中铁十二局集团第三工程有限公司 山西太原 030024
摘要：本文从基底加固、钢板桩施工、基坑降水、基坑开挖、基坑监测等方面对沿海地区深厚淤泥层钢板桩支护的深基坑施工进行研究探讨。
关键词：深厚淤泥层；钢板桩支护；深基坑；
引言：
随着城市建设发展，涌现了大量技术复杂的基坑工程建设项目，特别是沿海地区淤泥层深厚、工程性能差，给基坑施工带来较大风险。在基坑工程实践中形成了多种成熟的支护结构类型，而采用钢板桩支护与水泥搅拌桩加固坑内被动区土体相结合的技术，能够将基坑变形控制在规范和设计要求的安全范围内；本文结合红莲路综合管廊工程基坑施工对此进行探讨。
1概述
红莲路综合管廊坐落于珠江三角洲的冲积平原区，为人工围垦形成的河网平原，起讫里程桩号HLK0+040～HLK2+093，管廊长度2.053km。软弱土层自地表向下分别为人工填土、淤泥、淤泥质土，平均厚度约20m。场区地表水体发育，河水可获得区域网状内河及外江的稳定补给，水量丰富。地下水主要赋存于淤泥质砂层、粉细砂、中粗砂层中，因受上下相对隔水层的阻隔，具微承压性。
本综合管廊基坑采用明挖施工，宽度14.1m，开挖深度介于5.29m～7.70m之间，支护形式为钢板桩支护，基坑底部使用Φ500mm单轴水泥搅拌桩加固处理。
2基坑施工技术
2.1水泥搅拌桩基底加固
在深厚淤泥层地区的基坑工程中，为增加基坑支护结构的稳定性、控制基坑的变形、给基坑开挖和主体结构施工提供条件，应当对基底软弱土层加固处理。
本工程为增强基底被动区土体强度，对基坑底部采用Φ500mm单轴水泥搅拌桩进行格栅状加固，实桩长5m，相邻桩中心距离0.40m，桩顶标高与基底标高一致。水泥搅拌桩工艺为4喷4搅、湿法施工，固化剂为42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量占被加固土的16.9%，每延米水泥使用量不小于60kg。
为确保成桩质量，应严控水泥浆喷浆量及钻杆提升速度，以使加固区域内土体能够搅拌均匀。通过试桩，注浆压力约为0.5MPa，提升速度小于0.8m/min时桩身强度和均匀性均能满足要求。施工中应保证搅拌桩机身平稳，钻杆的垂直度偏差不可大于1%，桩基位置偏差小于50mm。停浆面应高于设计桩顶约300～500mm，垫层施工前，将顶部成桩不符合要求的部分人工凿除。应经常检查钻头直径，当小于桩基设计直径时，必须马上处理。
2.2钢板桩施工
在软土地区采用振动法插打钢板桩效果较好，能使钢板桩垂直度偏差符合相关规定。应在锁口内充填油脂等润滑剂，以便于插打钢板桩，并保证锁口紧密。钢板桩的支撑结构应随着土方开挖及时支撑，在基坑土方开挖到支撑标高时应在8小时内安设好。对于出现钢围檩范围内桩身面不平的情况时，应采取修整、填补等措施使之平整，填补可采用M10快凝早强砂浆。
在深厚淤泥层地区沉桩时易产生的问题及处理措施如下：
（1）钢板桩向前进方向倾斜
在软土层打钢板桩时，钢板桩锁口处摩阻力与桩锤的锤击力形成力偶，会引起钢板桩向前进方向倾斜。可采取将前进方向一侧桩尖削角的方式来消除这种倾斜，其坡度可取1：2～1：4。当其倾斜过大，出现难以调整的情况，可采取插打楔形钢板桩进行纠偏。
（2）已打好的相邻钢板桩被带入土中
在软土层施工时，经常会出现把已打好的相邻钢板桩带入土中的情况。原因大多是钢板桩垂直度不好或遭遇障碍物，钢板桩之间阻力增大。可采用以下措施处理：①先把钢板桩打到设计标高以上，当把全部钢板桩打入土中以后，再调整到设计标高；②将已打好的钢板桩用夹具、型钢等连接在一起；③在连接锁口涂以油脂，减少阻力；④当钢板桩被带入土中后，可用打板机将其调整到设计标高，当难以调整时应其顶部焊接一段钢板桩以补齐上部长度。
