摘要：本文以宜春市武功山大道地下綜合管廊施工為例，詳細闡述了在周邊建（構(gòu)）筑物眾多、地質(zhì)條件復雜情況下的管廊深基坑安全支護方案，以供類似復雜條件下深基坑支護方案進行借鑒。

Abstract： This article takes the construction of the underground comprehensive pipe gallery of Wugongshan Avenue in Yichun City as an example， and elaborates the safety support plan of the pipe gallery deep foundation pit under the circumstances of numerous surrounding buildings （structures） and complex geological conditions to provide reference for the deep foundation pit support scheme under the similar complexities conditions.

關鍵詞：地下綜合管廊;基坑支護;拉森鋼板樁;混凝土灌注樁;變形監(jiān)測

Key words： underground comprehensive pipe gallery;foundation pit support;Larsen steel sheet pile;concrete cast-in-place pile;deformation monitoring

中圖分類號：TU753.8??????????????????????????????????? 文獻標識碼：A????????????????????????????????? 文章編號：1006-4311（2020）28-0129-03

0? 引言

城市綜合管廊通常建設于既有城市主干道之下。管廊施工具有基坑深大、施工場地狹小、周邊道路及既有建筑密集、地質(zhì)條件復雜、施工安全要求高等特點。故采用科學有效的基坑支護方案無疑對于確保施工安全，周邊道路及既有建（構(gòu)）筑物的使用安全是尤其重要的。本項目通過宜春市武功山大道的地下綜合管廊施工為例，對于復雜施工條件下采用灌注樁、拉森鋼板樁及內(nèi)支撐等綜合基坑加固方案，及基坑監(jiān)測方案進行了詳細的闡述，以為城市綜合管廊的深大基坑支護方案提供參考。

1? 工程簡介

本項目地下綜合管廊位于宜春市城南片區(qū)，呈南北走向，位于武功山大道右幅非機動車道下方，采用單倉形式，管廊設計總長1.72km。起點為環(huán)城南路K0+800，終點為跨袁河大橋南橋頭（K2+520）。綜合管廊結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)，標準斷面尺寸4.1m（寬）×4m（高），管廊覆土埋深約3.2～5.6m。根據(jù)勘探揭露，表層為雜填土（Q4ml），層厚平均為3.37m;以下為淤泥（Q4l）：呈黑灰色，流塑，飽和。以粘粒為主要成份，混夾大量有機質(zhì)，表層可見植物根系，略有腐臭味，層厚0.2～8.6m;下層為礫質(zhì)粘性土（Q4al）：以粘粒為主要成份，夾少許礫石，干強度中等，層厚1.80～25.80m;管廊的承力層為強風化碳質(zhì)頁巖（P1x）：呈灰黑色，變余砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，土體裂隙較為發(fā)育，巖芯呈碎塊土狀，為巖體破碎的極軟巖，用手輕易折斷，層厚在0.80～22.00m之間。管廊外側(cè)邊緣距線路中心位置19.7m，距道路紅線10.3m，右側(cè)房屋拆遷后距管廊外側(cè)邊緣距離如表1。

2? 基坑支護方案選用

根據(jù)不同的基坑深度、跨度、工程地質(zhì)及周邊建（構(gòu)）筑物情況，對多種基坑支護方案在技術可行性、安全可靠性及經(jīng)濟合理性等多方面進行評估，并對支護方案進行承載力學驗算，最終采用了如下的幾種基坑支護方案：

2.1 鋼板樁支護

2.1.1 鋼板樁支護+1道內(nèi)支撐（K0+800～K2+175）。

2.1.2 鋼板樁支護+2道內(nèi)支撐（K2+175～K2+280），如圖1所示。

為加強鋼板樁支護的整體剛度，沿鋼墻全長設置腰梁，腰梁采用I40c工字鋼與[40c槽鋼制作，與鋼板樁點焊連接;內(nèi)支撐采用？準609×16鋼管，4m一道，與腰梁可靠連接。

2.2 鉆孔灌注樁支護? 在碧桂園小區(qū)位置（K2+280～+520），基坑較深，離碧桂園小區(qū)房屋較近，采用鉆孔灌注樁支護的形式，樁徑80cm，樁長12m，樁間距1m，灌注樁外設高壓旋噴樁止水帷幕。樁頂設1.2×0.8m鋼筋砼冠梁，冠梁處設置1道？準609×16鋼管水平內(nèi)支撐，水平撐間距4m一道，與灌注樁組成可靠支撐，如圖2所示。

3? 基坑支護及基坑開挖關鍵技術

3.1 鋼板樁施工

3.1.1 檢驗鋼板樁? 檢查進場鋼板樁的質(zhì)量，檢查的主要內(nèi)容包括樁長、樁寬、板厚、表面缺陷、樁體平直度、鎖口形狀和樁端矩形比等。不符合要求的鋼板樁嚴禁使用。

