(中国化学工程第三建设有限公司,安徽,淮南,232000)
【摘要】在软土地基上进行地下管道埋设的时候,通常需要采取一定的措施进行深基坑的支护。若遇到地下水位较高的情况,还需要采取降水、止水及地基加固等措施。如果忽视对此的施工,将可能导致施工进度受阻及增大工程施工中存在的安全风险系数。因此,本文就软土地基条件下的地下管道深基坑支护施工技术进行探讨。针对管道深基坑施工时遇到的不同问题进行分析,在原料和技术上不断创新进步,做出有效的防护措施。可促进基层施工安全、质量及施工进度的提升,优化设计施工方案,为施工团队降低施工安全风险系数、降低成本支出,从而增加施工效益。
【关键词】软土地基;地下管道;深基坑支护;技术应用
引言
我国河道众多,软土地基普遍存在,尤其是高地下水位和深层软基的发育,对管道基坑、沟槽安全的影响较大。然而排水管道相比较其他市政地下管线,具有埋设深、占地多的特点,有时还需特别设置支护结构。但实际工程中设计单位和施工单位对排水管道这类基坑、沟槽的支护并不十分重视,很多时候设计单位仅通过通用图提出简单的支护方案,没有深入细致去考虑降、止水措施,且由于缺乏对施工工艺了解,设计没有针对性,而施工单位则往往仅凭经验或简单照搬图纸方案进行施工,在开挖发现问题时才采用临时措施进行补救,在遇到高地下水位和深层淤泥的时候,往往容易造成安全事故,导致基坑变形与失稳破坏。
一、深基坑支护的定义及施工特点
深基坑支护是指为确保地下结构施工及深基坑周围环境的安全,对深基坑及周边环境制定的加固、支护、保护措施;深基坑支护结构会随着地区的改变而改变,同时水文地质条件也会对深基坑支护结产生影响,因此,在进行深基坑支护施工时,具有以下特点:第一,施工现场勘查、基层监测、基坑施工、相邻场地施工、施工现场管理等都会对建筑工程深基坑支护施工质量造成影响;第二,在进行基坑工程施工时,受地质条件、施工技术等因素的影响,很容易发生工程事故;因此,深基坑施工的安全隐患比较大;第三,随着施工技术的飞速发展,基坑支护方式朝着多样化的方向发展,这些基坑支护方式各有优缺点,其使用范围也不同,因此,在进行深基坑支护施工时,施工单位可以根据地质条件,选择一种或者多种基坑支护方式进行施工。
二、举例对软土地基地下管道深基坑支护技术的应用分析
(一)工程概况
某城市地下管网的管道最大的管径为DN2400,最大埋设深度为6.75m。工程项目所在地的土质类型多为新近围垦而形成的近海滩涂地,系围海造陆所形成的,属于典型的软土地基类型,且软土的厚度较厚,地下水位的深度仅仅为0.5m。因此在进行地下管道敷设的时候,为防止地下水流入到基坑中,必须采取一定的支护方式,通常还需要进行地基加固和降、止水处理。经综合分析比较,最终选取拉森钢板桩进行基坑的支护处理。
(二)基坑支护方案比选
由工程基本情况可知,该工程地质类型属于软土地基,且软土层较厚,地下水位较浅,富水性好,渗透系数大,基坑开挖的深度为5.0-6.75m,开挖的形状为狭长形的且开挖的坑槽的宽度为4m~5.4m。为确保地下管道的顺利施工,依据“安全、经济、方便”的施工原则。比选拉森钢板桩支护方式和钢板桩+井点降水支护方式。
因此该工程最终确定采用钢板桩+钢支撑的支护方案。钢板桩选用拉森W型的钢板桩,选取12-15米长的桩长,设置钢板桩的宽度为b=440mm,高度=200mm,腹板厚=18mm,重量为77kg/m。支撑的体系采用对撑结合角撑的支护方式,围模采用400×400H型钢,支撑采用325×12mm钢管。
(三)施工流程
1、桩基线确定
首先根据设计图纸放出敷设管道中心轴线,留出施工需要的工作面,再定出基坑边轴线,原则上是以所敷设管道外壁与桩间距1.5m确定钢板桩打入轴线位置。考虑到钢管支撑的重复利用,实际根据管径1.2m-2.4m的情况,确定两排钢板桩间距为6m。
2、钢板桩施工
每隔一定距离设置导向桩,导向桩直接使用钢板桩以控制钢板桩的轴线。打桩采用单独打入法,即吊升第一支钢板桩,人工扶正就位,准确对准桩位,振动打入土中。吊第二支钢板桩,卡好企口,振动打入土中,如此重复操作,控制桩顶高程不宜相差太大。
3、钢板桩支撑体系施工
提前预制支撑、围模并经验收合格、钢板桩上按支撑位置焊接围模搁置点、分段吊装组合围模、安装主支撑管、必要时安装斜撑管、整体焊接加强、自检、联合检查合格,然后进行降水、排水。
4、降水、排水
在软土地基管道沟槽开挖机管道施工过程中,降水、排水措施尤为重要,不仅可以降低施工过程中的安全风险系数、降低安全隐患,还可以提高施工效率、加快施工进度,进而提高施工效益。
(1)施工排水在钢板桩外侧或者在沟槽上口边缘1.5m以外,用泥土或者灰土筑护水坡,护水坡截面为梯形,上底宽度不小于200mm,下底宽度不小于500mm,高度不低于500mm,以防止地表水流进管道基坑或沟槽,对沟壁进行损坏。
在管道沟槽底部,顺延管沟的两侧开挖宽度不小于200mm、深度不小于300mm排水沟,且每隔20m~50m设集水坑进行集水,并用污水泵在集水坑内排水,以保证沟底相对无积水,从而保证正常施工作业。
(2)施工降水
施工降水一般采用井点降水的方法。在管沟支护体系外侧设单排或双排降水管,降水深度要低于基坑底部0.5m。降水管可在地下水补水的方向相对加密,泄水方向相对减少。必要时应进行降水实验,进行降水效果的验证,以确保工程施工。
5、土方开挖
在降水结束后方可进行土方作业。根据案例,基坑土方主要通过反铲挖掘机在基坑顶上进行分层开挖,分层挖土的高度不大于2.0m。分段长度根据基坑形状尺寸约30m。分段开挖基坑可以分段支撑,但一定要先支撑后开挖。开挖过程中必须加强对基坑支护结构及周边建筑物和管线的监测。
6、拔桩
首先利用履带式的打拔桩机将钢板桩的头部夹住,并振动1-2min,确保松动钢板桩周边的土体,使其产生“液化”现象,降低土体对桩基的摩阻力,然后缓慢往上将钢板桩拨出。
7、深基坑开挖的安全措施
施工安全是我们的第一要务,设置专职安全员两名,并贯彻“一岗双责”制度,即:全员参与安全、全员对安全负责。加强对施工现场的安全管理,维护好施工现场的安全工作。施工过程中所可能发生的问题都要未雨绸缪,遇到问题及时解决,建立健全项目部的各项责任制度,保证工程的安全进行。
结束语
随着土建工程建设难度的加大,深基坑工程的出现越来越频繁,与此同时,深基坑工程的设计和处理技术变得越来越重要。通过上文的分析可以得出,只要技术成熟在软体地基中无论是使用钢板桩、井点降水还是土钉墙、钻孔灌注桩等都能够防止基坑渗水以及塌陷问题,从而确保了软土地基深基坑的稳定性和安全性。
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