綜合管廊深基坑降水及支護技術(shù)

王偉達

（福州諾成工程項目管理有限公司，福建 廈門 361000 ）

0 引言

在城市規(guī)劃建設(shè)過程中， 常采用綜合管廊深基坑降水及支護技術(shù)，其不僅可節(jié)約建設(shè)用地，而且還能避免因管道遷移而引起二次挖掘。 因此，為發(fā)揮該技術(shù)使用優(yōu)勢， 應(yīng)把握好施工細節(jié)及技術(shù)要求，做好相應(yīng)的管理工作。 同時注重綜合管廊深基坑降水出現(xiàn)的問題，持續(xù)提高施工質(zhì)量，保證項目順利實施。

1 綜合管廊規(guī)劃建設(shè)原則及其在城市發(fā)展中的意義

在城市建設(shè)過程中， 綜合管廊規(guī)劃建設(shè)可實現(xiàn)一體化的管理。 在規(guī)劃時，可依據(jù)綜合管廊施工技術(shù)，明確統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)與管理等要求。 綜合管廊是指建造地下空間，在此空間內(nèi)安設(shè)通信、供排水、 供熱等各項管線工程， 并配備專用檢修口、吊裝口及監(jiān)控系統(tǒng)。 將管廊與市政設(shè)施結(jié)合起來，可以避免管線與管線的沖突，避免出現(xiàn)管線反復(fù)開挖等問題，在一定程度上提高城市的美觀度，并減少城市規(guī)劃建設(shè)實際所需的成本。

2 綜合管廊深基坑降水及支護存在的問題

2.1 綜合管廊深基坑降水問題

2.1.1 深基坑地下水無法降下去

現(xiàn)象：深井水泵（或深井潛水泵）具有足夠的排水能力，但實際出水量較少。

分析原因：井深、井徑、垂直度均達不到設(shè)計要求；洗井質(zhì)量差，砂濾層中的淤泥含量過高，在洗井期間，孔壁上的泥皮未被沖刷干凈，而在孔壁周圍的土層中，由于鉆探留下的泥沙未清除干凈，造成井中地下水的滲流渠道不通暢，對單井的集水能力產(chǎn)生了很大的影響。 同時，未根據(jù)土層的實際情況選擇過濾管的位置、高度、濾網(wǎng)、砂濾料的規(guī)格。 水文地質(zhì)數(shù)據(jù)與實際情況不相符，而井管濾管的實際埋藏位置并不在具有良好滲透性的地下水環(huán)境中。

2.1.2 深基坑中地下水位降深不足或降水速度慢

現(xiàn)象：觀察井底水位沒有降至設(shè)計值；未達到預(yù)先確定的降水深度；深基坑存在涌水、冒砂等問題導(dǎo)致實際施工難度較大且對后續(xù)工程產(chǎn)生了影響。

分析原因： 部分地區(qū)深基坑中深井數(shù)量不多。深井抽水（或深井）的抽水方式選擇不合理，造成了深井排水性能差。 由于土層等因素的影響，深層排水能力無法得到更好的發(fā)揮； 水文地質(zhì)數(shù)據(jù)不準確，造成深基坑涌水量超出了設(shè)計值。

2.2 綜合管廊深基坑技術(shù)質(zhì)量問題

2.2.1 基坑邊坡的局部發(fā)生塌方或滑坡

現(xiàn)象：在基坑開挖后，部分邊坡發(fā)生塌方、滑坡等問題， 該問題嚴重影響了綜合管廊深基坑工程也影響了周邊建筑的穩(wěn)定性。

分析原因：由于基坑開挖邊坡放坡不足，未按不同的土層性質(zhì)設(shè)置邊坡，導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)、崩塌現(xiàn)象；當存在地下水時，技術(shù)人員未采取有效的降水措施，或者采取了相應(yīng)的措施，但未滿足規(guī)定要求，導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性差，出現(xiàn)滑坡；由于坡頂局部堆積荷載過大，或受到外部動力振動的作用，導(dǎo)致土內(nèi)剪切應(yīng)力大于邊坡土的抗剪強度， 致使邊坡土體局部不穩(wěn)定，發(fā)生崩塌。

2.2.2 基坑邊坡失穩(wěn)引起大面積滑坡

現(xiàn)象：由于坡面受地表水的影響，產(chǎn)生了強烈的震動，坡腳的土體變軟，使邊坡在重力作用下，沿著某一軟弱土體面，發(fā)生嚴重的滑坡災(zāi)害。