3.1.2 鋼板樁的吊裝及堆放? 采取兩點法起吊鋼板樁，不宜同時吊卸太多鋼板樁，并確保裝運時不損壞鎖口。鋼板樁堆放在平整堅固的地面上，避免地面承載過重而下沉。堆放場地要便于運往施打現(xiàn)場。分層堆放鋼板樁，在地面上及層間每距3～4m加墊枕木，各層間墊木布設在相同鉛垂線上。堆放層數(shù)不宜多于5層，且堆放總高度控制在2m以內(nèi)。

3.1.3 施打鋼板樁? 采取單獨打入法施打鋼板樁。即吊立第1根鋼板樁，準確對位后振動打入土中至設計深度。然后吊立第2根鋼板樁，卡入第1根鋼樁的企口，振動沉樁法入土。按上述操作順序施打完所有鋼板樁。當因摩擦阻力過大無法打入時采用旋挖鉆機引孔至設計深度，回填中粗砂密實后再打入鋼板樁。合攏寬度不是鋼板樁標準寬度時，合攏處采用異形鋼板樁或是調(diào)整支護軸線使合攏處可用標準樁實現(xiàn)閉合。采取魚尾板焊接法接長長度不足的鋼板樁，相鄰樁的接頭需錯開1m以上，且宜間隔布設。

3.1.4 腰梁施工? 為加強鋼板樁支護的整體剛度，沿鋼墻全長設置I40c工字鋼與[40c槽鋼制作的腰梁，與鋼板樁點焊連接;內(nèi)支撐采用？準609×16鋼管，4m一道，與腰梁按設計圖紙要求進行可靠連接。鋼板樁及腰梁施工完成后，采用C30細石混凝土對鋼板樁腰梁范圍內(nèi)進行填充。

3.1.5 鋼支撐吊裝? 根據(jù)鋼支撐不同長度，配用相應長度的活動端和固定端，中間采用標準節(jié)段，節(jié)段端部設置法蘭盤，用高強螺栓聯(lián)接，節(jié)段間的空隙采用鋼楔塊墊塞緊密。支撐先在地面按長度整根拼接后，采用16t汽吊吊裝。進行鋼管支撐中心線偏差調(diào)整，確保鋼支撐的安裝精度符合要求后，方可施加軸力。

3.2 混凝土樁施工

3.2.1 混凝土樁施工? 砼樁嚴格按設計要求的長度、樁徑和位置等要求進行施工，嚴控施工質(zhì)量。

3.2.2 冠梁施工? 冠梁采用1200×800mm斷面，C30鋼筋砼澆筑。澆筑冠梁前測量支護樁樁頂標高，按設計高度進行支護樁樁頭的鑿除。完成冠梁模板安裝后，檢查模板平面位置、垂直度、標高、拼縫處理及縱、橫向支撐的穩(wěn)定性。合格后方可澆筑砼。冠梁一次澆筑、振搗成型，砼強度達到2.5MPa后拆模，覆蓋土工布灑水保濕養(yǎng)護7d以上。

3.2.3 鋼管內(nèi)支撐施工? K2+280～K2+509段229m采用Φ609×16mm鋼管內(nèi)支撐，與冠梁上的預埋鋼板直接連接。

3.3 基坑降水? 采用大口井降水進行管廊基坑的降水，并于坑內(nèi)設置排水溝和集水井排水。通常在開挖該段基坑土石方前15～20d開始降水。小流量高揚程抽水機進行地下水的抽排，注意控制抽排速度，使地下水位低于基坑50cm。

3.4 基坑土石方開挖? 基坑采用反鏟挖掘機分層開挖，開挖中隨時修筑好縱坡，保障支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。對于基坑邊角和支護樁附近，因機械無法操作，采用人工開挖，并將松土清至挖掘機作業(yè)半徑內(nèi)，以利挖掘機取走。

基坑土石方開挖嚴格按“自上而下、豎向分層、縱向分段、及時支護、嚴禁超挖”要點進行，每次開挖高度控制在3m以內(nèi)。并遵循邊施工邊監(jiān)測的原則，嚴禁無序大開挖，采取信息法施工，確?；影踩?。

因基坑內(nèi)設置內(nèi)支撐，局部基坑土方開挖受影響，為盡量減少基坑支撐對土方開挖的影響，基坑土方采取退挖的施工方式，即先挖除基坑土方至第1道內(nèi)支撐以下50cm，安設第1道內(nèi)支撐，然后再開挖內(nèi)支撐下方土體;對于僅設1道內(nèi)支撐支護的基坑，采用退挖的方法開挖至基坑底面以上30cm，再采用人工清底及整修;對于設2道內(nèi)支撐的基坑，開挖至第2道內(nèi)支撐以下50cm，當沿基坑縱向每安設1根第2道內(nèi)支撐（4m間距），隨即利用挖機長臂伸進內(nèi)支撐底部開挖4m，依次完成內(nèi)支撐支護及土石方開挖。

