馮 偉，盧 昆，余 婷

（三峽綠色發(fā)展有限公司，北京 100000）

在城鎮(zhèn)區(qū)域，市政工程項目溝槽基坑施工時，常常受到場地、鄰近建筑物和地下管線等因素的影響，沒有足夠的空間安全放坡。為保證基坑的穩(wěn)定性并控制位移，需要選擇完善的開挖支護系統(tǒng)，以確保施工的順利進行[1]。采用不同的開挖支護系統(tǒng)，對施工的安全、進度、造價等方面有著不同的影響。筆者所在的長江大保護項目管道溝槽施工時，在不具備放坡條件的區(qū)域，主要使用了鋼管樁支護和逆作法兩種支護系統(tǒng)，兩種支護體系有著各自的適用條件和支護效果，為了能夠在選擇支護體系時以最經(jīng)濟的方式取得最優(yōu)支護效果，本文以萬盛中心城區(qū)南桐鎮(zhèn)的雨污分流項目為研究對象，對這兩種支護體系從技術(shù)和經(jīng)濟兩方面進行了分析對比。

1 鋼管樁施工工藝及技術(shù)分析

1.1 鋼管樁護壁施工的工藝

鋼管樁支護的溝槽施工工藝為:鋼管樁支護采用φ152×5鋼管、間距0.5 m，圍檁采用HW175×175×7.5×11的鋼圍檁焊接于鋼管樁上，橫撐采用φ152×5鋼管，撐腳可調(diào)節(jié)、間距2 m，托架采用10槽鋼、間距2 m，防止支撐脫落鋼絲繩采用10#鋼絲繩φ10支架鋼筋，對應(yīng)橫向鋼管支撐位置設(shè)置10 mm厚鋼板加勁助。鋼管樁采用鉆機鉆孔打入鋼管樁的方式施工，引孔直徑為180 mm，鋼管樁拔出后，原孔位采用C20細石混凝土回填，基坑回填后鋼管樁應(yīng)回收。開挖深度至1.0 m左右深度時施工第一道橫撐，其兩側(cè)通過H形鋼可調(diào)節(jié)撐腳（腰梁）與鋼管樁焊接牢固，并用圍檁支撐牢固后方可繼續(xù)向下挖掘，隨后挖土與橫撐應(yīng)交替進行（圖1）。

圖1 鋼管樁支護斷面圖（注：溝槽開挖深度小于等于3 m）

1.2 采用此種工藝的技術(shù)特點

鋼管樁支護工藝適用于素填土層、粉土層、粉質(zhì)黏土層、全風(fēng)化層、強風(fēng)化層、中風(fēng)化層等土層，采用此種工藝施工速度較快，對城市區(qū)域快速施工，快速恢復(fù)道路有利，適用于開挖深度小于3 m以內(nèi)且土質(zhì)整體良好，無大量松軟土層區(qū)域的溝槽支護，不適用于建渣回填區(qū)域，在部分建渣回填區(qū)，則會出現(xiàn)鋼管樁樁間因松軟垮塌，支護效果不理想的不利情況。由于此種工藝需要先進行鉆孔，噪音大，因此，對居民生活影響較大，對周邊構(gòu)筑物形變也有一定的影響。在地下復(fù)雜環(huán)境區(qū)域施工時，如燃氣、通信、電力等綜合地下管線位置不明或位于鋼板樁施工范圍之內(nèi)容易造成管線破壞的，還需提前進行精準物探[2]。

1.3 經(jīng)濟性分析

為了對鋼管樁支護體系的溝槽施工造價進行研究，我們在萬盛中心城區(qū)南桐鎮(zhèn)雨污分流項目中選取一段溝槽進行研究，兩座工作井中間長度為50 m，需要進行溝槽施工，該處溝槽深度為3 m,安裝管道為管徑DN400 mm的HDPE雙臂波紋管，由于溝槽深度小于3 m,僅做一道橫撐，溝槽寬度B為400 mm+2×400 mm=1200 mm。為了與逆作法護壁支護體系的經(jīng)濟對比分析，本次研究段僅考慮溝槽開挖和支護部分，不考慮底板混凝土；不考慮路面拆除與恢復(fù)工程量；土方回填不考慮松鋪系數(shù)，不考慮土方余方棄置。

溝槽土方的回填，根據(jù)設(shè)計參數(shù)，管徑為DN400的管道三角區(qū)厚度H1為100 mm,管道基礎(chǔ)兩側(cè)工作寬度為400 mm，主要工程量計算如表1。

表1 鋼管樁支護體系主要工程量

根據(jù)以上工程量，依據(jù)重慶市市政工程計價定額（2018）和重慶市房屋建筑與裝飾工程計價定額（2018）進行組價，通過工程造價軟件進行套價計算，為對比方便，組價僅考慮分部分項工程費，不考慮其他費用，套價后結(jié)果如表2。