分析原因：基坑邊坡放坡設(shè)計不充分，未按不同的土質(zhì)物理性質(zhì)設(shè)置邊坡， 導(dǎo)致失穩(wěn)后出現(xiàn)滑坡；由于未采取任何措施降低地下水水位，或采取了相應(yīng)的措施，但未滿足實際要求；在坑底以下的某一區(qū)域內(nèi)， 未經(jīng)過加固處理， 或者經(jīng)過加固處理，未滿足工程項目實際要求；地表排水措施不到位，導(dǎo)致地表積水滲入坡面，造成滑坡；其他工程在邊坡滑坡區(qū)域進行，對邊坡土進行擾動，造成崩塌；坡頂堆積，超出了地基的剪切強度，出現(xiàn)滑坡。

3 綜合管廊深基坑降水及支護技術(shù)及施工保障措施

3.1 綜合管廊深基坑降水及支護技術(shù)

3.1.1 綜合管廊深基坑降水施工技術(shù)

降水方案設(shè)計： 可在深基坑降排水工程設(shè)計中，采用輕型、噴射以及管井井點等基坑降水施工技術(shù)，由于采用不同的降水方式，須針對不同的土層條件、 滲透系數(shù)以及降水深度等重要因素進行詳細分析，以便選擇最為合理的施工技術(shù)，并按照實際需求設(shè)計方案。

降水方案計算：在方案設(shè)計中，降排水設(shè)計的計算非常關(guān)鍵。 在設(shè)計降水方案時，必須精確地計算出基坑的排水情況，并確定好降水井布置深度、位置，以確保設(shè)計達到實際項目要求。 基坑水力以基坑的地下水狀況為主，而在開挖過程中，由于承壓水的特殊性，會對其開挖產(chǎn)生一定的影響。 在此需要根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)特征， 對基坑地下水進行詳細分析，并得到相應(yīng)的水力學(xué)計算結(jié)果。 在基坑外圍進行排水井的設(shè)計， 其位置通常需要與周圍建筑物或管道保持一定的距離， 井口間的間隔通常為10.5 m。在確定了降水井的位置后，要測量其深度，通常與過濾器的長度有關(guān)； 根據(jù)單井的出水量和地下水的厚度來確定濾池的長度。 按對應(yīng)公式計算單井出水量，在確定了濾芯長度后，用相應(yīng)的數(shù)值確定下降井深度。

3.1.2 綜合管廊深基坑支護技術(shù)

（1）排樁支護。 該支護技術(shù)安全可靠、成本不高。 直徑0.6~1.1 m 的鉆孔灌注樁適用于7~13 m深的基坑，0.5~0.8 m 的沉管樁適用于10 m 以下的基坑。

（2）土釘支護。 ①開挖工作面：土釘支護由上而下、逐級分層，根據(jù)不同的土層條件，不同的地層厚度，不同的工作面寬度進行，其不能小于6 m，垂直長度不得小于l0 m。 ②噴射第一層混凝土：為了避免地基松動和崩塌，必須在40~50 mm 的基礎(chǔ)上完成該工序?；炷羾娚溆昧繛?00 kg/m3。③土釘成孔：土釘孔的大小為70~120 mm，向下傾角為15~200。 施工方法和技術(shù)取決于土層條件、設(shè)備和經(jīng)驗。 ④安設(shè)土釘、注漿：土釘可分為一種或多種，單樁多為直徑約22~32 mm 的粗螺紋鋼筋，多樁采用2~4 根直徑為16 mm 的鋼筋。 再使用泥漿泵進行灌漿時，可采用不加壓力的土釘注漿。 ⑤鋼筋與噴射第一層混凝土之間的空隙為20 mm。 在安裝二次鋼絲網(wǎng)時， 應(yīng)確保其覆蓋一層鋼絲網(wǎng)后再進行二次加固。 混凝土板的厚度為50~100 mm。

（3）錨桿支護。 ①造孔：施工過程由鉆機就位、施鉆成孔、清孔三大工序組成。 在開孔后，采用高壓空氣對孔壁進行沖洗， 以確保水泥砂漿與孔壁之間的附著力。 ②錨桿的制作與安裝：錨桿預(yù)留長度為1~1.5 m，每隔1~2 m 處設(shè)隔板、緊箍環(huán)，中間設(shè)有注漿管道；外層塑料套管在自由段，前端要做好有效的隔離措施。 ③灌漿：在基坑內(nèi)，通常采用一次灌漿方式，即從孔底往上壓一次，壓力在0.6~0.8 MPa，直到洞口已滿，不能拔除注漿管；在土層疏松、巖層破裂、容易漏漿的情況下，可采用二次注漿。