3.5 支護系統(tǒng)拆除? 進行內(nèi)支撐鋼管拆除前，采用1臺汽吊于兩端頭處輕托內(nèi)支撐，用千斤頂在活動端施力取出鋼楔塊，解除內(nèi)支撐兩端與支護的聯(lián)結(jié)，然后千斤頂緩慢卸載，最后吊出鋼支撐。內(nèi)支撐吊出后再拆除腰梁。拆除時要避免預應力瞬時釋放而導致支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形和開裂。采用振動錘拔出鋼板樁，拔樁順序與打樁順序相反。當樁體引拔阻力過大時，采用間歇振動法拔樁。需及時回填拔樁后的樁洞?；炷凉诹杭盎炷翗段挥谠O計道路路床以下，通常不用拆除。因特殊原因需拆除的部分用破碎錘將其破除，破除粒徑小于30cm以下，隨后將其作為回填料進行回填。

4? 基坑監(jiān)測

4.1 監(jiān)測項目? 根據(jù)基坑支護特點及《建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范》（GB50497-2009）要求，監(jiān)測項目主要有：支護樁（坡）頂部水平位移;支護樁（坡）頂部豎向位移;基坑底部隆起變形;基坑周邊地下水位監(jiān)測;基坑周邊地面最大沉降;周邊地表裂縫;周邊建筑物沉降;周邊建筑物傾斜;內(nèi)支撐軸力。

4.2 監(jiān)測相關規(guī)定

4.2.1 基坑監(jiān)測點? ①支護結(jié)構(gòu)的水平、垂直位移監(jiān)測：監(jiān)測點沿管廊基坑兩側(cè)布設，監(jiān)測點布設在基坑陽角外、中部。監(jiān)測點布設距離不宜超過20m，且每邊布設不少于3個監(jiān)測點。②基坑周邊地表沉降監(jiān)測：監(jiān)測點沿管廊基坑兩側(cè)布設，間距按5m。③降水監(jiān)測：施工場地周邊每50m設置1口監(jiān)測井，深度不小于基坑深度+2m。④軸力監(jiān)測：水平內(nèi)支撐端部。

4.2.2 監(jiān)測預警值? 按規(guī)范及設計要求設定監(jiān)測預警值。在施工中對周邊土體沉降變形情況、坑底涌水隆起情況及周邊建筑物變形情況進行監(jiān)控，相關檢測項目變形總量及變形速率之一達到預警值時，或者出現(xiàn)異常及危險情況時，立即停工，采取有效措施予以處理，保證基坑結(jié)構(gòu)、周邊建筑物及設施安全。

4.3 監(jiān)測結(jié)果? 根據(jù)基坑支護結(jié)構(gòu)本體、位移、周邊地表及建筑沉降數(shù)據(jù)結(jié)果整理列表匯總并繪出相應水平位移曲線圖、沉降過程曲線圖，并對數(shù)據(jù)進行處理、反饋或回歸分析，以推算位移變化規(guī)律和預估最終位移，評估支護系統(tǒng)安全狀況。本項目選取了支護結(jié)構(gòu)6處典型斷面的水平位移時間-位移曲線如圖3所示，期間監(jiān)測得的支護結(jié)構(gòu)最大水平位移僅為21.2mm，遠小于規(guī)范允許的最大值，表明本項目所采用的基坑支護系統(tǒng)是安全穩(wěn)固的。

5? 支護承載檢算

管廊基坑最大開挖深度為11.8m，按二級基坑。依據(jù)《國家行業(yè)標準—建筑基坑支護技術規(guī)程（JGJ120-2012）》對基坑支護結(jié)構(gòu)進行設計計算。

5.1 計算參數(shù)及方法? 鋼板樁抗彎截面模量：1816000mm3，抗彎強度設計值：380MPa;水土計算（分算/合算）方法：按土層分/合算;水壓力計算方法：靜止水壓力，修正系數(shù)：1.0;主動側(cè)土壓力計算方法：朗肯主動土壓力，分布模式：三角形，調(diào)整系數(shù)：1.0，負位移不考慮土壓力增加;被動側(cè)基床系數(shù)計算方法：“m”法，土體抗力不考慮極限土壓力限值;墻體抗彎剛度折減系數(shù)：1.0;整體穩(wěn)定計算方法：瑞典條分法。

5.2 計算結(jié)果（表2）

6? 結(jié)束語

本項目綜合管廊沿線緊鄰周邊眾多的重要建（構(gòu)）筑物，地質(zhì)情況復雜，工程地質(zhì)條件差，且為深大基坑。本項目根據(jù)不同的施工實際情況，分別采用了拉森鋼板樁、灌注樁加設1～2道內(nèi)支撐的基坑防護方式。施工結(jié)果表明在技術可行性、經(jīng)濟合理性及施工簡便性等方面均取得了良好的效果，給類似深基坑的支護提供了借鑒作用。

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作者簡介：王海兵（1985-），男，甘肅涇川人，畢業(yè)于中南大學，研究方向為工程技術橋梁與隧道。