江滿意

0 引言

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，更多的市政工程項(xiàng)目建設(shè)紛紛開(kāi)展，更加復(fù)雜的施工條件對(duì)深基坑施工造成了諸多困難和挑戰(zhàn)，因?yàn)槭姓こ添?xiàng)目施工環(huán)境的變化，以及對(duì)于工程施工建設(shè)的更高要求，需要優(yōu)化開(kāi)展市政工程深基坑施工。而結(jié)合當(dāng)前市政工程深基坑支護(hù)的施工情況來(lái)看，施工過(guò)程中難點(diǎn)依然存在，深基坑施工質(zhì)量的提升策略依然是當(dāng)前市政工程施工建設(shè)的重點(diǎn)，因此，有必要就如何做好市政工程深基坑施工進(jìn)行深入的研究與探討，實(shí)現(xiàn)市政工程施工質(zhì)量的提升。

1 市政工程深基坑施工的特點(diǎn)

市政工程深基坑施工具有自身特點(diǎn)。

第一，深基坑工程施工具有臨時(shí)性。結(jié)合當(dāng)前深基坑工程施工的實(shí)際情況來(lái)看，深基坑工程大多為臨時(shí)工程，安全儲(chǔ)備相對(duì)較小，造價(jià)相對(duì)較高，讓很多建設(shè)單位不愿投入大量的人力、物力、財(cái)力強(qiáng)化深基坑工程施工，導(dǎo)致深基坑工程施工面臨較大風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)生事故，往往造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響[1]。

第二，深基坑工程具有區(qū)域性特點(diǎn)。深基坑工程施工的區(qū)域性很強(qiáng)，不同地域的巖土性質(zhì)、地下水埋藏條件差別較大，讓深基坑工程施工過(guò)程中勘查所得數(shù)據(jù)的離散性差距較大，難以真正實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高精準(zhǔn)度，要求深基坑工程施工支護(hù)工作的開(kāi)展堅(jiān)持因地制宜，真正做到具體問(wèn)題具體分析，實(shí)現(xiàn)支護(hù)質(zhì)量的優(yōu)化與提升。

第三，深基坑工程施工具有綜合性特點(diǎn)。深基坑工程并非單一學(xué)科工程，而是一門交叉性學(xué)科，其中涉及土力學(xué)穩(wěn)定性課題，變形、滲流等其他結(jié)構(gòu)力學(xué)內(nèi)容，要求工程施工中將不同學(xué)科內(nèi)容融入其中，考慮施工的時(shí)空效應(yīng)和施工工藝的可操作性，充分認(rèn)識(shí)深基坑工程施工的綜合性，對(duì)工程施工的開(kāi)展予以高度重視。

第四，深基坑工程施工具有時(shí)空效應(yīng)特點(diǎn)?；拥姆€(wěn)定性和變形與基坑的深度、基坑平面形狀具有緊密關(guān)系，隨著基坑開(kāi)挖深度的加劇，深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)壓力日漸增強(qiáng)，并隨著時(shí)間的變化，蠕變將降低土體強(qiáng)度，造成基坑的穩(wěn)定性降低。因此，要結(jié)合具體的深基坑工程施工特點(diǎn)，從時(shí)空效應(yīng)考慮深基坑施工中的支護(hù)結(jié)構(gòu)變化，做好深基坑施工質(zhì)量的把控。

第五，深基坑工程施工具有環(huán)境效應(yīng)特點(diǎn)。深基坑工程施工會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境造成影響，這是深基坑工程施工的環(huán)境效應(yīng)具體體現(xiàn)?；娱_(kāi)挖過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致地下水位的變化，也會(huì)造成應(yīng)場(chǎng)力的改變，土壤中原有的天然應(yīng)力得以釋放，造成基坑周圍的建筑物出現(xiàn)不同程度的拉應(yīng)力，導(dǎo)致某些部位出現(xiàn)應(yīng)力集中，作為地基土體發(fā)生變化，相鄰的建筑物、構(gòu)筑物和市政管線產(chǎn)生不同程度的變化[2]。

