市政路橋飽和土深基坑支護技術分析

文 / 寧波梅山島開發投資有限公司 竺輝

隨著國家經濟的發展和技術的提高，中國城市路橋的建設總量明顯上升，路橋規模明顯增加，深基坑支護技術起到了重要作用，是提高路橋施工效率的關鍵。基于此，本文將就城市路橋完全飽和后的深基坑及支護結構設計問題展開深入的研究，并期望能夠為市政單位開展城市施工提出合理的指導意見。

引言

深基坑作為一個臨時的支護構件，在橋梁下部結構施工中也獲得了應用，尤其是在墩柱支撐的承平臺施工。本文中的深基坑地處河道邊上，附近土質為飽和土且含水量高。隨著中國社會經濟的發展以及城鎮化建設水平的提高，中國的城市化范圍也逐步擴大，使得對市政路橋和城市空間的建設工程總量增加、施工規模增加，從而對深基坑及支撐構件的工程設計提供了更多需求。完全飽和土指的是土體孔隙度基本被水填滿的土層，由于其含水率相當大，所以在采用深基坑支護的時候必須加以針對性地設計規劃，從而才能優化具體應用的效率。

深基坑支護結構的概述

隨著中國市場經濟的發展和政府管理水平的提高，中國城鎮化的水平提高，路橋建設的總量明顯增加，這也為對深基坑支護結構提供了更高的需求。所說的深基坑支護，在建材行業目前并不是統一的具體的概念，只是通常為方便管理工作，按照施工部建質[2018]87號文，有關印發《危害性較大的分部分項工程安全管理方法的通告》規范，深基坑是指挖掘深入大于5m（含5m）或地下室三層之間（含三層），或深雖未大于5m，但由于地質條件和環境或地下管道等非常復雜的工程施工。在具體方法開展路橋施工的時期，由于深基坑施工往往存在著暫態性、地區、個人、綜合型、系統化等特征，在具體方法開展路橋施工的時期必須貫徹因地制宜地的基本原則，根據情況分析，從而能夠優化具體方法使用的效率。飽和作用土一般指的是土體的空隙處基本上都被水填滿的土層，由于該類土壤水分量相當大，對深基坑支護工作的需求也相當高，所以，本章以中國寧波市地區某飽和土的路橋的深基坑支護為例，對架構設計的實際情況加以剖析，從而能夠進一步優化其具體使用的效率。市政路橋深基坑支護的主要方法有旋噴樁支護噴射注漿材料技術、土層錨索施工技術、鉆機技術、土釘技術、內支撐墻支護技術、外連續墻支護技術等，但在具體實施使用的同時必須按照自己的具體需要，選用較為適宜的方法。

市政路橋施工中涵蓋著比較復雜的技術內容，是提高區域內的民眾生存條件以及帶動區域內的經濟社會發展的關鍵問題，而支護技術的具體應用又在新的經濟社會發展階段和新歷史發展時代中面臨著更高標準與要求，因此必須更加全面地根據區域內的自然條件和經濟社會要求，選用較為科學合理的支護技術及其結合設計方案，從而才能優化具體應用的效果，并帶動區域內的經濟交流，從而促進整個行業的健康發展。

市政路橋的飽和土深基坑及支護結構設計

為對整個市政路橋飽和土深基坑及支護構造做出更具體的剖析，我們將以寧波市市政工程為例，對整個深基坑構造的具體使用效果做出了深入的剖析，這樣才能提高其實際使用的效率，從而也能夠有效提高整個市政路橋建設的實際施工效益。

寧波市梅山島地區的自然地理條件概述

梅山島地屬寧波市北侖區，地處我國東部沿海地區，經濟社會發展水平相對比較高。但是梅山島因為海島成因的特點，外涂面標高高于堤內地塊標高，常年受暴雨、風暴、海水高潮位影響顯著，特別是在梅雨季節及臺風期，常受暴雨襲擊，其自然地理學條件也比較復雜。當地工程項目由于地處河流三角洲平原地形，施工區的地形也較為平緩，因此根據自然地理條件及其物理力學特性可區分為若干個階段，在具體開展工程建設的時候可以對各種狀況進行更深層次的研究，從而也能夠區分為若干階段，使基坑及支護結構的選型工作更為地具備科學化和合理化。

（1）質素填筑物∶這一類的路橋主要為中砂、粉細沙和粉狀黏土等，里面還會存在少許的碎磚，并且該土層上還具有人工回填的痕跡，而人工土層的厚度一般在0.6~3.0m左右。

（2）中砂∶這層土壤為相當典型的完全飽和粘土，具疏松、中間稍密以及局部中密的特征，部分為粗砂，但部分鉆孔處仍存在細沙以及淤泥質粘土。

（3）粉砂；飽和土，同中砂相比具有較疏松、稍密以及局部中密的特征，部分地區存在過篩細土，雜質大多是泥巖或存在較多腐質的泥質層，厚度一般在2.5~10.9m左右。

（4）淤泥∶完全飽和土，有流塑的特性，主要為細粉粒和粘粒，且部分還存在相當多的細粉砂子。

此外，在這個地區內部的重要地下水利用種類為孔隙潛水，承壓水和基巖的縫隙水，污泥層厚度都相當大，透水性很好而且儲量充足。同時由于寧波市地區屬亞熱帶季風氣候地區，所以雨水也相當充沛，而地下水利用供應的重要形式則為大氣降雨，但在具體進行利用的時候一日運用得不好，會造成地下水位污染。此外，由于本區內的地下水的水位和水量變化除受天氣原因的影響之外還會受海洋潮汐的影響，所以地下水位的數量年變動幅度相當大，且地區內的地下水對干砼構件和其內部的鋼筋直徑并不具有腐蝕；但對鋼筋構件卻具有相當明顯的腐蝕。