表2 鋼管樁支護體系組價

經(jīng)過組價計算，開挖長度為50 m，深度為3.0 m的溝槽，當(dāng)采用鋼管樁支護體系時，費用合計約為289 402.89元。使用該支護體系的單價約為5 788元/m。

2 逆作法護壁施工工藝及技術(shù)分析

2.1 逆作法護壁的施工工藝

逆作法護壁即采用鋼筋混凝土進行溝槽支護。溝槽支護開挖包含鎖口、護壁和橫撐。鎖口、護壁和橫撐隔墻采用C30混凝土現(xiàn)澆，需要跟隨溝槽進度及時進行護壁澆筑，每一循環(huán)推薦開挖深度為1.0 m。每層護壁的豎向鋼筋在底部多預(yù)留15 d,作為與下一層護壁鋼筋的錨固段。

混凝土厚度及鋼筋布筋方案為：鎖口寬800 mm厚300 mm，鋼筋采用HRB400-12、16的鋼筋；護壁厚300 mm鋼筋采HRB400-12@150 mm雙層雙向，拉筋采用HPB300-8@300 mm×300 mm，搭接長300 mm焊接錨固；底板厚300 mm鋼筋采用HRB400-12@150 mm雙層雙向，其中，橫撐隔墻鋼筋配置同護壁（圖2）。

圖2 逆作法支護斷面圖及護壁配筋圖

2.2 采用此種工藝的技術(shù)特點

采用逆作法護壁適用于各類土層。由于使用了鋼筋混凝土進行支護，此種支護為剛性支撐，穩(wěn)定性好，適用于3 m及以上溝槽開挖的支護，對周邊環(huán)境影響較小，施工噪音小。此種施工方法工藝簡單，無需鉆機入場，設(shè)備投入簡單。施工時地下管線能夠有效避讓和保護，可做到隨挖隨保護。但由于護壁結(jié)構(gòu)需要砼和鋼筋，材料消耗大，機械使用率低，一定程度增加了成本。同時地下管線復(fù)雜段施工效率低，由于需要做模板支撐，在施工相同管徑管道時，溝槽開挖寬度要比鋼管樁支護寬，土方工程量也相對較大，占用地下空間[3]。

2.3 經(jīng)濟性分析

同樣還是選取一段采用逆作法護壁的溝槽進行研究。兩座工作井中間長度為50 m，該處溝槽深度為3 m,安裝管道為管徑DN400 mm的HDPE雙臂波紋管，根據(jù)施工方案，做兩層護壁，則溝槽寬度B為400 mm+2×400 mm=1200 mm。不考慮路面拆除與恢復(fù)工程量，土方回填不考慮松鋪系數(shù)，僅考慮溝槽開挖和支護部分。設(shè)計方案要求橫隔墻下部開孔高度滿足管道施工及安裝需求，橫隔墻間距根據(jù)管道長度進行調(diào)整，最大中心間距不超過6.5 m。本次研究段橫隔墻高度為2 m,下部預(yù)留1 m管道作業(yè)空間，間距按6.5 m設(shè)置，則50 m溝槽中間設(shè)置橫隔墻7道。主要工程量計算如表3。

表3 逆作法支護體系主要工程量

通過軟件進行套價計算，套價后結(jié)果如表4。

表4 逆作法支護體系組價 （單位：元）

經(jīng)過組價計算，開挖長度為50 m，深度為3.0 m的溝槽，采用逆作法護壁支護時，費用合計約為272 869.41元。使用該支護體系的單價約為5 458元/m。

3 結(jié)語

當(dāng)溝槽開挖在不采用開挖放坡的情況下，采用鋼管樁支護工藝雖成樁快、施工簡便，但引孔機具所需圍擋占地較寬，噪音大，引發(fā)施工區(qū)域周邊居民大量投訴，且萬盛地區(qū)目前現(xiàn)狀路基填料以建渣、塊石居多，樁間臨空面垮塌較多，臨空面封閉效果不佳，支護效果差[4]。采用逆作法支護剛度大，變形小，安全系數(shù)高，有利于對臨近建構(gòu)筑物的保護，圍擋占用面積較小，對周邊交通影響較小。支護墻形成后，管道后續(xù)檢修方便[5]。巖層、土質(zhì)較好的路段可取消最后一層護壁。經(jīng)濟性方面，在相同溝槽深度情況下，采用逆作法護壁支護每米造價略低于鋼管樁支護，采用逆作法護壁支護，每米造價相對于鋼管樁支護造價節(jié)省330元。