[关键词] 深基坑、周边管线、保护措施、复张
1、前言
随着建筑业的不断发展，特别是中国在近10年的经济高增长的背景下，高层及超高层建筑随处林立，与之相应的是深基坑工程越来越多，对深基坑设计和施工的要求越来越高，也带来了对深基坑周边既有建筑物、道路和地下管线（给排水管线、电缆管线、燃气管线、通讯管线）的保护研究。但因工程及周边环境的不同，保护措施也不尽相同。现根据苏州科技城科技服务区一区项目的深基坑工程实例，从设计及施工方面浅析对大直径管线的保护措施。
2、工程概况
本工程位于苏州高新区太湖大道和锦峰路交界处,建筑面积168025.85m2，地下2层,地上21层，其±0.000m相当于85高程+4.100m，自然地面约-1.100m，以下标高均为相对标高；基坑围护周长约780m，基坑面积约3.59万m2，基坑边大面积实际开挖深度约为8~9.7m，局部地区开挖深度为10.7m。
基坑支护体系主要采用钻孔灌注桩+拉锚支撑支护体系,D850@1050灌注桩（部分区段采用D900@1100灌注桩），局部采用D850@1050双排桩、D800@1000悬臂桩和土钉墙支护；止水帷幕采用D650@900三轴深层搅拌桩。根据管线探测报告和现场实际探测，沿工程西侧、北侧分别有Φ0.4m、Φ1.2m自来水供管，深基坑开挖对其安全性存在重大隐患；其余管线根据现场情况评估，深基坑开挖对其影响不大（其余管线见下调查表）。
3、深基坑开挖对自来水管的影响分析
深基坑开挖势必产生土体和围护结构变形、地下水位变化，从而造成管线位移，如果该位移达到一定的变形量，管线将遭到破坏，而大直径自来水管的本身特性（压力大、流量大），一旦漏水或断裂，将急剧改变土的物理力学特性，使土体湿化、基坑失稳，对基坑安全基本可以说是“灾难性”的。结合本工程周边管线情况，对自来水管的保护为重中之重。
根据本工程结构设计要求，自来水管范围内基底标高为-9.6m（底板）、-10.5m（承台、地梁），基坑实际开挖深度约9.4m。经各方协调，Φ0.4m自来水管在基坑施工阶段可暂停供水，从而基本消除了基坑开挖对该管线的安全隐患；而Φ1.2m自来水负责高新区约三分之一的供水任务，完全不具备迁移或停供等可能性，因此对该管线保护的设计及施工提出了较高要求，Φ1.2m自来水供管与基坑关系如下图1（埋深均约2.5m）：
本工程基底土层为1粉质粘土夹粉土，灰色，软、流塑，韧性、干强度中低；Φ1.2m
4、设计、施工保护措施
考虑该自来水管对深基坑开挖及地下室施工安全、高新区用水和社会影响的重要性，业主组织了基坑支护设计及施工两次论证、多次专题会议。为避免确保基坑安全而盲目加固，从而无谓增加造价，论证要求满足技术先进、方便施工的同时兼顾了经济合理，论证结果为：（1）、设计方面适当对土层性能折减，增加该部位的安全储备；（2）、整个基坑施工分区施工，先施工非管线区域，该区域各阶段的监测值及时提供设计单位，评估监测值与理论值的关系，决定是否采取加强措施；（3）、严控施工顺序和质量：开挖顺序、分层分段开挖、排水布置、支护体系施工质量保证；（4）、增加监测频率；（5）、做好应急准备。
5、过程实施及分析
5.1设计调整，增加安全储备
1）第一、第二排斜锚桩间距由3m调整为2m；第二排斜锚桩角度由30°调整为45°，长度由24米调整为26米，以确保进入1粘土层， 从而加强锚固端。
2）斜锚桩内置4-Φ15.2钢绞线调整为6Φ15.2钢绞线, 斜锚桩预应力锁定值由原来的150KN加至250KN，以减小围护结构水平位移。
3）坑内高压旋喷加固体顶标高由-10.65调整为-9.05m，主要增加被动土刚度。
4）设计调整对比图2、3：
5.2施工措施
1）分段分层开挖、分块浇筑：严格按土方开挖方案施工，做到分段分层施工。
2）基坑支护体系施工严格按图纸及方案施工，项目部及监理部全程旁站。
3）前期施工范围监测值反映坡顶表层土体位移存在局部较大，超报警值。经分析，因表层土为近期回填土，加之正值雨季，造成表层土土体向基坑滑移，从而土体下沉。其它区域未有大直径管线等，表层土体的位移对基坑支护体系影响有限，而自来水管线一侧土体位移将直接影响该管线安全，故采取了在管道靠基坑侧注浆，以固结回填虚土，以减小土体的位移。
4）前期施工范围存在局部渗点，因粉质粘土特性，渗点发展过程为：局部湿迹或渗漏→水流增大→流砂（由少到多）→坡顶滑移、沉降加大→锚桩内力增加→冠梁位移加大。
而该管线涉及区域在三轴搅拌桩止水帷幕施工过程中存在较多地下障碍物，特别是西北角在标高-6.0~-8.0m有36根Φ200遗留管线横穿支护体系，造成施工难度加大且冷缝现象，虽按冷缝处理方式进行了处理，该范围仍存在渗漏的可能性较大，为避免开挖后因渗漏对基坑的影响，施工方对该区域沿三轴搅拌桩提前进行了双液注浆，注浆深度为基底以下1米，降低了该区域渗漏的可能性。
5）因第一排斜锚桩早已施工完毕，考虑应力损失对基坑变形的影响，对第一排斜锚桩进行复张，锁定值同原设计，以确保第一排斜锚桩满足要求。
6）考虑到底板浇筑后至回填土的时间段内基坑将持续变形，在楼层设置传力带，同时加快施工进度，尽早基坑回填。
7）施工期间，做好表层裂缝的及时封堵，做好雨水的及时排放工作。
5.3监测措施
1）增加监测频率：该区域由原来每天一测增加到每天两测，雨后监测一次；遇大雨、基坑变形突然变大等特殊情况时加密监测。
2）直接监测：原先监测点采用深埋于土内（管线上方），监测土体沉降和位移从而推断管线变形，后改为监测点部位明挖后监测构件直接布置在管线上，直接监测管线变化。
5.4应急措施
1）坑外布设管井：在坑外布设12口管井，在涌砂且堵漏效果不佳的情况下抽水，即使水位下降，也可避免土体流失，减小沉降变形。
2）做好应急预案，配备应急物资。
6、效果
采取以上一系列措施后，效果明显，具体为：
1）分段施工：有效地减小了长边效应对基坑变形的影响；
2）提前采取双液注浆：注浆后未出现湿迹和渗漏情况，有效地预防了因渗水导致土体变形 对管线的影响；
3）加快施工进度，增加楼层传力带：有效地减小了基坑变形的累计值；
4）调整斜锚桩的长度和改变进入土层，有效减小了蠕变效应；
5）各项监测值均正常，未出现报警情况，具体监测值见下表：
7、结语
本工程自实施以上措施以来，有效的解决了深基坑施工对大直径自来水管的保护问题，提高了施工质量及安全，从而间接保证了经济效益和社会效益。本文通过对大直径自来水管特点描述、对其保护措施控制要点的分析和总结，可以为深基坑开挖对周边管线保护措施提供有益的参考，希望能为进一步完善、发展深基坑开挖对周边管线的保护措施做出贡献。
论文作者:马超
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年19期
论文发表时间:2019/12/5
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