摘要：城市文明中，各地区城市管廊受土地层性质影响，导致工程基坑支护、开挖难度增大。因此，本文结合当前时期建筑工程、电力管廊工程对水泥搅拌桩、钢板桩的应用。对淤泥质条件下，狭长形深基坑支护设计、开挖施工技术展开分析。借此提高我国深基坑开挖质量，强化现代建筑软弱地层加固水平，为我国城市建设发展提供助力。
关键词：淤泥质；深基坑；支护；开挖技术
经济发展中，地下管廊建设工程增多，但由于该类工程施工环境复杂，使得工程地基施工难以开展。因此，针对地下管廊建设工程的管线繁多、地质条件差等特征，本身以工程深基坑开挖为例，对狭长形深基坑支护设、开挖施工技术进行深入研究。
一、工程概述
某市交通线路中，一期工程为220KV电力管廊，管廊整体长度为3956米，标准段结构净尺寸为2.5m×1.8m。管廊加宽段结构尺寸为2.7 m×1.9 m。基坑整体深度为5米，每300米处需铺设一处防火门。由于管廊施工线路，会分别穿插于该市交通轨道中的桥梁、河流，使得管廊基坑开挖范围内，管线种类高达10多种，管径长度为10到160厘米，基坑支护施工技术落实难点增大。据调查，该工程基坑开挖场地中，土壤内地层为淤泥和淤泥夹砂层，而基坑底部则位于淤泥层，以及含砂、含泥层等软弱土壤地层中。为确保工程狭长型基坑支护、开挖质量，相关人员对基坑施工现场水文情况，同样展开深度研究。
二、淤泥质条件下狭长形深基坑的支护设计
由于工程管廊全线基坑范围，多位于软弱地层，因此为确保基坑开挖质量、确保基坑施工安全，需在基坑支护设计中，加固处理地基，提高基地整体承载力。从而改善管廊使用性能，降低其沉降值[1]。具体来说，淤泥质条件下，狭长形深基坑支护设计，应从安全、环保、地质条件、基坑开挖深度等方面，综合性制定深基坑支护设计方案。
第一，标砖段设计。若基坑开挖深度小于7米时，基地需应用“φ550mm@1 000mm”的单轴水泥搅拌桩作为间隔、加固材料。基坑范围应设置为2排形式，排间距不能小于1.5米。再者，基坑底部加固时，应从底部5米下强化加固材料，水泥混合量需高于18%。基底5米以上水泥掺量则为6%。此外，基底下方支护材料，应为“100毫米混凝土+200毫米碎石”作为主要换填材料。基坑上方施工时，则需以200毫米素混凝土作为基坑防水层主材料。防水材料使用时，施工人员应将其铺满基坑，确保材料和两侧钢板的贴合度，以提高管廊地基承载力，强化钢板柱支护力度，如图1所示。
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图1 管廊基坑加固示意图
第二，加深段设计。若基坑开挖深度大于7米，基地材料应选用φ550mm@400mm水泥桩抽条进行加固，整体加固范围需落实在基坑底部4米处，基地上方1米至4米处为重点支护区域。基坑垂直方向各节点加固间距应以U形钢板柱作为参考标准。基坑平行方向则需设计两条水泥抽条，沿基坑壁通长布置，如图2所示。
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图2 基坑水泥抽条加固示意图
第三，管线段设计。基坑施工现场因管线较短，且工程交叉路段施工场地过于狭窄，使得搅拌桩应用难度较大。因此，在管线处，应选用高压旋喷桩加固该区域地基，实际加固范围、桩径以水泥搅拌桩为参考依据。但高压旋喷桩水泥总体用量，需大于150 kg/m，高压喷浆压力应大于20MPa。水泥混合材料水灰比为1：1，高压旋喷桩管道提升、旋转速度分别为100到150毫米每分钟、20r/min。
三、淤泥质条件下狭长形深基坑开挖技术
淤泥质条件下狭长形深基坑开挖技术，是对基坑支护设计的有效落实。但是一线施工人员在基坑开挖时，还应在基坑加固处理基础上，强化基坑结构、施工核心节点、软弱地基加固等方面的施工质量。
（一）软弱地基加固
