巢湖路西涵深基坑開挖支護(hù)施工技術(shù)

任小朝

（中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西 西安 710065）

1 工程概況

引江濟(jì)淮工程由長江下游上段引水，向淮河中游地區(qū)補(bǔ)水，是一項(xiàng)以城鄉(xiāng)供水和發(fā)展江淮航運(yùn)為主，結(jié)合灌溉補(bǔ)水和改善巢湖及淮河水生態(tài)環(huán)境等綜合利用的大型跨流域調(diào)水工程，是集供水、航運(yùn)、生態(tài)等效益的一項(xiàng)水資源綜合利用工程。

巢湖路西涵位于渠道南岸，樁號(hào)為17+752。巢湖路西排水涵設(shè)計(jì)流量為9.5m3/s，主要由控制段、箱涵段和出口U型槽三部分組成。本工程基坑最大開挖深度為6.9m，主要施工內(nèi)容包括深基坑土方開挖、邊坡防護(hù)、鋼板樁施工、鋼板樁支護(hù)、基坑抽排水、基坑監(jiān)測等施工內(nèi)容。

2 施工難點(diǎn)分析

（1）基坑開挖深度較大，基坑端部距離派河大道較近，基坑兩側(cè)距離巢湖路橋人行天橋墩柱距離較近，開挖過程中應(yīng)充分做好基坑支護(hù)，防止因基坑開挖或地下水作用而破壞臨近道路或鄰近其他構(gòu)筑物。

（2）基坑作業(yè)空間狹小，應(yīng)充分做好基坑開挖和基坑支護(hù)之間的工序協(xié)調(diào)，提高施工效率。

（3）提前調(diào)查地下、地上各類管線的埋深與走向，施工過程中應(yīng)做好地下地上管線、地上各類公共設(shè)施的防護(hù)工作。

（4）合理地選擇深基坑開挖支護(hù)以開挖邊坡防護(hù)方案，短時(shí)間內(nèi)完成結(jié)構(gòu)物施工并快速完成基坑回填。

3 采用SP-Ⅳ型鋼板樁支護(hù)

巢湖路西涵基坑開挖最大深度為6.9m，受巢湖路橋人行天橋影響，結(jié)構(gòu)物進(jìn)口部位地面高程距離人行天橋鋼橋板底部的凈高度僅為11.3m，由于施工空間有限，因此結(jié)構(gòu)物端部以及兩側(cè)局部采用9m的SP-Ⅳ型拉森鋼板樁支護(hù)；兩側(cè)影響范圍以外的部位采用12m的拉森鋼板樁支護(hù)。

為了保證鋼板樁的入土深度滿足規(guī)范要求，確?；影踩?，在不影響臨近建構(gòu)筑的情況下，先放坡開挖，再支護(hù)開挖，具體流程為鋼板樁施打位置放樣→沉樁至原地面標(biāo)高→放坡開挖卸載→繼續(xù)沉樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高。鋼板樁施工采用350型履帶式打拔機(jī)，基坑開挖采用1m3液壓反鏟挖掘機(jī)，每層開挖深度不應(yīng)大于1.5m，開挖一定深度后，安裝H型鋼對(duì)撐與角撐，邊挖邊支護(hù)，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高，開挖出的棄土可直接用于臨時(shí)擋水圍堰的填筑，腐殖土及表土利用20T自卸汽車運(yùn)輸至指定位置堆存。

4 基坑開挖施工技術(shù)

4.1 基坑開挖施工方法

（1）基坑開挖應(yīng)嚴(yán)格遵守“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖”的原則，采用機(jī)械開挖、人工修整邊坡，自上而下、分層分段進(jìn)行，每層開挖高度應(yīng)控制在2m以內(nèi)。第一次沉樁至原地面11.4高程（樁頂），后進(jìn)行鋼板樁外側(cè)的放坡開挖，坡比為1:1，開挖采用1m3液壓反鏟，開挖完成且邊坡修整結(jié)束后，應(yīng)盡快對(duì)開挖出的坡面進(jìn)行封閉處理，同時(shí)沿邊坡頂部以外30cm處設(shè)置一條小的擋水土埂，防止基坑以外的雨水倒灌，坡腳距離鋼板樁預(yù)留0.5m寬水平臺(tái)階，樁頭高出水平臺(tái)階50cm。邊坡開挖結(jié)束后進(jìn)行鋼板樁內(nèi)側(cè)的基坑開挖，當(dāng)基坑開挖至9.9m高程后，進(jìn)行第二次沉樁。開挖棄土用于出水口臨時(shí)圍堰的填筑。

