城市地下綜合管廊工程中的基坑支護(hù)施工技術(shù)

安永增

北京致遠(yuǎn)工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司 北京 102433

近年來，我國的有關(guān)建筑項(xiàng)目的管理制度得到了不斷的完善。建筑工程的管理部門和有關(guān)的工作人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)工程的監(jiān)督管理，擺正自己的工作態(tài)度，采取相應(yīng)的對(duì)策來提高在城市地下綜合管廊施工中的基坑支護(hù)技術(shù)水平，從而推動(dòng)建筑行業(yè)的高效穩(wěn)定發(fā)展[1]。有關(guān)部門應(yīng)該改變以往的思維方式，注重對(duì)城市地下綜合管廊建設(shè)中的基坑支護(hù)技術(shù)的管理，既要考慮到安全性，又要注重工程的質(zhì)量。在具體的工程建設(shè)過程中，要充分利用先進(jìn)設(shè)備和方法，提高城市地下綜合管廊施工中的基坑支護(hù)技術(shù)水平。

1 城市地下綜合管廊建設(shè)概述

綜合管廊是建造在城市的地下，用來承載2類及以上的市政工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施，它將電力、通信、燃?xì)?、供熱及給排水等各類工程管線集中在地下隧道空間中。在管道系統(tǒng)中，主要包括給水管系統(tǒng)、進(jìn)氣排水井系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等[2]。在地下建造空間隧道，將通信和給水、燃?xì)夂陀晁?、污水和電力融為一體，并配置專用的檢修口和吊裝口及監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)施統(tǒng)一的施工管理。如此可有效地防止管道的安裝及維護(hù)對(duì)人類的交通及生活造成的干擾，并可有效地節(jié)省空間。就功能而言，地下綜合管廊可劃分為主干綜合管廊、支線綜合管廊、主干支線混合管廊和電纜綜合管廊。干線綜合管廊是指地下綜合管網(wǎng)系統(tǒng)，其作用巨大，主要是用來埋設(shè)各種公共管線。其結(jié)構(gòu)形式為圓形或多格箱形，橫截面普遍較大，附屬設(shè)備較為完備，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。支線綜合管廊是一種以干線管廊為基礎(chǔ)，與公路或者其它線路上的使用者相連接的綜合管廊，它的功能是與使用者進(jìn)行聯(lián)系，普遍被布置在人行道之下，其截面形狀是長方形，一般情況下，它的使用方式是單格結(jié)構(gòu)或者多格箱形結(jié)構(gòu)。

2 基坑支護(hù)施工技術(shù)概述

2.1 概念

隨著我國城市的建設(shè)和發(fā)展，城市中的地下空間得到了充分的利用，從而使城市中的基礎(chǔ)設(shè)施得到了進(jìn)一步的發(fā)展和完善。同時(shí)，由于工程項(xiàng)目之間的隱密性、關(guān)聯(lián)性和復(fù)雜性，使得工程建設(shè)的復(fù)雜性和難度日益增加。城市地下綜合管廊工程中的基坑支護(hù)技術(shù)主要是指在城市地下綜合管廊工程施工過程中，根據(jù)施工現(xiàn)場的環(huán)境情況，對(duì)工程的周邊環(huán)境進(jìn)行分析，并確定基坑支護(hù)方案，對(duì)其進(jìn)行施工和管理，以確保地下綜合管廊工程施工的質(zhì)量和安全。在城市地下綜合管廊工程施工過程中，為了保證施工的安全性，保證地下結(jié)構(gòu)安全使用，降低工程施工對(duì)周圍環(huán)境造成的影響，必須要采取相應(yīng)的措施來控制基坑開挖對(duì)周圍環(huán)境的影響，保證地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.2 重要性

在城市地下綜合管廊工程中，基坑支護(hù)技術(shù)是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，它不僅能夠保證整個(gè)地下管廊工程的質(zhì)量，還能夠確保整個(gè)地下管廊工程的施工進(jìn)度。由于我國城市化發(fā)展比較迅速，再加上城市建設(shè)過程中需要大量的空間，因此就導(dǎo)致了地下綜合管廊工程建設(shè)過程中所面臨的問題也是多種多樣的。其中，基坑支護(hù)技術(shù)是一個(gè)最為重要的問題。