2 市政工程深基坑支護(hù)的難點(diǎn)

2.1 降水排水處理不當(dāng)

降水排水是城市市政工程及深基坑支護(hù)工作面臨的首要問(wèn)題。市政工程深基坑施工需要做好降水排水處理，從某一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，只有做好降水排水處理才能真正實(shí)現(xiàn)市政工程質(zhì)量的提升。降水排水處理技術(shù)一旦應(yīng)用不當(dāng)，將會(huì)造成支護(hù)擋土結(jié)構(gòu)破壞，深基坑支護(hù)力量不足，降低地表承載力，致使深基坑施工過(guò)程中諸多安全問(wèn)題發(fā)生。從當(dāng)前市政工程深基坑工程支護(hù)施工實(shí)際情況來(lái)看，降水排水技術(shù)的應(yīng)用依然是工程施工建設(shè)的重點(diǎn)，加上當(dāng)前所采用的輕型或噴射井點(diǎn)等降水處理方式，容易導(dǎo)致市政工程降水排水難以達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，降水速度過(guò)快的情況下既容易導(dǎo)致地面沉降，也導(dǎo)致環(huán)境和水質(zhì)遭到嚴(yán)重破壞[3]。

2.2 施工結(jié)構(gòu)不盡合理

施工結(jié)構(gòu)是市政工程深基坑支護(hù)施工的重要組成部分，需要在支護(hù)施工過(guò)程中予以高度重視并強(qiáng)化管理。但就目前的施工情況來(lái)看，支護(hù)施工結(jié)構(gòu)依然存在一些問(wèn)題，其中一部分原因在于前期施工中現(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)有所不足，施工人員的專業(yè)性有所不足，未能就施工區(qū)域予以充分認(rèn)識(shí)，地下水位、土質(zhì)情況認(rèn)知不足，加上深基坑支護(hù)的時(shí)效效應(yīng)特點(diǎn)，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)難以滿足深基坑支護(hù)需要。另一部分原因是深基坑施工過(guò)程中，釘墻和錨桿作為常用技術(shù)，需要專業(yè)處理及協(xié)作，需要充分考慮土層結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生土質(zhì)殘留、處理不清的情況，就會(huì)導(dǎo)致后期注漿作業(yè)質(zhì)量下降，不僅影響施工質(zhì)量，而且會(huì)導(dǎo)致施工成本的浪費(fèi)。

2.3 圖紙施工準(zhǔn)確度偏差

不同深基坑支護(hù)施工有所不同，每一個(gè)深基坑支護(hù)施工都具有自身獨(dú)特性，要求深基坑支護(hù)施工過(guò)程中嚴(yán)格依照制作的圖紙進(jìn)行。深基坑支護(hù)施工圖紙往往經(jīng)過(guò)專業(yè)人員監(jiān)測(cè)、勘測(cè)、繪制而成，圖紙的繪制往往融入了對(duì)該區(qū)域的地形地貌、水文地質(zhì)、建筑環(huán)境等綜合考量，依照?qǐng)D紙施工才能保證深基坑支護(hù)施工的質(zhì)量。而結(jié)合當(dāng)前深基坑支護(hù)施工的實(shí)際情況來(lái)看，很多時(shí)候深基坑支護(hù)施工與圖紙的繪制存在一定偏差，主要因?yàn)楹芏鄷r(shí)候施工單位或施工人員對(duì)于圖紙的了解程度不夠，加上對(duì)于周邊環(huán)境、水文地質(zhì)、地形地貌了解不夠，深基坑支護(hù)專項(xiàng)計(jì)劃的科學(xué)性和實(shí)用性偏差，讓深基坑支護(hù)施工的穩(wěn)固性有所欠缺。