（2）第二次沉樁至9.9高程時(shí)進(jìn)行下一層基坑土體開挖，開挖至腰梁托架底部（7.5高程）時(shí)停止開挖，安裝腰梁托架、腰梁以及雙拼型鋼支撐，鋼支撐的所有連接均采用焊接的形式，焊縫均為滿焊，焊縫高度不小8mm，焊條采用E50型，角焊縫質(zhì)量等級(jí)不低于三級(jí)，坡口焊焊縫質(zhì)量等級(jí)不低于二級(jí)，嚴(yán)禁一次性開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高再進(jìn)行鋼板樁支撐與加固。如此循環(huán)直至基坑開挖至距離設(shè)計(jì)基坑底標(biāo)高20cm左右時(shí)，停止機(jī)械開挖，對(duì)基坑底部土體進(jìn)行人工開挖整平處理，人工整平過程中在結(jié)構(gòu)物邊線以外40cm處設(shè)置2條簡易排水溝，用于基坑排水。

4.2 基坑開挖施工要求

基坑開挖前務(wù)必復(fù)核基坑支護(hù)與坑內(nèi)結(jié)構(gòu)物圖紙，確定結(jié)構(gòu)之間互無沖突、平面布置及標(biāo)高一致時(shí)方可進(jìn)行土方開挖。土方開挖及地下結(jié)構(gòu)應(yīng)分區(qū)施工，存在相鄰或相接基坑的，優(yōu)先施工較深基坑及相應(yīng)的地下結(jié)構(gòu)，回填后施工較淺基坑?；娱_挖須自上而下分層分段進(jìn)行，嚴(yán)禁超深超長開挖土方；開挖深度以坡頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為基準(zhǔn)，對(duì)于放坡支護(hù)段，每層開挖深度不應(yīng)大于2m，現(xiàn)挖現(xiàn)護(hù)，除施工需要外，不得長時(shí)間暴露開挖面，基坑開挖過程中嚴(yán)禁破壞已施工的支護(hù)系統(tǒng)。機(jī)械開挖至基底標(biāo)高以上0.2m時(shí)，改用人工開挖。基坑開挖至基坑底后24h內(nèi)應(yīng)澆筑混凝土墊層，立即進(jìn)行構(gòu)筑物的施工，以免基坑暴露時(shí)間過長。

4.3 邊坡防護(hù)施工技術(shù)

4.3.1 施工方法

巢湖路西涵端部及兩側(cè)邊坡采用1:1放坡開挖，放坡段以及坡腳采用簡易土釘及噴射60mm厚C20混凝土支護(hù)，內(nèi)設(shè)250mm×250mm單層φ6的鋼筋網(wǎng)片，土釘采用φ16的螺紋鋼，間距1500mm，長度1200mm，梅花形布置，土釘與坡面成正交角度打入土體中，外漏5cm左右，坡腳預(yù)留0.5m寬平臺(tái)，坡面設(shè)置φ50排水管，排水管間距為3m。

4.3.2 施工工藝

（1）土釘支護(hù)采用分層、分段開挖施工，做到開挖、支護(hù)，噴混凝土三隨時(shí)，在上層作業(yè)面的噴射混凝土未完成澆筑前，不得進(jìn)行下一層土的開挖施工。采用機(jī)械進(jìn)行開挖時(shí)，不允許有超挖或松動(dòng)的邊坡土體或擋土結(jié)構(gòu)的破壞。為預(yù)防邊坡土體出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，修整后的邊坡應(yīng)及時(shí)噴上一層薄的砂漿或混凝土，待凝固后再進(jìn)行土釘安裝，最后再進(jìn)行鋼筋網(wǎng)片的安裝并完成噴射剩余混凝土。

