市政道路基坑開(kāi)挖及支護(hù)施工關(guān)鍵技術(shù)

張正楠

中交天津航道局有限公司

1 引言

在市政道路工程中，基坑開(kāi)挖的質(zhì)量直接影響著市政道路整體的施工水平。同時(shí)，在經(jīng)濟(jì)與社會(huì)不斷發(fā)展的大背景下，城市建筑的數(shù)量與日俱增，污水排放量、天然氣使用量不斷擴(kuò)大，在這樣的情景之下無(wú)疑給市政道路基坑開(kāi)挖及支護(hù)施工關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化和創(chuàng)新提出了更高的要求。因此，必須采取科學(xué)與合理施工技術(shù)來(lái)支護(hù)已經(jīng)開(kāi)挖完成的基坑，減少和降低返工和質(zhì)量等問(wèn)題。

2 案例概況

某市政道路基坑工程位于多條道路圍繞而成的區(qū)域內(nèi)，面積大約為420m×80m，本項(xiàng)目中分別有2層地下室，以鋼筋混凝土框架式結(jié)構(gòu)為主，基坑開(kāi)挖深度為13m，基坑支護(hù)既要考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，又要考慮基坑開(kāi)挖對(duì)周?chē)缆?、建筑物體以及周?chē)h(huán)境的影響。

3 市政道路基坑開(kāi)挖破壞的原因分析

市政道路基坑支護(hù)具有止水和擋水這兩個(gè)重要的功能。因此，在本工程項(xiàng)目的基坑開(kāi)挖中，如果支護(hù)不及時(shí)隨時(shí)可能會(huì)造成基坑塌方的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)這樣的情況，輕則給基坑周?chē)慕ㄖ偷缆穾?lái)一定的影響，重則導(dǎo)致基坑周?chē)慕ㄖ偷缆烦霈F(xiàn)沉降，進(jìn)而給施工人員的生命安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。

在一般情況下，管溝開(kāi)挖完成后需要等待一段時(shí)間才能埋設(shè)管線，但由于施工企業(yè)為了降低基坑開(kāi)挖的成本，跳過(guò)了施工鉆孔樁這一環(huán)節(jié)，直接開(kāi)挖基坑，導(dǎo)致基坑周?chē)耐馏w出現(xiàn)了不穩(wěn)定的現(xiàn)象，加之施工人員將開(kāi)挖出來(lái)的土體堆放在了基坑的周?chē)瑹o(wú)形之中加劇了基坑周?chē)呢?fù)擔(dān)，導(dǎo)致邊坡塌陷，影響基坑安全。尤其針對(duì)一些水位較高的基坑，需要在沒(méi)有動(dòng)工之前先完成排水工作以此降低水位。

在本工程項(xiàng)目具體施工過(guò)程中，由于施工人員忽視了對(duì)水位的控制，導(dǎo)致基坑內(nèi)的土體長(zhǎng)期受到地下水的侵入，內(nèi)摩擦角和土體間的摩擦力越來(lái)越小，承載能力逐漸降低，既削弱了基坑中土體的抗剪力，又導(dǎo)致基坑出現(xiàn)坍塌，給后續(xù)工作帶來(lái)較大的負(fù)面影響。

4 市政道路基坑開(kāi)挖及支護(hù)順序

4.1 鋼板樁放樣

在對(duì)本項(xiàng)目基坑開(kāi)挖過(guò)程中，鋼板樁放樣的質(zhì)量尤為重要，在具體放樣時(shí)相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)反復(fù)核對(duì)放樣參數(shù)，并嚴(yán)格控制鋼板樁設(shè)置的標(biāo)高，保證鋼板樁放樣工作的有序推進(jìn)。

4.2 基坑開(kāi)挖

在本項(xiàng)目中，當(dāng)基坑開(kāi)挖至一定的深度之后進(jìn)行橫向支撐，需要綜合考慮以下幾個(gè)方面：（1）保證基坑開(kāi)挖過(guò)程中施工人員的人身安全；（2）嚴(yán)格控制鋼板樁與橫向支撐焊接的質(zhì)量；（3）做好相應(yīng)的排水措施，保證快速排出基坑中的積水。

4.3 鋼管支撐

在基坑開(kāi)挖時(shí)需要使用鋼管對(duì)其進(jìn)行支撐，為了防止鋼管出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，需要認(rèn)真分析鋼管的受力情況。同時(shí)，在基坑的回填中嚴(yán)格控制回填時(shí)分層的厚度，以此保證壓實(shí)的質(zhì)量可以完全滿足既定的施工要求。