一方面，它可以保證城市地下綜合管廊工程施工進(jìn)度，由于城市地下綜合管廊工程施工環(huán)境比較復(fù)雜，對(duì)施工技術(shù)的要求也比較高，在城市地下綜合管廊工程建設(shè)過程中如果不能保證施工進(jìn)度就會(huì)造成嚴(yán)重的后果。對(duì)于我國城市化發(fā)展而言，為了確保城市未來發(fā)展能夠擁有一個(gè)良好的環(huán)境和條件，就需要對(duì)城市未來發(fā)展進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和合理安排。因此在城市地下綜合管廊建設(shè)過程中，必須要對(duì)基坑支護(hù)技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，這樣才能確保整個(gè)城市未來發(fā)展擁有一個(gè)良好環(huán)境和條件。另一方面，采用基坑支護(hù)技術(shù)可以有效提高城市地下綜合管廊工程質(zhì)量：在城市地下綜合管廊工程建設(shè)過程中如果能夠加強(qiáng)基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用效果就會(huì)對(duì)整個(gè)城市未來發(fā)展帶來一定幫助。因?yàn)樵趯?shí)際建設(shè)過程中，基坑支護(hù)技術(shù)不僅能夠保證城市未來發(fā)展能夠擁有一個(gè)良好環(huán)境和條件，還可以提高城市未來發(fā)展質(zhì)量。

2.3 技術(shù)要點(diǎn)

在實(shí)施基坑支護(hù)技術(shù)時(shí)，要注意兩個(gè)問題。一方面，要保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，應(yīng)該在施工設(shè)計(jì)階段對(duì)深基坑支護(hù)的荷載進(jìn)行準(zhǔn)確的測算，進(jìn)而對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，避免由于支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不足，或者造成了結(jié)構(gòu)的變形，進(jìn)而產(chǎn)生安全事故。另一方面，在使用基坑支護(hù)技術(shù)時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)其工作環(huán)境的穩(wěn)定性的掌握，因?yàn)楫?dāng)周圍的環(huán)境溫度改變時(shí)，其工作的難度也會(huì)隨之改變，從而對(duì)工作效率產(chǎn)生一定的影響。與此同時(shí)，為了保證以后的工程順利進(jìn)行，在進(jìn)行基坑支護(hù)時(shí)應(yīng)注意防滲處理。最后，為了保證建筑自身安全穩(wěn)定及減少對(duì)其周圍環(huán)境的影響，必須要了解、選擇各種不同的支護(hù)技術(shù)，選取、應(yīng)用最合適的技術(shù)類型進(jìn)行施工建設(shè)。在施工之前，要對(duì)現(xiàn)場的實(shí)際狀況進(jìn)行實(shí)地考察，在確保工期要求的基礎(chǔ)上，對(duì)場地大小、施工流程、環(huán)境要求等方面進(jìn)行全面考慮，從而選擇出一種合理的支護(hù)技術(shù)形式。

3 城市地下綜合管廊深基坑開挖工程現(xiàn)狀

城市地下綜合管廊工程建設(shè)是我國城市市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要內(nèi)容，具有保護(hù)地下管線、延長管線使用壽命、實(shí)現(xiàn)城市現(xiàn)代化、緩解交通壓力等多方面的作用[3]。因此，在城市地下綜合管廊工程中進(jìn)行深基坑開挖施工具有重要意義。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展也取得了較大的進(jìn)步。尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展與城市化進(jìn)程不斷加快的背景下，我國城市建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的步伐不斷加快，為城市地下綜合管廊工程建設(shè)提供了廣闊的發(fā)展空間。但是，在地下綜合管廊工程中進(jìn)行深基坑開挖施工時(shí)也存在著較多的問題，例如基坑變形大、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形大等問題。這就需要相關(guān)部門加強(qiáng)對(duì)基坑變形量和支護(hù)結(jié)構(gòu)變形量進(jìn)行控制，提高基坑施工的安全性和穩(wěn)定性，進(jìn)而有效降低施工成本、保障施工進(jìn)度。在城市地下綜合管廊工程中進(jìn)行深基坑開挖施工時(shí)，由于施工現(xiàn)場空間相對(duì)比較狹小、地質(zhì)條件比較復(fù)雜等因素的影響，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)容易受到多種因素的影響，進(jìn)而導(dǎo)致基坑出現(xiàn)變形過大、支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大位移等問題。例如在地下綜合管廊工程中進(jìn)行深基坑開挖施工時(shí)，如果支護(hù)結(jié)構(gòu)采用水泥土墻加支撐支護(hù)方式，則很容易在基坑開挖過程中出現(xiàn)較大位移。這種情況下不僅會(huì)導(dǎo)致工程施工進(jìn)度緩慢、浪費(fèi)人力物力等問題，還會(huì)對(duì)地下管線造成不同程度的影響和破壞?；诖?，相關(guān)工作人員要即使針對(duì)工程中存在的問題，及時(shí)采取有效措施，解決問題，保證工程順利進(jìn)行。

4 城市地下綜合管廊工程中的基坑支護(hù)施工技術(shù)