（4）鋼板樁支護。 在基坑深、水位高的情況下，鋼板樁支護的優(yōu)勢在于，其具有擋土、防水、防流砂的作用。板樁承載力可分為懸臂板樁法和有錨板樁兩種。①無錨板樁。無錨板樁在施工過程中不得隨意停止，其打法簡單，但單塊打孔容易偏斜，累積誤差難以校正，且壁面的平直度難以掌握。 只有當樁長度小于10 m，工程要求不高的情況下才會使用，亦稱獨立注入法。 ②有錨板樁的雙層圍檁插樁法。其是沿著樁身邊緣的兩層支撐，再在兩層框架內(nèi)依次插入，形成一道高樁。當四邊形閉合時，可按照階梯狀逐步使樁身達到項目所需的設(shè)計高度。這種方法既能保證平面尺寸的精確、 保證板樁的豎直度，還可提高施工效率。

（5）擋墻＋內(nèi)撐支護。 在大深度、懸臂式擋土墻強度、變形不能滿足要求時，可在坑道內(nèi)進行內(nèi)支撐支護。 該方法適合于不同的地基，但其內(nèi)部支撐會占用建筑面積。通常采用的為鋼管內(nèi)支撐和鋼筋混凝土內(nèi)支撐。①鋼管內(nèi)支撐。鋼管內(nèi)支撐通常選用直徑為Φ609 的鋼管，其厚度可根據(jù)不同的負荷而發(fā)生變化。 鋼管支承采用對撐或角撐，當支承間距大時，可采用腹桿作為桁架支承。 ②鋼筋混凝土內(nèi)支撐。鋼筋混凝土內(nèi)支撐可有效抑制墻體及周邊地表變形。可根據(jù)開挖后的土方，完成現(xiàn)場澆筑，根據(jù)不同的基坑形態(tài)，適合于對周邊環(huán)境有高要求的深基坑。 大平面尺寸的內(nèi)支承，在交叉點上需要設(shè)置立柱，立柱為格構(gòu)式柱，以此可有效避免對底板穿筋造成的影響。

3.2 施工保障措施

3.2.1 組織保障措施

工程建設(shè)單位應(yīng)充分了解深基坑支護的設(shè)計與施工目標及功能，并確保所參與項目建設(shè)的人員了解施工要求，進而嚴格遵守深基坑支護的施工技術(shù)規(guī)范，確保安全生產(chǎn)。同時，工程建設(shè)單位應(yīng)持續(xù)不斷加強員工的安全教育，堅持“以安全為重，以預(yù)防為主”的思想，將安全工作落實到每個人身上，以避免在施工過程中出現(xiàn)安全隱患問題。

3.2.2 技術(shù)措施

對于實際開挖深度小于3.0 m 的基坑，采取天然放坡法，其放坡系數(shù)為1∶0.5~1∶1。

對于實際開挖深度小于5.0 m 的基坑，應(yīng)在保障土層良好的基礎(chǔ)上， 在上層1.2 m 處， 采取1∶1的放坡措施，并在坡面噴C15 混凝土加固。 在土質(zhì)較差的情況下， 可采用拉森式密排鋼板樁進行支護。

對于實際開挖深度超過5.0 m 的基坑，應(yīng)采取密集式鋼板樁支護， 在樁頂部0.5 m 處設(shè)置一道支承，支承材料為32 型工字鋼，橫向間隔不超過4.0 m。

在施工期間， 要加強對基坑的監(jiān)測， 可在每20.0 m 設(shè)置變形觀測點，一旦出現(xiàn)異常，立即采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，例如用回填法、挖頂卸土等。

在基坑內(nèi)，采取井點降水，確?；拥撞?.5 m 處不得存在水位；在開挖的過程中，必須做好排水工作，坑底、坑頂均要有400×350 的排水溝和1 000×1 000×800 的雨水收集井。

基坑開挖采用分段分層的開挖方式，同時為了避免對原有土層的干擾，坑底30.0 cm 的土層要進行人工挖掘。

3.2.3 監(jiān)測監(jiān)控措施

及時分析監(jiān)測資料，確保掌握施工現(xiàn)場施工情況，分析施工中出現(xiàn)的問題，通過現(xiàn)場監(jiān)測，可以及時了解基坑開挖對周邊環(huán)境的影響。如果在實際的監(jiān)測監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即采取有效措施，若發(fā)生較大的變形、滑移，應(yīng)及時分析原因，制定可靠的加固設(shè)計并制定好施工計劃，以確保工程項目保質(zhì)保量地完成。

4 結(jié)語

綜上所述， 在實施深基坑支護以及降水技術(shù)時，要根據(jù)工程實際情況，合理選用相應(yīng)的支護技術(shù)，以保證工程技術(shù)的高效實施。在施工中，要保證施工的安全、有序，并要結(jié)合工程的技術(shù)特點，做好相應(yīng)的管理工作，進而保障施工質(zhì)量，以促進整體結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。