3 市政工程深基坑支護(hù)難點(diǎn)解決策略

3.1 做好降水排水施工

排水降水是深基坑支護(hù)施工中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題，降水排水不足將會(huì)影響深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐力，導(dǎo)致土質(zhì)結(jié)構(gòu)變化。為了更好開(kāi)展深基坑工程施工，支護(hù)施工過(guò)程中需要注意地下水的影響?；娱_(kāi)挖過(guò)程中，需要充分考慮地質(zhì)條件，詳細(xì)了解現(xiàn)場(chǎng)的施工位置，并在必要情況下建造排水溝和集水井，發(fā)揮排水作用，以降低地下水位。支護(hù)施工技術(shù)對(duì)于排水降水也會(huì)產(chǎn)生影響，需要做好支護(hù)施工技術(shù)更新，避免延續(xù)傳統(tǒng)抽水作業(yè)形式，應(yīng)用止水施工技術(shù)，保證基坑邊坡干燥，防止地下水沉降造成的基坑結(jié)構(gòu)變形，從而避免地下水滲透，達(dá)到更好的施工、排水、降水效果[4]。

3.2 合理施工結(jié)構(gòu)

深基坑支護(hù)施工包括多種類型，鋼板樁、深層攪拌水泥樁、自然放坡、土釘墻、灌注樁、地下連續(xù)墻、錨桿等都是其中重要類型和組合，不同的施工情況可以結(jié)合不同需要選擇應(yīng)用，精準(zhǔn)選擇最佳的支護(hù)結(jié)構(gòu)，保證施工的可靠性與牢固性。同時(shí)，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇還需要做好施工場(chǎng)地的勘察，充分考量基坑深度，充分研究水文地質(zhì)條件，綜合監(jiān)測(cè)降水排水條件，清晰了解附件環(huán)境、管線布局等，在這些基礎(chǔ)上再進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇，保證深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與深基坑施工的開(kāi)展相吻合，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)固性和牢固性[5]。

3.3 精準(zhǔn)圖紙施工

深基坑支護(hù)施工開(kāi)展需要保證與圖紙的一致性與精準(zhǔn)性，無(wú)論圖紙繪制，還是深基坑支護(hù)施工開(kāi)展，都需要保證環(huán)境的契合性，使深基坑支護(hù)施工滿足施工要求。首先，圖紙繪制前需要安排專業(yè)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)了解施工區(qū)域，對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行全面考察，科學(xué)收集相關(guān)數(shù)據(jù)。選擇深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)需要由施工單位安排專業(yè)人員進(jìn)行，堅(jiān)持實(shí)事求是的原則，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)基坑較深的區(qū)域則需要在圍護(hù)結(jié)構(gòu)前提下施工，做好排除處理，保證力學(xué)效果最佳，以實(shí)現(xiàn)更好的施工成效。

3.4 其他

市政工程深基坑支護(hù)施工除需要解決以上難點(diǎn)問(wèn)題外，還需要做好土釘支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。首先，土釘支護(hù)技術(shù)是對(duì)土丁和土體之間摩擦力的利用，在深基坑附近坡地利用土釘對(duì)土層起到固定作用。為保證土釘支護(hù)技術(shù)效果呈現(xiàn)，需要確定土釘墻施工位置，尤其拐角位置需要挖土施工法進(jìn)行放樣作業(yè)，以保證土體穩(wěn)固。施工單位還可通過(guò)分層法的運(yùn)用就溝槽進(jìn)行開(kāi)挖，并做好溝槽寬度的把控，一般情況下不超過(guò)6m，再依照施工設(shè)計(jì)進(jìn)行，避免出現(xiàn)超挖的情況。土釘制作時(shí)還需做好鋼管的適當(dāng)選用，在管內(nèi)打出梅花形孔洞，一般情況下，孔洞間距在300～500mm 之間。

完成上述步驟后，施工單位還需進(jìn)行注漿和拔管，于口部高壓注漿完成封口，此過(guò)程需要注意做好壓力恒定和工作流量的把控。深基坑土層挖掘完成后，施工單位還需對(duì)鋼筋網(wǎng)進(jìn)行噴射，一般情況下噴射厚度不超過(guò)100mm，如發(fā)生涌水則必須注漿封堵，避免水流對(duì)作業(yè)造成嚴(yán)重危害。