4.1 搭圍

在基坑支護(hù)技術(shù)的施工中，在測量放樣之后，要對(duì)工程范圍進(jìn)行圍擋，以確保來往的人員和交通工具的安全，有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該與當(dāng)?shù)氐囊?guī)范進(jìn)行協(xié)調(diào)。在采用綜合管廊進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施支護(hù)技術(shù)的時(shí)候，建設(shè)部門應(yīng)該在路面上設(shè)立各種警告標(biāo)志，其中包含了標(biāo)志牌、警示牌等，并準(zhǔn)確地提醒過往的行人和車輛，要注意、遵循規(guī)范的指示牌給出的提示信息。如有需要，需在地下管道建設(shè)期間，指定專人負(fù)責(zé)道路運(yùn)輸。在城市主要道路的建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)為周邊交通制訂專門的交通引導(dǎo)計(jì)劃，并聘請專家進(jìn)行專門的規(guī)劃。

4.2 清障施工

按照前期設(shè)計(jì)報(bào)告所提供的信息，深入了解并觀察施工現(xiàn)場的有關(guān)情況，對(duì)于施工區(qū)域，應(yīng)該做好清理措施，如天然氣、污水、雨水以及廢棄物等[4]，及時(shí)確定通信管線位置，按照有關(guān)需要進(jìn)行遷移。

4.3 基坑支護(hù)施工

在管廊建設(shè)過程中，如果其基坑開挖深度較大，往往會(huì)使基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，進(jìn)而造成基坑周圍由地面沉降問題產(chǎn)生，使得管廊基坑的坡度受到一定程度的影響，當(dāng)管廊的坡度較大時(shí)，必須采用相應(yīng)的支護(hù)方法。在采用噴射及錨桿加固的時(shí)候，要確保管廊地基開挖深度規(guī)定深度，并且，由于施工地點(diǎn)的土質(zhì)問題，滲水量比較低，在進(jìn)行時(shí)，可以采用噴射混凝土或者錨桿掛網(wǎng)噴射混凝土來加固基坑坑壁，首先進(jìn)行多次挖掘，之后再進(jìn)行反復(fù)加固。當(dāng)基坑開挖深在5 m以下，并且滲透量很小時(shí)，可以采用小型鋼管樁支護(hù)。采用這種方式時(shí)，鉆孔直徑為4-8 cm，在鋼管樁入土后，根據(jù)需要進(jìn)行注漿。為確保泥漿迅速滲入土壤，還必須在管道的兩側(cè)各打上幾個(gè)孔洞；當(dāng)挖深大于5 m，但不大于10 m時(shí)，則采用拉森式鋼板樁支撐，其打入土壤的深度必須達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定，在沒有規(guī)定的前提下，應(yīng)結(jié)合鋼樁自身的應(yīng)力狀況，確定出最合適的基礎(chǔ)樁深度。當(dāng)鋼筋混凝土樁受力較大時(shí)，應(yīng)采取臨時(shí)支護(hù)措施，以確保其穩(wěn)定；當(dāng)挖掘深大于10 m時(shí)，通常采用的是混凝土噴射樁的支護(hù)方式，特別是當(dāng)基坑荷載較大，周邊建筑物較多時(shí)，需要采用該技術(shù)進(jìn)行支護(hù)。在施工過程中，若鋼筋用量相對(duì)較小，則更易于進(jìn)行，并可充分利用自動(dòng)化設(shè)備，提高工程效益。

4.4 基坑監(jiān)控量測

基坑監(jiān)控量測是整項(xiàng)工程中非常關(guān)鍵的一環(huán)，必須貫徹到整個(gè)工程的各個(gè)環(huán)節(jié)。施工人員要全面了解支護(hù)結(jié)構(gòu)方面的動(dòng)態(tài)情況，并做出相應(yīng)的反應(yīng)，以便于對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行有效的控制；通過對(duì)各類資料信息的綜合處理，找出最精確的設(shè)計(jì)參量，以確保支護(hù)的精度；通過監(jiān)測支護(hù)變形及支護(hù)應(yīng)力，改進(jìn)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。測量工作主要是對(duì)基坑的變形情況進(jìn)行監(jiān)測，了解基坑相關(guān)數(shù)據(jù)變化，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和地表的沉降、對(duì)內(nèi)力和外力的變化、對(duì)土體位移、坑壁內(nèi)部的位移、錨桿的軸力等進(jìn)行的測試[5]。此外，還要按要求對(duì)開挖斷面的形狀、深度進(jìn)行觀測，了解其地質(zhì)情況，以便選取最佳的支護(hù)形式及施工方式。要進(jìn)行測量工作，必須要做到信息化，要對(duì)現(xiàn)場的實(shí)際狀況和需求進(jìn)行全面的分析，在基坑附近設(shè)立觀測點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行專門的監(jiān)測。測量工作要周期性地進(jìn)行，以確保對(duì)基坑施工狀況的不斷監(jiān)測，從而可以對(duì)基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，以及周圍的建筑物的沉降狀況有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，并能對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的調(diào)節(jié)和控制。