为在基坑开挖阶段，确保工程整体安全性能，基坑软弱地基加固处理中，应施工暗挖逆作法，在基坑支护设计范围内，展开预加固。同时选用双轴水泥搅拌桩，作为主要加固材料。实际加固深度应在基坑底部标高上3米处到1米处为强加工，剩余区域为弱加固。同时，为降低沉降不均匀而产生的不利影响，各加固节点需使用φ550mm@400mm的单轴水泥抽条，在基坑底部3米处、管廊基地4米处铺设[2]。并使用200毫米碎石换填狭长形基地材料，基地上方则选用厚度为200毫米的混凝土层进行整体加固。针对施工盾构区域内隧道中的基坑开挖，为降低淤泥质条件影响程度，避免开挖期间，出现隧道上浮现象。施工人员在选择单轴水泥抽条加固时，还应在基坑底部1米、2.5米处，支护隧道两端，具体加固范围在基坑以下的6.5米处。
（二）基坑支护结构
基坑支护结构中，标准段基坑开挖时，需选择U、H、C钢板组合，标准段基坑支护结构采用U、H、C形钢板桩组合，U形钢桩一般选用长度为12米，厚度为12毫米规格的构件。而H形钢桩应为长度为15米，厚度为12毫米的“300×HN700型钢@1 600毫米”的钢板桩。
C形钢管需选用长度为12米、管径60毫米、壁厚10 毫米的钢管。标准段基坑在具体开挖时，基坑整体宽度为2.5 米，施工作业范围为0.8米。
受支护结构设计影响，管线段基坑开挖时，U、H、C钢板组合难以应用，且管线变动难度大。因此，施工人员应选择喷射混凝土作为基坑壁防护材料，并使用旋转式喷桩止水。在此基础上，施工人员需在基坑“土钉墙”范围中，选用钢管锚杆作为墙体支护主结构。开挖阶段的钢管材料规格为3 mm×φ48 mm，且钢管垂直、水平间距不得小于1米，材料长度为3米。而喷射混凝土支护基坑壁时，混合材料为厚度为100毫米的“C20”混凝土，基坑壁需内挂参数为“φ10mm@200×200”的钢筋网。基坑开挖过程中，混凝土护壁整体深度应根据淤泥质基坑条件来灵活调整。除此之外，基坑外部管线两端开挖时，单管高压旋转式喷桩，需选用φ550mm@400毫米确保止水帷幕实效性。
（三）核心节点施工
第一，主体结构。
结合淤泥质条件下，狭长形深基坑支护设计，需针对各核心节点进行施工管理。主体结构开挖时，由于工程项目基础性施工已经完成，且加固顶板埋深为3米。因此，在基坑主体围护结构中，需选用“放坡开挖方式”实践土钉墙支护设计。并且在工程地基处，使用原有工程线路轨道，确保放坡率占比为1∶1。墙体土钉材料多采用“φ3mm×48 mm”的锚管，管线材料程度为6米，水平、垂直间距皆为1米。之后，施工人员应在坡面喷射厚度为80毫米的“C20”混凝土，并内挂相应规格钢筋网，管廊底板、顶板传力层材料则为200毫米混凝土。
第二，工程出入口。
基坑开挖时，在工程各墙体相交处，施工人员应对工程顶板、侧墙结构进行预施工。由于具体施工内容为狭长形深基坑，所以施工人员围护结构应选择“SMW”工法桩，其中HM488×300毫米的钢桩长度需为15米[3]。除此之外，为避免基坑开挖后期，因管廊上方土层扰动而出现坍塌情况，最终造成管廊上浮现象。施工人员应开挖前期，应在管廊两侧铺设挡土墙。墙体钢筋锚插入管廊顶板里，墙体厚度为300毫米。之后，施工人员可在管廊侧墙、顶板、底板等区域，使用素混凝土材料回填墙体缝隙，借此提高基坑开挖安全性。
第三，隧道结构。
由于基坑下方存在隧道结构，使得施工人员难以应用水泥桩进行支护。因此，在深基坑开挖深度为6.5米时，可预先使用“重力式挡土墙逆作法”作为施工前提。挡土墙材料为“C30”混凝土，墙体厚度为30厘米。但施工人员应用逆作法开挖基坑时，每层土方的开挖深度不能超过1米，具体来说，管廊各阶段基坑铺设的挡土墙不能超过一米，并且墙体应采用上宽下窄的基本形态。管廊最后一节点，基坑浇筑厚度为30厘米，浇筑材料为素混凝土，以此将挡土墙形成开挖支护体系，为施工人员有序开挖基坑奠定基础。
第四，支撑结构。
基坑支持结构是施工人员开挖作业的基本前提，受基坑深度影响，施工人员所设钢围檩数量会存一定差异性。对此，施工人员应结合基坑开挖深度，分别设计1到3个钢围檩，第一个钢围檩选用“HW350×350mm”双拼型钢，第二、第三道HW钢围檩规格为“HW400×400 mm”。支撑结构中，第一、二道钢围檩间距多为4米，二、三道钢围檩间距则为3米。
第五，施工监测。
基坑开挖期间，每隔30米处应设置施工监测点，以便于实时观测基坑桩顶水平、沉降、位移情况，确保淤泥质条件下狭长形深基坑的支护设计的合理性。同时监测管廊沉降不均匀情况，以及基坑开挖后管线变形情况，为施工方案的科学调整提供参考数据。
