摘要：文中主要介绍了排水管道顶管工艺工作坑深基坑不同的支护方案，分析了其中的主要质量控制过程与工程管理重点，对实际的工程管理工作起到了一定的借鉴与指导意义。
关键词：顶管；工作坑；钢板桩；SMW 工法
一、引言
某排水管道工程因穿越现有公路需采取顶管工艺施工，顶管的工作坑平面形状为矩形，本工程顶管工作坑的基坑支护方式分为两大类。开挖深度较浅的基坑，其支护形式采用钢板桩，钢板桩桩顶有钢环梁。开挖深度较深的基坑，其支护形式采用SMW工法桩，桩顶有现浇钢筋混凝土冠梁，沿竖向另设置一道现浇钢筋混凝土腰梁。
二、基坑止水与降水施工
(1) 基坑止水施工
基坑止水方案也分为两种，第一种为在钢板桩外侧施作水泥土搅拌桩止水帷幕。搅拌桩规格为单排直径700mm 的双轴搅拌桩，桩的中心间距450mm，咬合250mm，桩长根据基坑深度确定，并且在顶进坑后背、顶管进出坑等关键位置，采用2~3 排咬合水泥搅拌桩加强。第二类为利用SMW 工法桩同时作为止水帷幕。工法桩规格为单排直径850mm三轴搅拌桩，桩的中心间距600mm，咬合250mm，桩长根据基坑深度确定。
(2) 基坑降水施工
基坑降水方案为采用直径 800mm 的大口井进行基坑降水，顶管施工段工作坑内设置2座，第一类工作坑内大口井的深度自现状地面算起至基坑底以下6m（考虑坑底混凝土的超挖深度，保证进入基坑底部标高以下不少于6m），第二类工作坑内大口井的深度自现状地面算起至基坑底以下8m，保证坑内地下水位降至开挖面标高以下1.0m。
三、支护工程施工流程
钢板桩工序的施工顺序为：（1）施作I40b 钢板桩；（2）施作大口井，进行降水；（3）进行第一步开挖，开挖到冠梁的底部标高，施作顶部冠梁及基坑角部钢板；（4）进行第二步开挖，开挖至基坑底部设计标高，对坑底进行整平。
SMW 工法桩工序的施工顺序为：（1）施作SMW 工法桩（2）施作大口井，进行降水（3）进行第一步开挖，开挖至冠梁底部标高，施作顶部冠梁及腋角（如基坑开挖深度较深，按照设计图纸进行第二步开挖，开挖至腰梁底部标高以下约30cm，施作腰梁及腋角）（4）进行下一步开挖，开挖至基坑底部设计标高，进行地基处理。
四、支护体系施工管理
（1）钢板桩施工管理
钢板桩放线施工，桩头就位必须正确、垂直，沉桩容许偏差：平面位置纵向100 ㎜，横向为-50 ㎜～0 ㎜。钢板桩围檩支架的围檩桩必须垂直、围檩水平，设置位置正确、牢固可靠。围檩支架高度在地面以上不小于5m；最下层围檩距地面不大于50 ㎝；围檩间净距比2 根钢板桩组合宽度大8-15 ㎜。沉桩过程中，随时检测桩的垂直度并校正。钢板桩拔除后应及时做回填处理，在桩孔位置进行灌砂填实。焊缝必须满焊，宽度、高度满足设计要求，焊缝表面均匀，不准有气孔、夹渣、裂缝、肉瘤等现象。拆除支撑时，基坑回填顶面标高不应低于该支撑中心标高以下0.6m；填土至最上层支撑以下0.6m 时方可拔除支护桩型钢，拔除时应避免水平振动过大造成周边路面开裂或设施破坏。
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（2）SMW 工法桩施工管理
SMW 工法桩施工时，水泥浆液及水灰比的设计要确保水泥土的强度要求，同时在插入工字钢时，应该尽量使工字钢依靠自重插入。根据设计要求并结合工程实际情况确定其基本配合比是水灰比为1.5～1.8，32.5 级普通硅酸水泥掺量为20%，每立方米水泥掺量为360kg。SMW 搅拌桩施工时每班组需做试块进行同条件养护，28 天强度应达到1.0Mpa。桩机均采用自动拌浆设备，电脑控制配合比，严格控制水灰比和水泥掺量，将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。水泥浆配制好后，停滞时间不超过2 小时，搭接施工的相邻水泥搅拌桩的施工间隔时间不超过10 小时。
