淤泥地質條件下管道基坑開挖與鋼板樁支護技術

趙永紅 李建榮 黃正彥

淤泥地質的穩定性欠佳，因此于該處組織基坑開挖作業時難度較大，易引發質量及安全層面的問題，需采取行之有效的處理措施。鋼板樁在剛度、止水效果等方面均有較好的性能表現，且具備重復利用的價值，現階段已成為淤泥地質處理的重要方法。

一、工程概況

宜賓市城鄉污水設施統一建設管理運營PPP項目，建設于四川省宜賓市，覆蓋翠屏區、南溪區等5個縣（區）在內的49個鄉鎮，建設內容包含污水設施、管網、黑臭水治理等。建設范圍內以淤泥地質條件為主，缺乏穩定性與承載力，遇雨季施工時水量明顯增加，不利于基坑開挖作業的順利開展，需重視對施工技術的應用與優化。

二、基坑開挖施工要點

開挖深度3m～7m，放坡系數1∶1.75，為二階放坡開挖方法；用圓木護坡，按0.8m的間距標準依次布設，管間用架管穩定連接，構成完整結構體系；鋪設φ12@200雙向鋼筋網以及水泥砂漿，形成防護結構，以達到有效護坡的效果。

排水為淤泥地質施工期間的重點內容，在離坡頂1.0m的位置設置沙袋，切斷外界水體的流通路徑，以免其進入基坑內而造成不良影響。在基坑底部修筑排水溝和集水井，配置抽水泵，高效清理內部積水。加強安全防護，在基坑四周設臨時圍欄，高度1.2m，再緊密敷設密目網，全面防護。

1.管道基坑支護

以拉森鋼板樁為基礎，配套二道內支撐，共同形成基坑支護結構。鋼板樁施工期間，用圍檁連接，使其可維持穩定。根據內支撐施工要求，采用DN300*10的鋼管，作為主要的支撐材料。

2.基坑施工的監測

重點考慮如下幾方面內容：

（1）基坑周邊沉降及位移。以鋼筋水泥為原材料，制作監測點和控制點；儀器方面，采用全站儀和水準儀；頻率方面，每層開挖均觀測2次，具體安排在開工前和收工后，遇特殊情況時增加觀測次數，完整記錄數據，以便對比分析。

（2）土體側向變形。測斜孔布設間距為20m，按該標準沿基坑周邊依次布設，采用PVC管，穩定埋入弱風化巖層。在埋設測斜孔時，要求存在一組與基坑邊線保持垂直關系的導向槽；孔壁與管道存在空隙時，易影響管道的穩定性，需向該處填砂，再用適量的水泥漿密封。在落實上述工作后，每開挖一層均觀測一次。

（3）地下水位。布設φ90觀測孔，置入PVC管，填補管道與孔壁的間隙，用水泥砂漿抹面。考慮到外界粉塵等雜物易進入PVC管的情況，在管口處加裝保護蓋，減小外界因素的干擾，從而精準完成地下水位的觀測工作。

三、基坑支護

1.鋼板樁支護

鋼板樁安裝期間的穩定性控制為重點工作內容，用HW250*250*11*11圍檁連接。對于圍檁與鋼板樁形成間隙的情況，需向其中打入木楔，提高穩定性，轉角處應布設專用構件。內支撐裝置選用的是φ300×10的鋼管。通過吊裝的方式使管道精準就位，再回填砂，確保實測密實度＞90%后方可拆除鋼支撐。鋼管樁支護施工具體如圖1所示。

圖1 鋼管樁支護

（1）嚴格控制鋼板樁的位置，其必須滿足設計要求，考慮到施工的便捷性要求，基礎最突出的邊緣外應留有作業面。

（2）優化基坑護壁板樁的形態，要求其具有平直、整齊的特點，盡可能減少不規則的轉角，否則后續支撐的設置難度將明顯加大。

（3）基礎施工作業內容豐富，包含挖土、吊運、澆筑混凝土等，期間需采取防護措施，以免與已安裝到位的支撐發生碰撞，且不可隨意對支撐采取切割等操作。

2.板樁的檢驗、吊裝、堆放

（1）檢驗

板樁在施工前需經過檢驗，保證其在材質、表觀質量、尺寸等方面均可滿足要求，對于存在異常的板樁，需根據設計要求矯正，以便后續可將其順利打設到位。

（2）吊裝

裝卸作業采取的是兩點吊裝的方法，為確保施工安全，應當加強對鎖口的防護，且嚴格控制鋼板樁的單次吊裝數量。根據施工要求選擇具體的吊裝方法，成捆起吊時用鋼索將待吊裝的板樁穩定綁扎至一起，此外也可采用單根吊裝的方法。