4 市政工程深基坑支護(hù)案例分析

4.1 工程概況

江蘇省徐州市預(yù)開(kāi)展一項(xiàng)市政公路快速改造工程項(xiàng)目，該項(xiàng)目的起始點(diǎn)為南崗立交（三環(huán)北路與三環(huán)西路交叉處），沿著當(dāng)?shù)豐322 國(guó)道老路向北，依次下穿鄭徐客專、夾北鐵路，于龐夾路北側(cè)起橋，與騰飛路交叉，跨越拾屯河后與時(shí)代大道交叉，沿老路穿越九里湖國(guó)家濕地繼續(xù)北上，跨越華美熱電公司專用鐵路線后，依次與振園路、人民路交叉，路線繼續(xù)向北，在彭城互通北側(cè)落地，下穿京臺(tái)高速后接現(xiàn)狀道路，終于京臺(tái)高速北側(cè)約440m 處，路線全長(zhǎng)約9.37km。在該公路改造項(xiàng)目中，某施工單位負(fù)責(zé)徐豐公路（涉鐵段）區(qū)域的改造施工。該施工地段位于江蘇省徐州市的港務(wù)區(qū)中心，按照施工設(shè)計(jì)方案的要求，起點(diǎn)里程為K3+015～K3+663，深基坑施工長(zhǎng)度為648m，施工范圍主要包括地面輔道道路、主線高架橋梁、輔道下穿主體工程、鐵路設(shè)備設(shè)施遷改工程、排水泵站工程。

4.2 深基坑支護(hù)施工

4.2.1 工程概況

該工程為徐豐公路快速化改造工程XFKSH-SG1 標(biāo)（涉鐵段），位于江蘇省徐州市港務(wù)區(qū)，如圖1 所示。

圖1 管道基坑支護(hù)方式

4.2.2 施工工藝及流程

施工圍護(hù)樁→澆筑冠梁→基坑開(kāi)挖前20 天降水→分層開(kāi)挖至第一道支撐以下0.5m →安裝第一道鋼支撐→分層開(kāi)挖至第二道支撐下0.5m →安裝第二道鋼支撐→分層開(kāi)挖至基底、混凝土墊層→施工底板與側(cè)墻防水層→地道底板施工及0.5～1.0m側(cè)墻→施工第二道支撐以下0.3m 側(cè)墻→拆除第二道鋼支撐→施工第一道支撐以下0.3m 側(cè)墻→拆除第一道支撐與冠梁→施工剩余側(cè)墻。

4.2.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁、抗拔樁及格構(gòu)柱樁施工

在本工程案例中涉及的輔道U 槽基坑和框架箱涵基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、U型槽及框架涵防浮結(jié)構(gòu)、基坑內(nèi)的格構(gòu)柱樁等施工活動(dòng)，均采用鉆孔灌注樁。其中，地面輔道U 槽段東西兩側(cè)采用單排φ1.2m鉆孔樁圍護(hù)，龐莊鐵路南北兩側(cè)采用雙排φ1.2m隔斷樁，鉆孔樁間距均為1.4m；框架箱涵基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用雙排φ0.8m樹(shù)根樁，間距1m；基坑內(nèi)格構(gòu)柱樁采用φ0.85m 鉆孔樁。在該工程中的U 型槽及框架涵防浮結(jié)構(gòu)均采用φ0.8m 鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)。側(cè)圍護(hù)樁、隔斷樁、抗拔樁、格構(gòu)柱樁均采用旋挖鉆機(jī)械成孔，采用長(zhǎng)護(hù)筒跟進(jìn)施工工藝；西側(cè)圍護(hù)樁采用正循環(huán)鉆泥漿護(hù)壁成孔，鋼筋籠縮短為6m 一節(jié)。

4.2.4 深基坑降水施工方案

通過(guò)降水及時(shí)疏干開(kāi)挖范圍內(nèi)土層的地下水，有效降低被挖土體的含水量，使其得以固結(jié)，提高土體強(qiáng)度和自穩(wěn)性，防止開(kāi)挖面土體失穩(wěn)、基坑涌水。

