淤泥地質(zhì)條件下管道基坑開挖與鋼板樁支護(hù)技術(shù)

趙永紅 李建榮 黃正彥

淤泥地質(zhì)的穩(wěn)定性欠佳，因此于該處組織基坑開挖作業(yè)時難度較大，易引發(fā)質(zhì)量及安全層面的問題，需采取行之有效的處理措施。鋼板樁在剛度、止水效果等方面均有較好的性能表現(xiàn)，且具備重復(fù)利用的價值，現(xiàn)階段已成為淤泥地質(zhì)處理的重要方法。

一、工程概況

宜賓市城鄉(xiāng)污水設(shè)施統(tǒng)一建設(shè)管理運營PPP項目，建設(shè)于四川省宜賓市，覆蓋翠屏區(qū)、南溪區(qū)等5個縣（區(qū)）在內(nèi)的49個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，建設(shè)內(nèi)容包含污水設(shè)施、管網(wǎng)、黑臭水治理等。建設(shè)范圍內(nèi)以淤泥地質(zhì)條件為主，缺乏穩(wěn)定性與承載力，遇雨季施工時水量明顯增加，不利于基坑開挖作業(yè)的順利開展，需重視對施工技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)化。

二、基坑開挖施工要點

開挖深度3m～7m，放坡系數(shù)1∶1.75，為二階放坡開挖方法；用圓木護(hù)坡，按0.8m的間距標(biāo)準(zhǔn)依次布設(shè)，管間用架管穩(wěn)定連接，構(gòu)成完整結(jié)構(gòu)體系；鋪設(shè)φ12@200雙向鋼筋網(wǎng)以及水泥砂漿，形成防護(hù)結(jié)構(gòu)，以達(dá)到有效護(hù)坡的效果。

排水為淤泥地質(zhì)施工期間的重點內(nèi)容，在離坡頂1.0m的位置設(shè)置沙袋，切斷外界水體的流通路徑，以免其進(jìn)入基坑內(nèi)而造成不良影響。在基坑底部修筑排水溝和集水井，配置抽水泵，高效清理內(nèi)部積水。加強(qiáng)安全防護(hù)，在基坑四周設(shè)臨時圍欄，高度1.2m，再緊密敷設(shè)密目網(wǎng)，全面防護(hù)。

1.管道基坑支護(hù)

以拉森鋼板樁為基礎(chǔ)，配套二道內(nèi)支撐，共同形成基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。鋼板樁施工期間，用圍檁連接，使其可維持穩(wěn)定。根據(jù)內(nèi)支撐施工要求，采用DN300*10的鋼管，作為主要的支撐材料。

2.基坑施工的監(jiān)測

重點考慮如下幾方面內(nèi)容：

（1）基坑周邊沉降及位移。以鋼筋水泥為原材料，制作監(jiān)測點和控制點；儀器方面，采用全站儀和水準(zhǔn)儀；頻率方面，每層開挖均觀測2次，具體安排在開工前和收工后，遇特殊情況時增加觀測次數(shù)，完整記錄數(shù)據(jù)，以便對比分析。

（2）土體側(cè)向變形。測斜孔布設(shè)間距為20m，按該標(biāo)準(zhǔn)沿基坑周邊依次布設(shè)，采用PVC管，穩(wěn)定埋入弱風(fēng)化巖層。在埋設(shè)測斜孔時，要求存在一組與基坑邊線保持垂直關(guān)系的導(dǎo)向槽；孔壁與管道存在空隙時，易影響管道的穩(wěn)定性，需向該處填砂，再用適量的水泥漿密封。在落實上述工作后，每開挖一層均觀測一次。

（3）地下水位。布設(shè)φ90觀測孔，置入PVC管，填補管道與孔壁的間隙，用水泥砂漿抹面?？紤]到外界粉塵等雜物易進(jìn)入PVC管的情況，在管口處加裝保護(hù)蓋，減小外界因素的干擾，從而精準(zhǔn)完成地下水位的觀測工作。

三、基坑支護(hù)

1.鋼板樁支護(hù)

鋼板樁安裝期間的穩(wěn)定性控制為重點工作內(nèi)容，用HW250*250*11*11圍檁連接。對于圍檁與鋼板樁形成間隙的情況，需向其中打入木楔，提高穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)角處應(yīng)布設(shè)專用構(gòu)件。內(nèi)支撐裝置選用的是φ300×10的鋼管。通過吊裝的方式使管道精準(zhǔn)就位，再回填砂，確保實測密實度＞90%后方可拆除鋼支撐。鋼管樁支護(hù)施工具體如圖1所示。

圖1 鋼管樁支護(hù)

（1）嚴(yán)格控制鋼板樁的位置，其必須滿足設(shè)計要求，考慮到施工的便捷性要求，基礎(chǔ)最突出的邊緣外應(yīng)留有作業(yè)面。

（2）優(yōu)化基坑護(hù)壁板樁的形態(tài)，要求其具有平直、整齊的特點，盡可能減少不規(guī)則的轉(zhuǎn)角，否則后續(xù)支撐的設(shè)置難度將明顯加大。

（3）基礎(chǔ)施工作業(yè)內(nèi)容豐富，包含挖土、吊運、澆筑混凝土等，期間需采取防護(hù)措施，以免與已安裝到位的支撐發(fā)生碰撞，且不可隨意對支撐采取切割等操作。

