人工挖孔護壁技術在市政管線工程中的應用研究

李文輝 閆懷進 宋立偉 李浩

摘要：隨著經濟社會的高速發展，城市基礎建設工程面臨越來越多的挑戰。新建或者改擴建市政管線項目往往面臨周邊重要地下管線眾多、施工場地狹窄等工程難點，傳統基坑支護體系難以滿足要求。

關鍵詞：人工挖孔;市政管線;市政工程

1 工程概述

李村河污水處理廠位于青島市環膠州灣高速公路輔路的東側，瑞海北路2號。擬建進場污水檢查井位于廠區北門，占據瑞海路道路及人行道大部分，施工場地面積狹窄。修建進場污水檢查井，對原有兩根污水管線（直徑1.2m，埋深6.95m）進行截流，新建一根進場的污水管線（直徑1.4m，埋深7.2m）進行導流。

1.1 工程地質條件

勘察結果表明，擬建場區位于膠州灣東側，原為海灘，場區北側為李村河入海口。地貌為濱海淺灘，后經人工回填改造。場區各巖土層按地質年代由新到老自上而下分述如下：

第1層素填土：層厚4.2～8.4m，以回填的花崗巖風化碎屑為主，含較多量的碎、塊石，碎石直徑一般約1～5cm，最大塊石直徑約20cm。

第4層含淤泥中砂～細砂：層厚0.5～5m，以中砂～細砂為主，含淤泥約10～30%，有機質含量約3～4.6%，該層地基承載力特征值fak=60kPa。

第7層粉質黏土：層厚0.3～5.5m，含中粗砂約5～15%，該層地基承載力特征值fak=160kPa。

第9層粗礫砂：層厚6.4～22.8m，以長石、石英為主，含黏性土約5～10%，該層地基承載力特征值fak=300kPa。

第9-1層粉質黏土：呈透鏡體狀分布于第9層之中，層厚0.2～6.5m，該層地基承載力特征值fak=220kPa。

第16層含礫泥質砂巖強風化帶：層厚0.4～4.9m，泥質結構，塊狀構造，含礫約10～30%。揭露段巖體完整性指數Kv一般小于0.15，該層巖體屬極破碎的極軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ級，地基承載力特征值fak=500kPa。

1.2 水文地質條件

場區位于膠州灣與李村河交匯處，地下水受海水漲落潮影響小。場區地下水類型主要為孔隙潛水～弱承壓水，含水層為第1、4、9層，補給源為大氣降水和海水補給。勘察期間鉆孔內第四系混合水的水位埋深為1.7～5.5m，穩定水位標高0.07～2.49m。場區地下水季節性變幅按1～2m考慮，歷史最高水位按標高3.11m考慮。

2 基坑支護工程設計要點

基坑開挖范圍內存在污水、電力、燃氣、雨水等重要管線，無法采用傳統“支護樁+錨桿”支護體系;如采用沉井施工工藝，兩根深埋污水管線難以處理且造價較高;如采用內支撐施工工藝，對后期內部檢查井修建施工工作面影響較大。

綜合考慮基坑周邊環境、地質條件和開挖深度，借鑒人工挖孔灌注樁施工工藝，采用人工挖孔護壁技術進行基坑支護，設計開挖圓形基坑內徑9.5m，開挖深度約8.3m，開挖方量約720m3。設計護壁混凝土強度等級為C30，厚度500mm，護壁鋼筋雙向采用Φ14@200mm×200mm，設置豎筋彎錨為Φ14@200mm。冠梁橫截面尺寸0.5m×1m，現澆混凝土強度等級C30，主筋6Φ20，箍筋Φ8@200mm。采用坑內明排方案處理地下水，基坑底部沿周邊按需設置排水溝和集水井。

3 人工挖孔護壁施工工藝

3.1 施工工序流程

場地整平→放線定位→第一層基坑土方開挖→支模，鋼筋制安，澆筑第一節護壁→在護壁上二次投測標高及定位軸線→安裝垂直運輸架、起重卷揚機、吊土桶、排水設施等→第二層基坑土方開挖→清理坑壁、校核垂直度和直徑→第一節護壁混凝土強度達到75%后拆除模板，支第二節模板，鋼筋制安，澆筑第二節護壁→重復挖土、支模、鋼筋制安、澆筑混凝土護壁工序，循環作業直至設計深度→清理虛土、排除積水、檢查尺寸。

3.2 施工技術要點

3.2.1 開挖前，認真核對埋設管道的位置及埋深等。在開挖過程中，尤其注意管道的保護，可采取支撐或斜拉的方式保護管道。

3.2.2 護壁模板高度為0.5～1m，每節模板安裝設專人嚴格校核中心位置及護壁厚度，并用十字架對準軸線標記，在十字交叉中心懸吊錘，復核模板位置，保證垂直度。第一節護壁比下面護壁厚0.1～0.15m，并高出地面0.1～0.2m，上下節護壁的搭接長度不小于50mm。下節護壁澆注前，可對上下節護壁搭接處的鋼筋進行綁扎加固。

3.2.3 澆注護壁混凝土時，用敲擊模板并振搗的方法使之密實。不得在有水淹沒模板的情況下澆注混凝土。在混凝土中添加速凝早強劑，以使護壁混凝土盡快達到設計強度，加快施工進度。護壁模板拆除，一般在24小時后進行，使混凝土有一定的強度，以確保施工安全。

3.2.4 每節土方開挖結束后，對成孔質量進行檢查，檢查的主要內容包括成孔直徑、成孔深度、孔徑偏差、孔位偏差、垂直度偏差等，以上指標必須符合設計和規范要求。

3.2.5 開挖遇局部不穩定地層時，適當減小每節護壁開挖深度，或在不穩定土層處預先打入防護鋼筋，必要時布設降水井作為應急預案。

3.2.6 護壁澆注前，可向井壁土體內打入水平鋼筋，外露段不少于300mm，能一定程度上起到防止護壁下沉的作用。

4 結語：

本文以具體工程為案例，借鑒人工挖孔灌注樁施工工藝，采用人工挖孔護壁技術可有效解決該類支護難題，并能達到良好的經濟性及安全性指標。

參考文獻：

[1]劉勇，李欽，劉彩云，etal.人工挖孔灌注樁穿越軟土夾層護壁施工工藝技術研究應用[J].建筑技術開發，2012（6）：46～48.