（2）噴射混凝土首先要通過試驗(yàn)確定配合比符合設(shè)計(jì)要求，選擇最大粒徑不能大于12mm粗骨料，水灰比不能大于0.45。在進(jìn)行噴射混凝土施工時(shí)，應(yīng)對(duì)操作人員進(jìn)行技術(shù)交底，確保噴射混凝土的質(zhì)量要符合設(shè)計(jì)要求。

（3）噴射混凝土前，應(yīng)做好風(fēng)、水、電路的前期準(zhǔn)備工作，并對(duì)全面檢查及試運(yùn)轉(zhuǎn)確保下一道工序正常開展；噴射混凝土的順序應(yīng)自下而上開展，將噴嘴與受噴面距離控制在0.6～1.2m范圍內(nèi)，噴射方向應(yīng)垂直指向噴射面，以確保噴射混凝土厚度達(dá)到符合的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，將短的鋼筋段作為標(biāo)志垂直插入邊坡上。

4.4 鋼支撐施工技術(shù)

深基坑施工重點(diǎn)的兩道關(guān)鍵工序是鋼支撐架設(shè)與基坑土方開挖，為了保證深基坑穩(wěn)定性，應(yīng)確保支撐架設(shè)的時(shí)間、位置及預(yù)加力的大小因素的時(shí)效性。支撐架設(shè)要嚴(yán)格滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求，隨著基坑土方開挖施工要保證邊挖邊支撐的施工質(zhì)量。

4.4.1 鋼支撐架設(shè)方法

（1）腰梁加工及安裝：鋼腰梁采用H型鋼加工而成。基坑開挖至鋼支撐設(shè)計(jì)高程下50cm后，立即放測出腰梁位置線，在拉森鋼板樁上焊接腰梁三角撐（同時(shí)檢查立柱位置、垂直度等符合要求后安設(shè)縱向鋼連梁或剪刀撐），吊裝、定位腰梁并將腰梁于拉森鋼板樁焊接牢固。

（2）支撐隨開挖分層逐根按上述方式安裝。

4.4.2 確保鋼支撐穩(wěn)定的技術(shù)措施

（1）在進(jìn)行鋼支撐拼裝時(shí)確保支撐接頭的承載力要符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求，軸線偏差范圍應(yīng)在2cm之內(nèi)。

（2）鋼支撐在安裝前，要確保垂直度符合設(shè)計(jì)要求，為了保證鋼支撐安裝固定牢固，必要時(shí)要在鋼支撐中部架設(shè)臨時(shí)支撐，確保定位準(zhǔn)確。

（3）對(duì)鋼支撐的裝配件鋼板加工和型鋼焊接加工時(shí)都要進(jìn)行雙面滿焊。在有內(nèi)肋板焊接施工時(shí)無法進(jìn)行雙面焊接的，可采用坡口焊接方式。

從圖2的旅游經(jīng)濟(jì)與城鎮(zhèn)化的協(xié)調(diào)度空間分布及其演變上看,2005年處于高度協(xié)調(diào)階段的有日照、臨沂、徐州、連云港、鹽城、淮安和開封7市.2010年,泰安市進(jìn)入極度協(xié)調(diào)階段,其他城市依然處于高、中度協(xié)調(diào)階段行列,與2005年情況一致,略有波動(dòng)變化,但是協(xié)調(diào)階段并未發(fā)生改變．2015年,除原先的幾個(gè)高度協(xié)調(diào)城市外,阜陽和萊蕪兩市進(jìn)入高度協(xié)調(diào)階段,而泰安和濟(jì)寧兩市則進(jìn)入極度協(xié)調(diào)階段,說明這幾座城市的旅游經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化水平均相對(duì)較高,復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展效應(yīng)較強(qiáng)．總體而言,淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)各市的經(jīng)濟(jì)與城鎮(zhèn)化協(xié)調(diào)度雖逐年有波動(dòng)變化,但變幅不大,相對(duì)穩(wěn)定.