2.板樁的檢驗、吊裝、堆放

（1）檢驗

板樁在施工前需經(jīng)過檢驗，保證其在材質(zhì)、表觀質(zhì)量、尺寸等方面均可滿足要求，對于存在異常的板樁，需根據(jù)設(shè)計要求矯正，以便后續(xù)可將其順利打設(shè)到位。

（2）吊裝

裝卸作業(yè)采取的是兩點吊裝的方法，為確保施工安全，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對鎖口的防護(hù)，且嚴(yán)格控制鋼板樁的單次吊裝數(shù)量。根據(jù)施工要求選擇具體的吊裝方法，成捆起吊時用鋼索將待吊裝的板樁穩(wěn)定綁扎至一起，此外也可采用單根吊裝的方法。

（3）堆放

提前處理鋼板樁的堆放場所，清理雜物并整平，要求地基具有足夠的穩(wěn)定性，以免在堆放鋼板樁后發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。堆放作業(yè)應(yīng)重視如下幾點：

①嚴(yán)格控制堆放的順序、位置以及方向，既要快速完成堆放作業(yè)，還需滿足后續(xù)的使用需求。

②遵循分類堆放原則，在每堆板樁處分別掛設(shè)標(biāo)牌，注明信息。

③單層堆放數(shù)量最多為5根，層間防護(hù)采用的是墊入枕木的方式，通常按3m～4m的間距依次設(shè)置，每堆的總高度不超過2m。

3.導(dǎo)架的安裝

布設(shè)剛度較大、穩(wěn)定性較好的導(dǎo)架，確保在打設(shè)樁體時可有效采取控制措施，避免鋼板樁出現(xiàn)屈曲變形等問題。導(dǎo)架由導(dǎo)梁、圍檁樁等基礎(chǔ)材料共同組成，以單層雙面形式的導(dǎo)架較為可行。

4.板樁的打設(shè)

（1）做好施工準(zhǔn)備工作，做全面的勘察，明確施工范圍內(nèi)既有建（構(gòu)）筑物的實際情況，經(jīng)測放后確定支護(hù)樁中線。逐根檢查板樁，對于存在銹跡或是變形等異常情況的，需及時處理。向板樁的鎖口處均勻涂抹油脂，減小阻力。

（2）插打施工期間加強(qiáng)檢測，根據(jù)所得結(jié)果及時調(diào)整作業(yè)方法，要求各板樁的斜度不超過2%，若因偏差過大而無法拉齊時，需拔出并再次打設(shè)。通過屏風(fēng)式打入法的應(yīng)用，高效完成板樁的施工作業(yè)，此方法的特點在于可有效防護(hù)板樁，減小屈曲、傾斜等異?，F(xiàn)象的發(fā)生概率，提高板樁打設(shè)的精度。取10～20根板樁，將其整理成排后再插入導(dǎo)架內(nèi)，經(jīng)調(diào)整后使其呈屏風(fēng)狀，在滿足此要求后方可打設(shè)。施工期間，優(yōu)先將屏風(fēng)墻兩端的一組板樁打設(shè)到位，待其滿足深度要求后通過焊接的方式固定在圍檁上，再打入中間部分。根據(jù)工程經(jīng)驗，屏風(fēng)式打入法的作業(yè)順序多樣，包含正向、逆向、復(fù)合等順序，具體應(yīng)當(dāng)根據(jù)作業(yè)情況合理選擇，減小對垂直度、軸線位置精度等方面的不良影響。

5.板樁的拔出

基坑回填到位后，隨即拔出無需使用的板樁，經(jīng)過清理與修整后將其投入至后續(xù)施工中，提高重復(fù)利用率。但在拔出板樁前需做好分析，并確定合適的拔樁方法，以減小拔樁期間的擾動性影響，例如控制周邊地面的沉降、維持既有構(gòu)筑物的穩(wěn)定性等。

在具體至本工程中，需采用振動錘拔樁的方法。這是因為，通過振動錘的應(yīng)用，可產(chǎn)生較強(qiáng)的振動力，使土質(zhì)處于相對松散的狀態(tài)，在減小板樁周邊土的粘聚力后，降低了拔樁期間的阻力，同時外界起吊力的作用下安全拔出板樁。

拔樁的注意事項主要有：

（1）確定起拔起點，若為封閉式板樁墻，要求起點位置離開角樁5根或更多，可采取跳拔的方法。

（2）適度振動板樁鎖口，削弱該處土體的粘附作用，在拔樁過程中同步振動，對于拔樁難度較大的板樁，首先需利用柴油錘振動，使板樁向下移動100mm或適當(dāng)增多，再用振動錘振拔。

6.板樁土孔處理

經(jīng)過拔樁作業(yè)后，將形成樁孔，應(yīng)隨即組織該部分的回填作業(yè)。通常情況下，填入適量砂是較為便捷的方法。

四、結(jié)語

綜上所述，淤泥地質(zhì)條件的特殊性較強(qiáng)，在該處組織基坑開挖施工時應(yīng)加強(qiáng)安全防護(hù)，合理應(yīng)用鋼板樁支護(hù)技術(shù)，全面確保施工的安全性，在完成工程本體施工的同時，盡可能減小對周邊既有建（構(gòu)）筑物的影響，從而提高工程項目的社會經(jīng)濟(jì)效益。