河涌整治項(xiàng)目中基坑施工技術(shù)探究

佛山市德安水電安裝工程有限公司 廣東佛山 528000

摘要：城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市工業(yè)迅速興起，使某些地區(qū)地區(qū)城市河涌水污染問題日益嚴(yán)重，河涌治理迫在眉睫。因此本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)河涌治理項(xiàng)目中基坑施工工藝進(jìn)行了深入探究，針對(duì)工程的地質(zhì)情況，分析了基坑開挖時(shí)混凝土管樁水平位移和管樁斷裂的原因，并且提出了相應(yīng)的施工處理方案。

關(guān)鍵詞：河涌治理；基坑；施工工藝

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，大量污染物排放于城市河涌，，由于監(jiān)管的不足和污水處理設(shè)施建設(shè)的相對(duì)滯后城市的生態(tài)環(huán)境組成當(dāng)中，最重要的部分就是河流，其能對(duì)城市當(dāng)中的物種的多樣化、景觀的多種化、抗洪、供水等各個(gè)方面的使用起到了非常重要的作用。然而，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快及工業(yè)的興起，河涌（城市河流）兩岸工廠、農(nóng)業(yè)、居民生活產(chǎn)生大量的污水和大量的污染物排放進(jìn)河涌，導(dǎo)致城市河涌受到嚴(yán)重的污染，治理河涌勢(shì)在必行。可是，在河涌治理工程施工時(shí)，混凝土管樁容易出現(xiàn)水平位移和斷樁等問題，因此本文主要結(jié)合實(shí)例對(duì)河涌整治工程中基坑的施工工藝進(jìn)行了探討。

1 工程概況

某河涌總長(zhǎng)582m，片石的擋土墻分別于河涌?jī)蛇叄疫厯跬翂Ω?.0m，左邊為3.1m，上口的寬19.3m，擋土墻頂面是198mm厚鋼筋混凝土壓頂，寬1m。每隔18.9m設(shè)一道沉降縫，兩岸擋土墻之間凈寬10m。擋土墻基礎(chǔ)是Φ300混凝土管樁基礎(chǔ)，管樁上為L(zhǎng)型的鋼筋混凝土承臺(tái)，承臺(tái)下為100mm厚混凝土墊層。河涌中間拋片石8m寬、0.8m厚，片石上面回填土0.3m厚。河涌?jī)砂哆吰落伷龌炷林膊荽u并植草，左側(cè)護(hù)坡坡度為1：2.35，右側(cè)護(hù)坡坡度為1：1～1：2.5。河涌左側(cè)為道路，右側(cè)為某物流公司集裝箱堆場(chǎng)。基坑底距右側(cè)某物流公司集裝箱堆場(chǎng)的高度約為8.5m，距左側(cè)道路路面的高度約為6.5m，詳見圖1。

圖1 河涌整治工程標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

2 地質(zhì)情況

河涌整治工程位于珠江三角洲沖積平原，地形開闊、平坦。原河涌底標(biāo)高在-5.8～-5.6m之間，地層較為簡(jiǎn)單，河涌?jī)蓚?cè)為回填粘土層，原河涌地層自上而下主要分布為：1）雜填土、耕植土厚約4m；2）淤泥質(zhì)土厚約13.6m；3）強(qiáng)風(fēng)化鈣質(zhì)泥巖。

3 基坑開挖及施工主要措施

3.1 原基坑開挖支護(hù)方案

圖2 河涌基坑原支護(hù)方案示意

將原河涌截流后，在河涌中央拋片石8m寬、0.8m厚，挖掘機(jī)在片石上行走，挖除兩側(cè)邊坡土方整平河涌，使工作面寬度達(dá)到17.4m，然后在頂面回填17.4m寬、0.8m厚中粗砂層，使打樁機(jī)能在中、粗砂層上完成打樁工程。打樁工程完成后，在基坑靠岸一側(cè)各打一排9m長(zhǎng)的拉森LSⅢ型鋼板樁，鋼板樁寬40mm、厚度12mm、每米重為60kg；同時(shí)在基坑靠河涌中心一側(cè)各打一排6m長(zhǎng)、規(guī)格為220×77×7的槽鋼樁。鋼板樁及槽鋼樁用一根規(guī)格為220×77×7的槽鋼與之縱向焊接，槽鋼中心標(biāo)高在鋼板樁頂下1m處。此外，鋼板樁及槽鋼樁之間用一根規(guī)格為220×77×7的槽鋼橫向焊接，間距5.0m。鋼板樁及槽鋼樁之間距離為4.7m，河涌中間兩排鋼板樁之間的距離為7.0m，可作為施工平臺(tái)使用，待河涌?jī)蓚?cè)的承臺(tái)和擋土墻施工完成后再挖除，詳見圖2。

