jìn)行觀測(cè)各1次，共計(jì)2次。待觀測(cè)到井內(nèi)水位穩(wěn)定后可以每天晚上6點(diǎn)觀測(cè)1次。降水期為45 d(15 d預(yù)降期，30 d施工期)。

8)降水井回填。

抽水至雨水管道施工結(jié)束并有一定回填土深度時(shí)才能拆除，檢查井處降水井需檢查井施工完畢，回填至過水面以上，才能拆除。降水井具備封堵條件后，須在最短的時(shí)間內(nèi)完成封堵，回填砂石、澆灌混凝土、焊封口鋼板連續(xù)完成，中間不能間歇，以防地下水上溢。封堵完成后，必須安排專人連續(xù)觀察兩天，確定達(dá)到封堵效果、不溢不滲后，用細(xì)石混凝土將井口補(bǔ)平。

5 鋼板樁支護(hù)工藝流程

現(xiàn)場(chǎng)勘探→測(cè)量放線→打鋼板樁→支撐施工→拔樁→土孔處理。

1)現(xiàn)場(chǎng)勘察：了解地下不明管線及周邊障礙物。

2)測(cè)量放線：現(xiàn)場(chǎng)施測(cè)人員先放出鋼板樁的插打位置線，用白灰撒出灰線，沿線設(shè)置導(dǎo)線樁，打樁時(shí)按照導(dǎo)線樁插打。

3)插打鋼板樁：根據(jù)施工規(guī)范采用40號(hào)C槽鋼，鋼板樁進(jìn)場(chǎng)后，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況將鋼板樁盡量放在距打樁位置近的地方，(一般距離6 m左右)。采用打拔機(jī)將樁夾起并吊運(yùn)至放出灰線位置處，利用輔助工具將打拔機(jī)對(duì)準(zhǔn)插打方向。沿撒出灰線對(duì)好前一根樁的止口將鋼板樁插入土體，鋼板樁容易發(fā)生自然跟進(jìn)現(xiàn)象，插打第一根樁必須高出地面1 m，每根鋼板樁打入之前，應(yīng)保證以前打入的鋼板樁都用鎖扣對(duì)牢，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)打樁人員站在打拔機(jī)安全范圍之內(nèi)指揮，隨時(shí)注意鋼板樁插入及土體變化，避免發(fā)生意外。

鋼板樁插打過程中，由專人對(duì)鋼板樁的樁身是否發(fā)生傾斜或樁身是否垂直進(jìn)行觀測(cè)，如發(fā)生傾斜應(yīng)立即停止插打，待糾正后方可繼續(xù)插打或拔起來重新打。

4)橫支撐施工。鋼板樁之間的橫撐，根據(jù)規(guī)范及施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，橫撐與鋼板樁焊接成整體，橫撐采用φ325圓管(壁厚1.2 cm)。

5)拔樁。待管道溝槽回填完畢后，即可拔出鋼板樁。拔樁時(shí)要嚴(yán)格按照拔樁順序進(jìn)行拔樁，并對(duì)樁孔進(jìn)行灌砂處理。

拔樁時(shí)的注意事項(xiàng)如下：a.拔樁前容易產(chǎn)生土體擾動(dòng)，要夯實(shí)拔樁范圍內(nèi)的土體，清理樁頭附近堆，檢修拔樁機(jī)械設(shè)備；b.拔樁機(jī)械選用振動(dòng)拔樁機(jī)、吊車及平板車配合施工，并符合以下規(guī)定：拔樁前采用拔樁機(jī)卡頭卡緊樁頭，保證起拔線與樁中心線重合；拔樁開始稍微松吊鉤，振動(dòng)1 min～1.5 min后，伴隨振幅加大時(shí)再拉緊吊鉤，緩慢提升樁；鋼板樁直到拔起至可用吊車吊起時(shí)，停止振動(dòng)。振動(dòng)拔出的鋼樁應(yīng)及時(shí)由吊車吊出，起吊點(diǎn)設(shè)置在樁長(zhǎng)1/3以上部位；c.拔樁過程中，要注意吊機(jī)尾部翹起情況，如出現(xiàn)該情況，要及時(shí)停止吊運(yùn)；d.鋼板樁應(yīng)逐根試拔，先拔易拔樁。起拔時(shí)用落錘向下振動(dòng)少許，待鎖口松動(dòng)后再起拔；e.拔樁中，如果拔樁機(jī)振動(dòng)30 min、振幅達(dá)到最大負(fù)荷仍不能拔起，立即停止振動(dòng)，并采取其他措施。

6)樁土孔處理。拔樁后的樁孔，采用中粗砂進(jìn)行灌填。

6 溝槽監(jiān)測(cè)

6.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

1)沿線溝槽兩側(cè)設(shè)10個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，出現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止施工，采取必要處理措施。

2)水平位移監(jiān)測(cè)：在工字鋼樁頂、臨時(shí)路旁，將10個(gè)觀測(cè)點(diǎn)均分在100 m里程范圍內(nèi)。觀測(cè)使用全站儀及鋼尺。

3)垂直位移監(jiān)測(cè)：在每一個(gè)水平位移觀測(cè)點(diǎn)上設(shè)置垂直位移觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)使用水準(zhǔn)儀。

4)變形允許值：水平位移控制值30 mm，報(bào)警值為24 mm，地表沉降控制值為30 mm，報(bào)警值為21 mm。

6.2 監(jiān)測(cè)目的

1)測(cè)試目的。鋼板樁起到對(duì)槽壁的支護(hù)、派專人對(duì)槽壁的土體及附近建筑物進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，并做好記錄。

2)監(jiān)測(cè)頻率。施工過程中對(duì)溝槽周圍附近的構(gòu)筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并做好原始記錄，監(jiān)測(cè)頻率為1次/d。

6.3 監(jiān)測(cè)注意事項(xiàng)

1)位移觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量不應(yīng)少于兩點(diǎn)且應(yīng)設(shè)在影響范圍以外。2)密切注意開挖過程中垂直及水平位移變化情況，出現(xiàn)異常情況立即停止挖土采取有效處理措施。 3)監(jiān)測(cè)時(shí)間為每天上，下午各1次，當(dāng)發(fā)生變形超過施工規(guī)范要求后，要加密觀測(cè)次數(shù)或連續(xù)監(jiān)測(cè)。

本工程的雨水管道施工中，采用溝槽降水及鋼板樁支護(hù)施工方法，很好的解決了水位高的施工難度問題。

[1] 李建強(qiáng).深基坑支護(hù)及降水施工控制[J].城市建設(shè)理論研究，2011(15):110-115.

[2] 夏勝先，王云飛，夏樹威.深基坑支護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].山西建筑，2008，34(26):115-117.

[3] YB 9258—97，建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范[S].

On groove rainfall and support scheme

Yan Haiyan

(No.2EngineeringCompany,TaiyuanMunicipalEngineeringCorporate,Taiyuan030024,China)

Combining with the geological conditions for the grooves of some rainwater pipelines, the paper illustrates the main measures for the groove rainfall construction from the groove rainfall, allocation of wells, and calculation and construction of the rainfall, introduces the craft procedure and precautions of the steel plate pile support, and points out the program and aims for the groove monitoring, so as to ensure the quality of the rainwater pipelines.

groove, rainfall construction, steel plate pile, rainfall well

1009-6825(2016)27-0058-02

2016-08-22

閆海燕(1979- )，女，工程師

TU463

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