第一，坑內(nèi)疏干降水計(jì)算分析。為確?；禹樌_(kāi)挖，需降低基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)的土體含水量，本工程需要疏干基坑開(kāi)挖面范圍內(nèi)的潛水?；诂F(xiàn)有場(chǎng)地地質(zhì)條件和水文條件，并根據(jù)本工程基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)情況，本降水設(shè)計(jì)方案采用管井進(jìn)行基底以上和基底附近潛水的降水。

由于管井的特殊結(jié)構(gòu)，將土層中自由水充分吸取，匯集于管井之中，由管井內(nèi)水泵排出；同時(shí)土體由于自由水充分排出，在重力作用下，土體孔隙比減小，提高了土體強(qiáng)度，對(duì)工程施工安全和環(huán)境保護(hù)均十分有利。

開(kāi)挖至坑底施工底板時(shí)，在井點(diǎn)管位置設(shè)置底板泄水孔，然后拆除井點(diǎn)管，待頂板覆土后方可封孔，泄水孔每200m2設(shè)置一個(gè)。

根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，結(jié)合工程實(shí)際，采用基坑內(nèi)混凝土管井降水法施工，因承壓水對(duì)本工程施工影響不大，故不設(shè)降壓井。本基坑底以下主要為粉土夾粉至黏土和淤泥質(zhì)黏土層，滲透性較小，水位較低。井點(diǎn)埋設(shè)深度 L=h+6m（h-基坑深度）。管井成孔直徑800mm，井管采用600mm預(yù)制無(wú)砂管，地面以下 2m 范圍內(nèi)應(yīng)用粘土填實(shí)。采用 4～8mm 填礫作為濾水層，同時(shí)采用細(xì)砂窗網(wǎng)布包纏濾水管，防止砂粒流失。沉砂管長(zhǎng) 1m，在降水過(guò)程中，起砂粒的沉淀作用，下端用中心開(kāi)孔φ10mm 的 10mm 厚鋼板焊接封底，基坑施工期間保持坑內(nèi)水位在基坑底1m。

第二，基坑中集水井和集水溝設(shè)置。土方分層開(kāi)挖過(guò)程中，在基坑中間部位設(shè)置集水溝和集水坑，收集基坑側(cè)壁滲水和土體滲水，開(kāi)挖過(guò)程中截水溝尺寸400mm×300mm，從高處往低處排，在低處設(shè)置集水井，集水井尺寸400mm×500mm×800mm。集水井水通過(guò)潛水泵抽排出基坑外，然后排入雨水排水管網(wǎng)。開(kāi)挖至基坑底后，在基坑底部設(shè)置集水溝和集水井，收集基坑側(cè)壁和土體滲流水，坡道位置的集水溝順著坡道流向基坑低處，平直段集水溝坡度按0.3%設(shè)置，集水溝尺寸200mm×300mm；墊層施工前集水溝內(nèi)鋪填中粗砂，集水井內(nèi)保證能進(jìn)行正常抽排水，底板結(jié)構(gòu)施工時(shí)將集水井內(nèi)水抽干后填入200mm 中粗砂后立即進(jìn)行底板混凝土澆筑。

5 結(jié)論

深基坑支護(hù)施工技術(shù)對(duì)于市政工程建設(shè)質(zhì)量具有重要影響和作用，也是市政工程建設(shè)優(yōu)化所需要考慮的重要內(nèi)容。雖然相比較前些年，深基坑支護(hù)施工質(zhì)量已經(jīng)得到極大程度的提升，但其中存在的問(wèn)題以及施工難點(diǎn)依然是深基坑施工檢查工作需要考慮的重要內(nèi)容，做好支護(hù)施工開(kāi)展，強(qiáng)化支護(hù)施工策略，做好降水排水施工、合理支護(hù)施工結(jié)構(gòu)、精準(zhǔn)圖紙施工才能從根本上保障深基坑支護(hù)效果與預(yù)期相吻合，讓深基坑支護(hù)施工結(jié)構(gòu)和力量滿足工程施工建設(shè)需要。隨著人們對(duì)于深基坑工程支護(hù)施工的關(guān)注和重視，深基坑工程支護(hù)施工質(zhì)量將會(huì)得到質(zhì)的飛躍。