基坑負荷支護結構的總體設計

經過對路橋施工的實際情況做一個比較深刻的剖析就可看出在具體建設的路橋當中，最關鍵的重問題一共有四個。首先施工區域里面存有著厚水砂，造成基坑建設的時候需要相當大的路橋面積，同時由于地下水位也較為豐富。該區域的北側和東側區域均具有較厚的淤泥夾層，再加上該地區施工現場的管網線路相對密集，以及面臨著路橋施工土地資源緊缺的問題。

根據此，本次實施的方案中重點提出了四個實施方法，在實踐應用的同時需要根據工程的實踐情況和項目的經濟效益選用較為科學合理的設計方法加以實施，整體的提高建設項目的效率。

（1）圍護樁、高壓旋噴止水帷幕、樁錨支護結構等，該種方法優點在于相對安全，不過也要耗費相當大的投資成本和時間成本。

（2）（單雙排）圍護式工程樁、高壓旋噴止水帷幕、懸臂樁等支撐構件。這個方法在使用的時候較為明顯的弊端是如果支護的寬度加大會造成非常巨大的變化，對周圍路橋以及路面產生危害，并且這個方法在應用的時候仍然要耗費相當大的投資成本和時間成本。

（3）隔柵型旋噴樁重力式擋墻，這個方法應用的主要優點就是具有相對較高的路橋整體性以及穩定性，并且它還能夠在落成以后形成一定的止水帷幕并且具有相對良好的隔水性涂料，不過這個方法在具體進行建造的同時還需投資相當大的資金成本以及技術成本，而且在支護高度相當高的地方變形相當大。

（4）土釘墻的支護構件。這個方法在具體應用的時候比較顯著的優點就是費用相對低廉，而且工期較短。相關單位工程不需投入巨大的金錢成本和時間成本，不過這個方法若單純應用會造成地基挖掘工作上出現明顯的問題，而且對于較富水砂質土的單位施工上也出現了問題。

此次工作的基坑所需要的路橋水深在4.8~11.7m左右，因此在選定方法的時候必須對影響路橋施工的各種因素加以綜合的考量，而根據安全、經濟效益、快捷的原則上，此次建設的路橋的地基支護選用了混凝土樁+噴錨網+錨索和大放坡+混凝土樁+噴層的綜合施工方法予以建造。同時為確保支護施工任務能夠成功地完成，還必須在基坑頂部存在空間的區段放坡，預留出必要的空隙。此外，為提高支撐構件的強度，必須在混凝土樁內側設有超前微型樁，從而能夠提高整個支撐設施的質量。此外，還必須使用預應力錨索避免地基位移的現象，從而能夠確保周圍路面以及路橋、管道等設備的安全性。

當混凝土樁澆筑完成以后就必須在地基施工前使用雨水井的設備完成降雨。基坑內挖出的排水方法要采用明渠排澇的方法，在施工的過程中要把基坑內側的雨水直接經過排污渠導入集水口，同時使用泵或者開船直接排出基坑，并且為提高施工的具體有效性還需要對基坑內側具有高差的地方使用一定比例放坡方式，這樣才能提高支護的具體質量，從而優化了具體應用的效果。

基坑支護的止水設計

為提高地基支護的工程質量必須做好相應的止水工程設計，這樣才能提高整個工程的施工效率，由于此次施工的地下水位相對淺，但由于地基的施工水深相對大而且長，因此水位的下降量相對較大，并且通過土壤條件的研究，20m范圍的含水層均為深潛水，所以在做好止水工程設計的時刻，還必須充分考慮地層可降性、地基穩定性和技術經濟性等方面因素，所以這次施工必須采取"深井管井降水+混凝土攪拌樁帷幕側壁止水"的止水方法，這樣才能提高工程止水的具體效益。

施工應急預案

要確保工程建設的效果必須在路橋施工的時候建立相關的路橋緊急預案，應急預案的大致條件有二點，即施工預案獲得了有關機關的批準，并且施工現場必須擁有相應數量的準備物料，包括加固用鋼筋、混凝土等。

結語

隨著中國市場經濟的發展和國民經濟技術水平的提高，中國城鎮化水平提高，深基坑支護技術的運用日益普遍。

本文以寧波市梅山島工程項目為例，通過對市政路橋飽和土深基坑及支護結構設計問題進行比較深入的剖析，從而能夠篩選出較為經濟合理的方法，這樣就能夠優化具體工程建設的效果，從而提高支撐結構的穩定性和安全系數，為工程今后工作的開展提出了合理的指導意見。