4.4 支撐構(gòu)件維護(hù)

為了提高支撐構(gòu)件的質(zhì)量，要對(duì)其予以細(xì)致的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)支撐構(gòu)件出現(xiàn)位移、斷裂等問(wèn)題，需要及時(shí)進(jìn)行加固處理，進(jìn)而保證本工程項(xiàng)目的有序推進(jìn)。

4.5 拆除支撐構(gòu)件

在土方回填過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)土方回填的高度完成支撐構(gòu)件的拆除工作。但需要注意的是，在拆除的過(guò)程中，施工企業(yè)需遵循“拆除一段、回填一段”的原則展開(kāi)施工作業(yè)?；娱_(kāi)挖示意圖如圖1所示。

圖1 基坑開(kāi)挖示意圖

5 市政道路基坑開(kāi)挖及支護(hù)施工關(guān)鍵技術(shù)

5.1 地下連續(xù)鋼板墻支護(hù)施工關(guān)鍵技術(shù)

在本工程項(xiàng)目中，如果應(yīng)用地下連續(xù)鋼板墻施工技術(shù)需要從以下幾個(gè)方面做起。

（1）設(shè)置邊線，使施工人員可以準(zhǔn)確判斷出開(kāi)挖地點(diǎn)。

（2）打樁。在于基坑周?chē)蛉脘摪鍢?，并保證鋼板樁的高度與基坑在統(tǒng)一水平線上。但在鋼板樁打入之前需要嚴(yán)把鋼板樁質(zhì)量關(guān)，避免生銹、變形的鋼板樁進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，從源頭上控制工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量[1]。

（3）鋼板樁矯正。在具體的施工過(guò)程中針對(duì)軸線度較大的鋼板樁可通過(guò)特定的異性樁材料對(duì)其進(jìn)行矯正，如果斜度較小則通過(guò)鋼鎖反向敲擊鋼板樁，在敲擊過(guò)程中若發(fā)生位移傾斜，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況適當(dāng)上撥1m~3m，然后再次敲擊，以此糾正樁體位置。地下連續(xù)鋼板墻是當(dāng)前市政道路工程中應(yīng)用最廣泛的一種支護(hù)施工關(guān)鍵技術(shù)，其材料是帶鎖扣的熱軋鋼和冷彎鋼，通過(guò)鎖扣咬合實(shí)現(xiàn)擋水和止水的目的，其具有環(huán)保、可循環(huán)利用、占地面積小以及對(duì)周?chē)h(huán)境影響小等眾多特點(diǎn)。

5.2 土釘墻支護(hù)施工關(guān)鍵技術(shù)

土釘墻支護(hù)施工關(guān)鍵技術(shù)是目前市政道路基坑開(kāi)挖及支護(hù)中較為常見(jiàn)的一種土體加固方法，其指的是通過(guò)噴射混凝土面板實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑原土體的加固。土釘墻支護(hù)施工關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展目前已經(jīng)十分成熟，不僅具有成本低廉的優(yōu)勢(shì)，而且自身的穩(wěn)固性能也比較好。

但從本工程項(xiàng)目的實(shí)際情況來(lái)看，土釘墻支護(hù)施工比較適合地下水位低和地下管線不密集的空間中，比如：黏性土、粉塵土以及卵石土層等。相應(yīng)的，如果本項(xiàng)目中地下含水量多、淤泥含量高的軟弱土層并不適用。因此在具體的施工過(guò)程中，土層的厚度要與土釘墻之間保持一定的距離，并嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行土方開(kāi)挖，并于開(kāi)挖完成后的24h內(nèi)安裝好土釘。具體如圖2所示。

圖2 土釘墻施工工藝

6 市政道路基坑開(kāi)挖和支護(hù)應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)

6.1 保證基坑開(kāi)挖及支護(hù)施工方法的合理

在本工程項(xiàng)目的基坑開(kāi)挖過(guò)程中，要科學(xué)合理地選擇基坑開(kāi)挖即支護(hù)方法，保證基坑開(kāi)挖的施工質(zhì)量可以滿足施工圖紙的設(shè)計(jì)要求，在具體的施工過(guò)程中，將鋼板樁打入基坑的兩側(cè)，且打入標(biāo)高要符合施工要求[2]。同時(shí)，為了進(jìn)一步提高基坑的穩(wěn)定性與安全性，施工單位可以結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況加大機(jī)械設(shè)備的使用力度，提高施工效率。另外，在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制相鄰鋼板樁的間距，保證打入鋼板樁的高度與施工設(shè)計(jì)方案中的要求相一致，及時(shí)封閉樁尖底口，并及時(shí)校正鋼板樁，這對(duì)于本工程項(xiàng)目整體質(zhì)量的提升具有積極的促進(jìn)作用。

