城中村密集區地下河治理深基坑支護方法的研究

羅鎬懷

摘 要：城中村密集區主要特點是樓房間距非常狹小，且地下排水排污、電力通信等管線錯綜復雜，一些城中村還將原有的河道加蓋板后直接在上方修建樓房，從而形成的地下河橫穿城中村，導致地下河治理異常困難。本案例主要分析了城中村密集區地下河治理過程中，在施工場地狹窄的情況下，對鉆孔灌注樁施工期間遇到流沙層塌孔問題的解決方法進行研究，給后面類似的施工提供經驗及方法。

關鍵詞：城中村 流沙層 地下河

1.引言

城中村的特點是人口密集，環境“臟亂差”，且配套基礎設施沒有與整體規劃有效結合，地下管線密密麻麻，甚至很多地方為了修建樓房，將原有的河道用蓋板封閉后直接在上方填土建起了樓房，甚至有些樓房地基貫穿河道頂板，實際上是埋下了重大安全隱患的種子。在習近平總書記提出堅持綠水青山就是金山銀山的理念引領下，河流治理工作迫在眉睫，同時如何解決歷史遺留的河流污染及安全問題，特別是城中村密集區，大大增加了河流治理的難度。

2.項目背景情況

2.1實施必要性

近年來各地區發生大量各類地下老舊河道、排水管網塌陷事件，并造成人員傷亡和重大財產損失。由于城中村密集區的地下河主要是當地村委或村民自行改造而成，且建設標準低下，雨污混流。經常年雨污水沖刷后存在不同程度的結構性失穩和功能性缺陷等問題，安全隱患重大，致使地下河的治理尤為必要。本案例地下河為4800mmx3500mm的漿砌石擋墻箱涵，頂板為鋼筋混凝土結構。現狀地下河左岸擋墻在建筑物滴水下方，右岸擋墻位于在道路下方。

2.2施工條件

由于地下河的埋深一般較深，所以在改造期間需要充分論證支護方式，考慮到城中村密集區人流量大，場地狹窄，若采用放坡開挖會對片區內居民帶來諸多不便及影響周邊的房屋安全。根據地勘資料顯示，本工程沿線分布的地層主要以人工素填土及含礫粉質粘土為主。地下水水位埋藏較深，但水量豐沛，且水位、水量隨降雨而變化。該區域為沖積扇地帶，過去城市開發前屬于村民挖水井取水的集中點。如圖1。

現狀地下河埋設于道路地下，埋深7～9m，并處于城中村中心地帶，周邊人流集中、車流密集，建筑物較多，左側地下河側墻邊離房屋僅4.8m，右側漿砌石暗渠邊離房屋僅8.6m，為受場地限制，基坑無法采用大開挖型式。

3.支護方法的研究

3.1微型樁加旋噴樁支護

微型樁系一種小口徑之鉆掘樁，口徑介于100mm 至300mm間，樁體主要由壓力灌注之水泥（砂）漿或細石混凝土與加筋材所組成， 依據其受力需求加筋材可為鋼筋、鋼棒、鋼管或型鋼等。考慮地勘報告顯示地下水較為豐富，同時采用高壓旋噴樁與微型樁相結合，微型樁樁徑采用φ350，樁長12m，樁內套工32a的工字鋼，間距為280mm，止水采用φ600高壓旋噴樁，樁距離為400mm，采用425號普通硅酸鹽水泥，水灰比采用1：1.0。微型樁加旋噴樁支護的好處是施工難度小，占用場地小，但由于現狀地下河埋深7～8m，基坑開挖時，密排微型樁整體安全性難以保障。

3.2拉森鋼板樁支護支護

拉森鋼板樁又叫U型鋼板樁，市政工程一般采用IV型拉森鋼板樁對需要開挖的深基坑進行支護。拉森鋼板樁在施工過程中主要是簡單，耐久性良好，并且可以重復使用，成本較低，同時大大節約樁體所占用的空間。然而，拉森鋼板樁在打樁期間會造成的明顯的土地擾動，同時無論在打樁以及拔樁過程中會產生一定的震動，且時常會出現樁體偏斜以及釘變形現象。在出現釘變形的現象后，鋼板樁要向外拔出1到2米左右，然后錘擊，使夾石層振動，借此才改變鋼板樁的位置，對于周邊建筑物較為密集區域采用鋼板樁會帶來許多風險。受鋼板樁打樁和拔樁震動、擠壓土體等的影響，對距離較近的建筑物容易造成房屋墻體開裂，若存在無樁基礎的樓房可能造成房屋傾斜甚至倒塌的危險。