（3）钢板桩转动
钢板桩在沉桩时，由于打板机操作人员的技术水平原因等，可能导致钢板桩以锁口为中心产生转动而影响钢板桩围护墙平整度，从而增加围檩安装的难度。可以安装导向架来限制钢板桩的转动，以确保施工精度。
2.3基坑降水
由于场区内地下水具有承压性，待土方挖至一定深度后，形成基坑突涌的可能性较大。基坑突涌往往具有突发的性质，致使基坑围护结构严重损坏或倒塌、坑外地面大面积下沉或塌陷、危及周边建筑物安全，甚至造成施工人员伤亡。因此，必须采取有效的降水措施。
本基坑采用管井降水方案。管井设置在基坑外部，距离基坑支护工程外边界2m处，沿着基坑两侧大约每30m一口，孔径为500mm，管径273mm，孔深为22.0m；井管采用Φ273mm钢管；过滤段外缠丝包网填砾石，过滤管每25cm2要有一个18mm的圆孔，外缠10 目铁丝网，再包40目尼龙网2-3层，孔与孔间距5cm；降水井设计出水量均为50t/h。每口管井的出水管都要安装抑制阀、水表、出水口。管井的出水量、含砂率必须符合设计规定，见图2-1所示。另外在基坑外部设置观测井，观测井之间的距离约30m，见图2-2所示。
图2-1 管井大样图（mm） 图2-2 观测井大样图（mm）
基坑工程施工时抽水降压应“按需降压、动态降压”，根据水头以及基坑开挖的深度进行计算，确定在基坑挖土深度至3m时即可开始降水，通过观测井中水位标高及时反映降压效果，最终降水至基坑底面以下0.5m～1.0m，控制降压抽水量，以降低降水施工对周围地面沉降的影响。
2.4基坑土方开挖
基坑开挖方法不仅对基坑工程的安全关系重大，对基坑场地环境的影响也很大。相同类型的基坑，因土方开挖的顺序和方法不同，围护结构的位移和对周边环境影响存在较大的差异。基坑开挖应遵循以下原则：及时支撑、先撑后挖、逐层开挖、禁止超挖。在深基坑工程施工中，土方开挖时“时空效应”比较明显。基坑的开挖深度相同时，其开挖面积越大、周边越长，会导致围护墙的位移越大，以及对周边环境影响也越大；而且基坑挖土时支撑架设的时间越迟，基础底板形成的越晚，钢板桩的位移也越大。因此减少基坑暴露的面积和缩短基坑暴露的时间对于控制围护结构的位移都相当重要，因此对基坑，应采取分层、分段对称开挖和及时安装支撑的施工方法。
基坑土方开挖前及开挖中应加强排水，基坑内不得有积水。其分段长度根据管廊沉降缝间距确定，以便及时封底，从而缩短基坑暴露的时间。基坑采取的开挖方式为分层开挖，层厚应小于1m，严禁超挖；采用机械开挖时，在挖至距坑底及坑壁约300mm时由人工开挖，控制基坑底面开挖误差满足要求。
挖出的土方要及时运出场地，基坑周边堆放土方、材料及运输车辆离基坑边缘须大于2m，堆载值应不大于15KPa，严禁超载。施工中应对围护结构和已施工的主体结构进行保护，严禁挖方机械及运输设备对围护结构及主体结构发生碰撞。
3基坑监测
3.1监测目的
由于地质条件、环境条件、荷载条件、施工条件和外界其他原因的复杂影响，基坑施工过程中的不确定性情况很多，所以加强基坑监测及时了
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论文作者:吴穷
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/13
标签：基坑论文; 钢板论文; 土方论文; 淤泥论文; 标高论文; 管井论文; 结构论文; 《防护工程》2019年16期论文;