3.2 基坑開挖的主要問題

2004年3月12日開挖河涌右側(cè)的一段基坑，挖土深度約3m，剛挖了約7m長(zhǎng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)多根管樁向河中間方向水平偏移，且其中編號(hào)為205號(hào)的1根管樁在標(biāo)高約-8.5m處斷裂。隨后發(fā)現(xiàn)右側(cè)邊坡出現(xiàn)一些細(xì)小裂縫。施工單位迅速將情況報(bào)告監(jiān)理單位和建設(shè)單位，經(jīng)研究同意后，將開挖的基坑回填。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的詳細(xì)觀察、分析，認(rèn)為出現(xiàn)這一現(xiàn)象是由于河涌?jī)砂哆吰聦?duì)河涌方向的側(cè)壓力非常大，原設(shè)計(jì)的管樁不能承受水平推力，致使整個(gè)管樁向河涌中間方向位移。

3.3 分析原因及處理方案

3.3.1 分析原因

由建設(shè)單位組織相關(guān)單位工程技術(shù)人員對(duì)上述出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論，認(rèn)為引起管樁位移和斷裂的原因有以下幾點(diǎn)：

（1）該工程地質(zhì)較差，淤泥層較厚，河涌?jī)砂短钔翆虞^厚，高差較大，且靠近河涌，加上河涌右側(cè)某物流公司在施工現(xiàn)場(chǎng)堆放了大量的集裝箱，且有大量的重車往返，對(duì)河涌中心方向的下層淤泥形成巨大的擠壓力。

（2）一排鋼板樁加一排槽鋼形成的基坑支護(hù)體系整體性不好，剛度不足。當(dāng)基坑開挖時(shí)，河涌中心瞬間卸載失去平衡，在河涌邊坡對(duì)管樁的巨大的側(cè)壓力作用下，基坑支護(hù)體系出現(xiàn)變形和位移，引起河涌邊坡滑移，使管樁位移和斷裂。

（3）混凝土管樁下部嵌固層平均不到3m，而上部位于很厚的流塑性淤泥層上，水平方向的剛度很小。

（4）鋼板樁支護(hù)不能穿過淤泥層進(jìn)入硬土層，無法完全消除淤泥的流動(dòng)和反涌，淤泥的流動(dòng)引起管樁位移。

3.3.2 處理方案

為控制管樁往河涌中心方向的位移，就必須減少河涌?jī)砂哆吰聦?duì)管樁的側(cè)壓力，或者增加管樁往河涌?jī)砂斗较虻乃降挚沽Α８鶕?jù)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，初步擬定兩個(gè)處理方案：

方案一：在整條河涌?jī)砂哆吰麓颚?00深度5m的攪拌樁，由設(shè)計(jì)院出設(shè)計(jì)施工圖。攪拌樁的剛度比鋼板樁大，對(duì)淤泥質(zhì)軟土加固效果較好，但考慮到水泥攪拌樁需增加很大的費(fèi)用和工期，建設(shè)單位沒有采納。

方案二：

（1）把靠河涌中間的兩排槽鋼改成兩排6m長(zhǎng)的拉森LSⅢ型鋼板樁，并對(duì)原支撐系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)；

（2）在河涌?jī)晒軜吨g增加一根截面為300mm×600mm、間距為5m的鋼筋混凝土支撐梁，使支撐梁與承臺(tái)連接，詳見圖3；

（3）將原方案中縱向的鋼板樁與一根規(guī)格為220×77×7的槽鋼焊接改為二根槽鋼，槽鋼中心標(biāo)高不變；

（4）將原方案兩排鋼板樁之間用220×77×7的槽鋼橫向焊接改用Φ200的鋼管橫向焊接，間距由原來的5m改為2m，形成更加堅(jiān)固的橫向支撐體系。

由于按照方案二實(shí)施增加的費(fèi)用較低，且延長(zhǎng)的工期較少，建設(shè)單位同意按照方案二先做試驗(yàn)段施工，待試驗(yàn)成功后再嚴(yán)格按方案二組織施工。經(jīng)過試驗(yàn)段施工，未出現(xiàn)異常情況，說明方案二是安全可靠的。

3.4 施工主要措施

按照方案二組織施工時(shí)，遇到了如下一些問題，并采取了相應(yīng)的主要措施：