6.2 科學(xué)處理基坑開(kāi)挖后的管溝

在本工程項(xiàng)目施工期間，為了更好地控制部分施工地段地下水位較高的問(wèn)題，還可以應(yīng)用真空井點(diǎn)降水法處理，但依然需要監(jiān)理人員嚴(yán)格檢查具體的開(kāi)挖方案，并在監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)的情況下開(kāi)展真空井點(diǎn)降水法處理工作，再按照施工圖紙的要求將開(kāi)挖區(qū)域標(biāo)記出來(lái)。另外，應(yīng)當(dāng)在基坑管溝的垂直區(qū)域內(nèi)開(kāi)挖一條側(cè)溝，并將附近多余的土體處理干凈，讓多余的積水從管溝內(nèi)及時(shí)排出，保證管溝內(nèi)始終處于干燥狀態(tài)。但在管溝開(kāi)挖過(guò)程中需要做好由于季節(jié)變化而發(fā)生的洪水、暴雨等自然災(zāi)害給管溝開(kāi)挖帶來(lái)的影響，因此要合理避免在夏季進(jìn)行管溝開(kāi)挖[3]。

6.3 支護(hù)地下管溝頂板

在本工程項(xiàng)目中，為了合理避免坍塌事故在管溝位置的出現(xiàn)，施工企業(yè)在完成管溝開(kāi)挖作業(yè)后，不僅要注意對(duì)管溝防護(hù)處理工作，還要嚴(yán)格按照施工要求鋼護(hù)搭建，降低管溝開(kāi)挖對(duì)周?chē)馏w的影響。另外，在埋設(shè)地下管溝作業(yè)時(shí)，將管溝周?chē)碾s物徹底處理干凈，并做好相應(yīng)的支撐工作，防止由于管溝承載力過(guò)大導(dǎo)致管道斷裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。

6.4 做好對(duì)錨具的管理

在本工程項(xiàng)目中，錨具是基坑支護(hù)過(guò)程中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，錨具是輔助和調(diào)節(jié)基坑中混凝土中的重要工具，因此可以直接將錨具固定于混凝土上面。目前，錨具有杜維達(dá)格錨具和預(yù)應(yīng)力錨具等。但在對(duì)本工程項(xiàng)目的基坑開(kāi)挖過(guò)程中還需要綜合考慮周?chē)沫h(huán)境、挖掘規(guī)模以及適合的錨具類型，在此基礎(chǔ)上制定出科學(xué)的基坑開(kāi)挖方案。但依然需要注意的是，在工程項(xiàng)目開(kāi)始之前，不論選擇任何類型的錨具都需要相關(guān)人員對(duì)錨具的質(zhì)量、外形予以仔細(xì)地檢查，只有全方面符合開(kāi)工標(biāo)準(zhǔn)，才能被使用到本工程項(xiàng)目中，以此保證工程項(xiàng)目的順利推進(jìn)。

6.5 做好基坑降水布置工作

要想保證本工程項(xiàng)目順利推進(jìn)，還要做好基坑降水布置工作[4]，這主要是因?yàn)樵诨邮┕し秶鷥?nèi)具有很多降水井，而降水井內(nèi)部濾水管的位置全部是根據(jù)井位選定的地質(zhì)刨面，在本工程項(xiàng)目的基坑施工過(guò)程中，應(yīng)在保證降位連續(xù)性的情況下進(jìn)行，這樣既可以減少施工過(guò)程中對(duì)周?chē)h(huán)境造成的影響，又降低了對(duì)周?chē)ㄖ矬w穩(wěn)定性的影響，當(dāng)基坑降水布置工作滿足設(shè)計(jì)要求后組織土方挖掘工作，在保證工程項(xiàng)目順利推進(jìn)的同時(shí)降低安全事故發(fā)生。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，時(shí)下隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，市政道路建設(shè)得到快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量得到了明顯的提升，隨之對(duì)城市中基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)提出了更高的要求。這就需要施工企業(yè)在市政道路施工過(guò)程中必須做好基坑開(kāi)挖即支護(hù)工作，保證工程項(xiàng)目施工的穩(wěn)定性和長(zhǎng)期性，為工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，并在保質(zhì)量、報(bào)進(jìn)度和保安全的基礎(chǔ)上維護(hù)企業(yè)的良好形象。