（四）大型混凝土浇注时的分段分层及后浇带施工技术
建筑工程建设期间，大型地下室施工结构，同样可作为狭长形基坑的另一形式展开深入分析。由于该类地下室施工材料，多选用混凝土混合材料，所以在狭长形地下室建造中，为降低淤泥质条件对混凝土结构施工质量的不利影响，狭长形大型地下室应将混凝土结构设计、施工技作为该类地下室的建设重点。具体来说，淤泥质条件下，狭长形地下室混凝土结构浇注时的分段分层、后浇带施工要点，主要体现在以下内容中。
第一，施工材料
施工材料作为保障地下室施工的基础，在混凝土结构施工中，施工人员应科学选用施工材料。选择水泥时，应选用热化程度较低、凝结时间长、耐热性能好的水泥类型。由于大型地下室施工，混凝土结构体积较大，只有应用水热化较低的水泥，才能确保混凝土结构施工质量。搅动混凝土材料时，施工人员可添加适量防水剂，使其缩水量控制于20%，进而强化混凝土结构抗压强度，提高混凝土结构安全性能。
第二，浇捣技术
实际施工中，浇捣混凝土前期，应预先检测混凝土材料塌落度，在混凝土塌落度满足施工标准后，再将其应用于正式施工中。浇筑过程中，施工人员需严格控制水灰比例，同时强化振捣力度控制，以确保混凝土结构密实性。混凝土浇筑期间，为避免离析现象，振捣力度应均匀适度。除此之外，地下室底板、墙板翻边、地下室顶板等位置，需对混凝土结构进行二次振捣，使得该部位混凝土密实度进一步强化，预防渗水、漏水现象。在施工过程中，二次振捣一般在混凝土塌落度为30毫米到50毫米时开展。
第三，混凝土钢筋连接技术要点
狭长形地下室混凝土结构、钢筋连接时，可使用钢筋等强度滚轧直螺纹接头。施工人员需使用滚压论将钢筋头部滚扎为直螺纹，并使用直螺纹连接套将钢筋连接，使得接头处钢筋整体强度对等于连接钢筋强度。为保障混凝土钢筋连接质量，钢筋及连接套规格应保持一致，同时保证钢筋、连接套丝扣无损且干净。选用预埋接头的时候，连接套数量、位置、规格应符合地下室设计要点。
第四，混凝土结构施工注意要点
地下室大体积混凝土结构在施工中，会存在收缩裂缝问题。针对这一现象，施工人员需采取可操作的预防措施。在不影响混凝土结构强度基础上，施工人员应降低混凝土材料内部水泥量。同时将混凝土结构外部保护层厚度控制于合理范围内，水平钢筋间距调整为150厘米最佳。为控制混凝土坍塌度，施工人员不能在施工现场对材料进行加水处理。此外，在不影响建筑工程进度前提下，混凝土结构施工中，混凝土结构拆模时间可适当延长，整体养护时间不能小于30天。而大体积混凝土结构施工中“温度裂缝”的控制关键点，在于混凝土材料配比合理性。
第五，砼后浇带的施工技术要点
后浇带是建筑工程中，为降低混凝土结构收缩、不均匀沉降、外部环境变化对建筑性能的不利影响。从而基础底板、梁、墙体等结构中，所预留的混凝土带。为确保该类混凝土结构的施工质量，后浇带砼中所用的外加剂、为膨胀剂，需结合建筑工程性质，严格控制其掺入量。同时在混凝土预应力结构中，确保后浇带内部的非预应力筋，为预应力筋本身的张拉、锚固预留空间，并在后浇带砼浇筑、振捣施工中，高度主要其密实度。
四、结语
综上所述，在我国各类施工技术中，基坑作为工程项目开展的基础性内容。在淤泥质条件下，进行狭长形深基坑的支护设计，落实开挖施工技术时，相关人员还应结合共享基坑开挖各项数据，从软基加固、支护结构设计、材料选取等方面，合理调控深基坑开挖方案。
参考文献：
[1]章润红，刘汉龙，仉文岗.深基坑支护开挖对临近地铁隧道结构的影响分析研究[J].防灾减灾工程学报，2018（5）：13-14.
[2]刘波明.深基坑支护施工技术探讨[J].冶金丛刊，2017（10）：1-2.
[3]张斌.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理[J].海峡科技与产业，2017（8）：66-67.
论文作者:廖新华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/13
标签：基坑论文; 混凝土论文; 狭长论文; 淤泥论文; 材料论文; 施工人员论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第28期论文;