（4）在基坑開挖施工時(shí)應(yīng)及時(shí)架設(shè)鋼支撐，確?；诱ｉ_挖施工，確保在加載卸載施工中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力應(yīng)符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求。

4.5 基坑監(jiān)測措施與要求

4.5.1 監(jiān)測內(nèi)容

（1）基坑支護(hù)水平位移觀測。

在基坑邊坡頂上布置基線（每條邊一條），每條基線上設(shè)1～3個(gè)變形觀測點(diǎn)，基線的起點(diǎn)和端點(diǎn)各設(shè)置1個(gè)點(diǎn)，基線的中間位置設(shè)計(jì)1個(gè)觀測點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)深基坑的現(xiàn)場情況，在基坑各個(gè)大轉(zhuǎn)角處加設(shè)觀測點(diǎn)，同時(shí)又作為沉降觀測點(diǎn)。

（2）基坑支護(hù)沉降觀測。

利用原有的渠系控制網(wǎng)的水準(zhǔn)控制點(diǎn)或獨(dú)立水準(zhǔn)點(diǎn)作為沉降觀測的起算點(diǎn)，構(gòu)成基坑支護(hù)沉降觀測網(wǎng)。基坑的四個(gè)轉(zhuǎn)角處附近各布置4個(gè)沉降觀測點(diǎn)，與深基坑周邊淺埋基礎(chǔ)建（構(gòu)）筑物、重要管線監(jiān)測點(diǎn)一起構(gòu)成監(jiān)測周邊環(huán)境的沉降觀測網(wǎng)。

（1）水平位移觀測。

利用原有渠系首級(jí)控制網(wǎng)建立建筑物基坑的測量控制網(wǎng)，作為巢湖路西涵基坑開挖支護(hù)的水平位移觀測點(diǎn)，控制點(diǎn)數(shù)量不少于3個(gè)，通過理論計(jì)算和復(fù)測校核無誤后，記錄讀數(shù)，首次觀測數(shù)據(jù)不少于2組。

（2）沉降觀測。

采用深基坑的測量控制點(diǎn)或獨(dú)立水準(zhǔn)點(diǎn)開始觀測，將測量點(diǎn)引測到深基坑周邊，再依次將編好的各點(diǎn)按照順序進(jìn)行觀測，直至觀測到另一個(gè)水準(zhǔn)控制點(diǎn)符合要求，觀測儀器采用S3型精密水準(zhǔn)儀。

5 安全保證措施

（1）基坑開挖施工前，應(yīng)先巡查施工區(qū)域內(nèi)各種地下管線設(shè)施，應(yīng)請對(duì)現(xiàn)場管線具體位置和深度的負(fù)責(zé)人到現(xiàn)場確認(rèn)。按規(guī)定對(duì)現(xiàn)有管線和其他設(shè)施需委托產(chǎn)權(quán)單位實(shí)行監(jiān)護(hù)的，必須在開挖前辦好監(jiān)護(hù)手續(xù)，并在監(jiān)護(hù)人員的監(jiān)護(hù)下進(jìn)行施工。

（2）在進(jìn)行基坑開挖時(shí)周圍應(yīng)設(shè)置安全圍擋、安全設(shè)施和安全警示牌，晚上或霧天施工時(shí)應(yīng)設(shè)置警示標(biāo)志。安全地帶寬度為1m，安全設(shè)施牢固規(guī)范。施工現(xiàn)場應(yīng)派專職安全員現(xiàn)場負(fù)責(zé)檢查保證安全設(shè)施及警示牌的正常使用。

（3）開挖邊坡土方、基坑支護(hù)和基坑使用期間均應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求布置沉降觀測點(diǎn)，應(yīng)對(duì)地面沉降、邊坡變形、支護(hù)位移定期觀察測試，加強(qiáng)對(duì)支護(hù)的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)有變形或者位移時(shí)，立即停止施工，人員撤離基坑，待支護(hù)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)且穩(wěn)定后方可繼續(xù)施工。

6 結(jié)語

通過以上的分析和說明，在進(jìn)行深基坑的開挖和支護(hù)在施工前后會(huì)受到很多因素的影響，我們必須要對(duì)這些因素進(jìn)行充分合理的分析并及時(shí)采取針對(duì)性措施，才能避免問題的產(chǎn)生，才能夠更好地提升施工的進(jìn)度和工程的質(zhì)量。