三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时需要严格控制下沉速度和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，采用“二喷二搅”施工工艺，第一次喷浆量控制在60%，第二次喷浆量控制在40%。压浆阶段不允许发生断浆和输浆管道堵塞现象。若发生断桩，则在向下钻进50cm后再喷浆提升。要严禁桩顶漏喷现象发生，确保桩顶水泥土的强度。相邻桩的施工间隔时间不能超过10h，否则喷浆时要适当多喷一些水泥浆，以保证桩间的搭接强度。
施工管理人员应该根据所采用的水泥的初凝时间，掌握和控制好加固区域的初凝时间，在最佳地时段插入工字钢。一般情况下，搅拌桩完成后6小时内必须完成插入作业。工字钢使用前，在距其顶端25cm 处开一个中心圆孔，孔径约8cm，并在此处工字钢两面加焊两块各厚2cm 的加强板，其规格为400mm×400mm，中心开孔与工字钢上孔对齐。将高度控制点用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与工字钢顶标高的高度差，在工字钢两腹板处外侧焊好吊筋。根据测量放线的桩位，将导向架就位，校正平面位置和水平后，将架体的四脚固定，装好吊具，然后吊起工字钢，用线锤校核垂直度，必须确保垂直，工字钢起吊安装前必须重新检验表面的减摩剂涂层是否完整，工字钢在插入过程中的平面位置和垂直度由两台经纬仪采用前方直角交汇法控制，垂直度偏差控制在1%以内，在沉放过程中还应该随时进行观察测量，及时纠偏，保证工字钢的插入深度和留置长度满足要求。如果所需工字钢长度不够，须进行拼焊，焊缝应均为坡口满焊，焊好后用砂轮打磨焊缝至与工字钢面同样平整为止。在混凝土强度增长前，插入工字钢很容易，但是必须控制好工字钢标高，直到加固区域混凝土终凝之后为止，工字钢下插至设计深度后，可以用槽钢穿过吊筋将其搁置在定位型钢上，待水泥搅拌桩身强度达到一定程度后，再将吊筋及定位型钢撤除。
五、土方开挖施工
（1）基坑开挖监测
在基坑开挖的过程中，要始终保持对支护结构与周围环境的监测，本项目主要为应力监测与变形监测。主要监测项目有支护桩水平位移、支护桩竖向位移、地表沉降、周边管线变形、地下水位观测、支护倾斜变形监测、基底变形观测、基坑周围构建筑物和设施的变形沉降监测等。
（2）基坑开挖施工管理
基坑开挖应按照“由上而下，先撑后挖，分层开挖”的原则进行作业。挖土作业应坚持随挖随运到卸土地点，禁止在基坑周围堆放弃土或施加其他堆载，基坑周边堆积荷载不得超过20kpa。顶进坑、接收坑的挖土及起重设备位置宜设在基坑周边相对空旷位置，远离管道路径及周边管线设施。基坑周边起重机宜采用30t 级车载起重机，起重机支点距离基坑边缘距离不宜小于2.5m，施工机械就位前，应在地面铺设钢板覆盖车辆及机械范围，有效分散集中荷载，减小基坑周边集中力。基坑开挖至设计标高后，严禁超挖，在不影响排水的情况下，应及时采用混凝土垫层封底，封底做法可结合顶管机具轨道基础要求进行适当调整。基坑回填应采用粘性土，在管道和构筑物侧壁四周同时回填并分层夯实，其压实系数不应低于0.90；填土至冠梁底面标高以下1.2m 后，可根据道路及地面修复要求凿除冠梁及桩头，凿除的范围宜为地面标高以下1.5-2.0m。
论文作者:薄国军
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/24
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