3.3旋挖樁支護

鑒于本案例中兩側布滿了建筑物，其中地下河左側是與建筑物滴水位置重合，建筑物滴水下方為一層商鋪的人行走道，使得雙排支護樁加鋼支撐的實施方法不可行。因此被迫只能使用單排樁作為支護，鑒于原有地下河右岸擋墻自身結構具備一定穩定性，地下河右岸位置直接采取放坡開挖。本案例最終采用旋挖樁撐支護結構型式，旋噴樁與旋挖樁咬合間隔施工。旋挖樁樁徑1200mm，樁間距1500mm，樁長為18m，砼強度C30，止水采用φ600高壓旋噴樁，樁距離為400mm，采用425號普通硅酸鹽水泥，水灰比采用1：1.0。施工前將場地低洼處采用碎石土進行填墊，利用推土機整平，同時對場地進行硬化處理，保證場地平整，道路暢通。

4.旋挖樁垮孔解決方案

4.1泥漿護壁

泥漿護壁就是在充滿水和膨潤土以及 CMC 等其他外加劑的混合液的情況下，對于地下連續墻成槽、灌注樁鉆孔等工程，泥漿對槽壁的靜壓力和泥漿在槽壁上形成的泥皮，可以有效地防止槽、孔壁坍塌。由于施工區域內地質條件差，地下含有豐富的地下水以及流沙層。旋挖樁機桶式鉆頭在挖至地下9～11米位置處，出現塌孔現象，孔底出現地下水以及流沙層。為防止塌孔采用常用泥漿護壁措施，由于場地受到嚴重限制，現場調配泥漿、水、膨潤土以及 CMC 等其他外加劑的混合液的容器容量有限，無法保證旋挖機作業時的需求量供應，并且由于9米位置一下出現大量地下水反壓孔底現象，該方法不起作用。

4.2鋼護筒護壁

因為現場挖孔區域地下水豐富，為解決塌孔問題，第二次采用了鋼護筒護壁。旋挖樁徑為1200mm，護筒2米一節，在下放鋼護筒過程中，由于塌孔位置較深，鋼護筒下沉至7米位置處，7米以下鉆孔周邊土體已經掏空，地下水從周邊地區不斷往孔內匯流，鋼護筒下陷，孔口坍塌。由于地下水帶走周邊土體，同時發現流沙層的厚度達到4～6米，已經對周邊建筑物造成一定沉降影響。為保證周邊房屋安全，對現有塌孔用粘稠泥土攪拌膨潤土進行回填。

4.3旋噴樁止水方案

為解決施工區域地下水豐富以及流沙層厚的問題，需要將地下土質進行加固，方可繼續使用旋挖樁施工。

采用φ500旋噴樁止水，C15素水泥漿，樁距離為300mm，樁長18米，圍繞旋挖樁形成環狀，每隔30米形成一個閉合環。同時，由于旋噴樁帶有加固土體以及一定的支撐作用，考慮成本問題，將原有φ1200旋挖樁改為φ1000尺寸以減少成本，樁間距1200mm。采用該方法，由于旋噴樁止水左右，每30米一段將旋挖樁施工范圍內的土體進行了加固，同時將地下水及流沙層用水泥漿進行了固化，C15素水泥漿在未達到完全凝固的狀態下，利用旋挖樁機進行作業，可以輕易的進行挖孔。

5.結論

近年來國家對水環境污染防治有著堅定不移的決心，目前許多城市包括一線城市在過往開發建設過程中忽視了河流的保護和治理，造成了許多地下河“埋藏”在樓房地下，大多數特點均為埋設深、質量差、隱患多、雨污分流等，要治理這些地下河的技術難度非常大。本文經過許多專家進行研討，總結適用范圍：

（1）建筑物密集的區域，例如城中村、老舊小區、工業區等，施工距離房屋較近；

（2）施工區域周邊房屋基礎較差，不允許使用大震動的打樁設備；

（3）地下土質較差，地下水較為豐富，流沙層厚度較大的情況。

旋挖樁與旋噴樁咬合方式可以解決一般的深基坑支護問題，如遇到上述范圍內的問題，可以改變樁與樁之間的布設方式，利用旋噴樁的止水特點，能很好的解決問題。

參考文獻：

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