4.5 基坑排水施工

為防止基坑內(nèi)產(chǎn)生積水，需進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐潘幚?。在基坑周圍，必須要合理地布置一條截流溝，將出水口連接起來，這樣才能有效地防止溝渠中的滲漏問題，同時(shí)也不會(huì)影響到坑壁的穩(wěn)定性。在基坑的每個(gè)層面，都要設(shè)定好排水的橫縱坡，機(jī)械開挖在開挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高上預(yù)留20-30cm時(shí)，采用人工清挖到基坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高，再在基坑的兩邊挖出排水溝。

4.6 拉森鋼板樁支護(hù)技術(shù)

在進(jìn)行基坑支護(hù)之前，為了獲得較好的支護(hù)效果，技術(shù)人員要對(duì)拉森鋼板樁材料進(jìn)行仔細(xì)的選擇和檢測，檢測方式是從表觀及物理性能上逐項(xiàng)進(jìn)行的。首先在外表上，對(duì)于應(yīng)用在工程中的拉森式鋼板樁，要去除其外表上的缺點(diǎn)和瑕疵，在長度、寬度、厚度、平面度等各個(gè)參數(shù)上都要滿足有關(guān)的設(shè)計(jì)要求。在機(jī)械性能測試上，要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)際性能進(jìn)行檢測，其中包含了鋼板樁部件的拉伸度、彎曲度、鎖口韌性等，并且將測試后得到的數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，如果符合標(biāo)準(zhǔn)，就可以使用。

拉森鋼板樁技術(shù)應(yīng)用于管道工程中，存在著沉樁難、帶樁難、樁偏斜難、拔樁難等問題，給工程技術(shù)人員帶來了很大挑戰(zhàn)。對(duì)于樁體的傾斜問題，一旦出現(xiàn)，應(yīng)立即暫停所有工作，并對(duì)造成這種情況的原因進(jìn)行分析，對(duì)于由于小塊石頭或其他障礙引起的樁體受力不均衡而引起的偏移，應(yīng)利用儀器進(jìn)行校正，使樁體的垂直度保持在原來的設(shè)計(jì)值之內(nèi)，對(duì)出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行科學(xué)、理性的解決，從而保證拉森鋼板樁的施工成功。

另外，在拉森鋼板樁法的特定工藝過程中，還可以采用挖土的方法來對(duì)板樁進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤Ｓ捎诒卷?xiàng)目是一個(gè)地下管道工程，因此，對(duì)于鋼管樁外壁可能存在較大的土壓，因此必須將鋼板樁外壁的寬度與高都限制在3 m以內(nèi)，并通過開挖來實(shí)現(xiàn)減壓與卸荷的實(shí)用目的，等到鋼管樁內(nèi)壁的砌體薄膜施工結(jié)束后，再按照原設(shè)計(jì)方案對(duì)其進(jìn)行回填，從而確保鋼板樁外壁的整體穩(wěn)定，并提高支撐系統(tǒng)的安全性能。此外，在工程建設(shè)過程中，必須時(shí)刻關(guān)注拉森鋼板樁周邊的水文、地質(zhì)條件的改變，對(duì)含有砂粒、粉粒等土體的特定土層[6]，必須對(duì)板樁的變形情況進(jìn)行詳盡的觀測，如有與原設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果不一致的現(xiàn)象，則應(yīng)立即采取措施，保證工程的整體施工安全。同時(shí)沉降觀測點(diǎn)可設(shè)在竣工后的鋼板樁上方約10 m的地方，每日分批次對(duì)其進(jìn)行包括水平位移變化的各類監(jiān)測工作，也可以用全站儀進(jìn)行檢查和復(fù)核，保證數(shù)據(jù)的精度。

4.7 混凝土灌注支護(hù)技術(shù)

當(dāng)挖掘深度很大的時(shí)候，比如，超過10 m的時(shí)候，通常會(huì)采用混凝土噴射樁來進(jìn)行支護(hù)，當(dāng)基坑荷載很大的時(shí)候，特別是周邊的建筑物很多的時(shí)候，就需要采用這種技術(shù)來進(jìn)行支護(hù)。在工程建設(shè)中，通常采用鉆孔灌注樁，其樁長和樁徑要視基坑土體的深度而定。在施工中，若鋼筋的應(yīng)用比較少，則施工更為簡便，并能更好地起到應(yīng)有的作用，從而能夠有效地保障施工質(zhì)量和效率。

5 結(jié)束語

總體而言，在城市地下綜合管廊建設(shè)工程中，基坑支護(hù)工作是確保工程施工順利實(shí)施的重要工作，工程建設(shè)單位要對(duì)基坑支護(hù)工作的工作要點(diǎn)進(jìn)行深入地研究，對(duì)施工區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，并據(jù)此制訂出切實(shí)可行的施工方案，從而確保地下綜合管廊工作的完成質(zhì)量和效率。