（3）堆放

提前處理鋼板樁的堆放場所，清理雜物并整平，要求地基具有足夠的穩定性，以免在堆放鋼板樁后發生失穩現象。堆放作業應重視如下幾點：

①嚴格控制堆放的順序、位置以及方向，既要快速完成堆放作業，還需滿足后續的使用需求。

②遵循分類堆放原則，在每堆板樁處分別掛設標牌，注明信息。

③單層堆放數量最多為5根，層間防護采用的是墊入枕木的方式，通常按3m～4m的間距依次設置，每堆的總高度不超過2m。

3.導架的安裝

布設剛度較大、穩定性較好的導架，確保在打設樁體時可有效采取控制措施，避免鋼板樁出現屈曲變形等問題。導架由導梁、圍檁樁等基礎材料共同組成，以單層雙面形式的導架較為可行。

4.板樁的打設

（1）做好施工準備工作，做全面的勘察，明確施工范圍內既有建（構）筑物的實際情況，經測放后確定支護樁中線。逐根檢查板樁，對于存在銹跡或是變形等異常情況的，需及時處理。向板樁的鎖口處均勻涂抹油脂，減小阻力。

（2）插打施工期間加強檢測，根據所得結果及時調整作業方法，要求各板樁的斜度不超過2%，若因偏差過大而無法拉齊時，需拔出并再次打設。通過屏風式打入法的應用，高效完成板樁的施工作業，此方法的特點在于可有效防護板樁，減小屈曲、傾斜等異常現象的發生概率，提高板樁打設的精度。取10～20根板樁，將其整理成排后再插入導架內，經調整后使其呈屏風狀，在滿足此要求后方可打設。施工期間，優先將屏風墻兩端的一組板樁打設到位，待其滿足深度要求后通過焊接的方式固定在圍檁上，再打入中間部分。根據工程經驗，屏風式打入法的作業順序多樣，包含正向、逆向、復合等順序，具體應當根據作業情況合理選擇，減小對垂直度、軸線位置精度等方面的不良影響。

5.板樁的拔出

基坑回填到位后，隨即拔出無需使用的板樁，經過清理與修整后將其投入至后續施工中，提高重復利用率。但在拔出板樁前需做好分析，并確定合適的拔樁方法，以減小拔樁期間的擾動性影響，例如控制周邊地面的沉降、維持既有構筑物的穩定性等。

在具體至本工程中，需采用振動錘拔樁的方法。這是因為，通過振動錘的應用，可產生較強的振動力，使土質處于相對松散的狀態，在減小板樁周邊土的粘聚力后，降低了拔樁期間的阻力，同時外界起吊力的作用下安全拔出板樁。

拔樁的注意事項主要有：

（1）確定起拔起點，若為封閉式板樁墻，要求起點位置離開角樁5根或更多，可采取跳拔的方法。

（2）適度振動板樁鎖口，削弱該處土體的粘附作用，在拔樁過程中同步振動，對于拔樁難度較大的板樁，首先需利用柴油錘振動，使板樁向下移動100mm或適當增多，再用振動錘振拔。

6.板樁土孔處理

經過拔樁作業后，將形成樁孔，應隨即組織該部分的回填作業。通常情況下，填入適量砂是較為便捷的方法。

四、結語

綜上所述，淤泥地質條件的特殊性較強，在該處組織基坑開挖施工時應加強安全防護，合理應用鋼板樁支護技術，全面確保施工的安全性，在完成工程本體施工的同時，盡可能減小對周邊既有建（構）筑物的影響，從而提高工程項目的社會經濟效益。