城市地下綜合管廊工程中的基坑支護施工技術(shù)

安永增

北京致遠工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司 北京 102433

近年來，我國的有關(guān)建筑項目的管理制度得到了不斷的完善。建筑工程的管理部門和有關(guān)的工作人員應(yīng)該加強對工程的監(jiān)督管理，擺正自己的工作態(tài)度，采取相應(yīng)的對策來提高在城市地下綜合管廊施工中的基坑支護技術(shù)水平，從而推動建筑行業(yè)的高效穩(wěn)定發(fā)展[1]。有關(guān)部門應(yīng)該改變以往的思維方式，注重對城市地下綜合管廊建設(shè)中的基坑支護技術(shù)的管理，既要考慮到安全性，又要注重工程的質(zhì)量。在具體的工程建設(shè)過程中，要充分利用先進設(shè)備和方法，提高城市地下綜合管廊施工中的基坑支護技術(shù)水平。

1 城市地下綜合管廊建設(shè)概述

綜合管廊是建造在城市的地下，用來承載2類及以上的市政工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施，它將電力、通信、燃氣、供熱及給排水等各類工程管線集中在地下隧道空間中。在管道系統(tǒng)中，主要包括給水管系統(tǒng)、進氣排水井系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等[2]。在地下建造空間隧道，將通信和給水、燃氣和雨水、污水和電力融為一體，并配置專用的檢修口和吊裝口及監(jiān)控系統(tǒng)，實施統(tǒng)一的施工管理。如此可有效地防止管道的安裝及維護對人類的交通及生活造成的干擾，并可有效地節(jié)省空間。就功能而言，地下綜合管廊可劃分為主干綜合管廊、支線綜合管廊、主干支線混合管廊和電纜綜合管廊。干線綜合管廊是指地下綜合管網(wǎng)系統(tǒng)，其作用巨大，主要是用來埋設(shè)各種公共管線。其結(jié)構(gòu)形式為圓形或多格箱形，橫截面普遍較大，附屬設(shè)備較為完備，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。支線綜合管廊是一種以干線管廊為基礎(chǔ)，與公路或者其它線路上的使用者相連接的綜合管廊，它的功能是與使用者進行聯(lián)系，普遍被布置在人行道之下，其截面形狀是長方形，一般情況下，它的使用方式是單格結(jié)構(gòu)或者多格箱形結(jié)構(gòu)。

2 基坑支護施工技術(shù)概述

2.1 概念

隨著我國城市的建設(shè)和發(fā)展，城市中的地下空間得到了充分的利用，從而使城市中的基礎(chǔ)設(shè)施得到了進一步的發(fā)展和完善。同時，由于工程項目之間的隱密性、關(guān)聯(lián)性和復(fù)雜性，使得工程建設(shè)的復(fù)雜性和難度日益增加。城市地下綜合管廊工程中的基坑支護技術(shù)主要是指在城市地下綜合管廊工程施工過程中，根據(jù)施工現(xiàn)場的環(huán)境情況，對工程的周邊環(huán)境進行分析，并確定基坑支護方案，對其進行施工和管理，以確保地下綜合管廊工程施工的質(zhì)量和安全。在城市地下綜合管廊工程施工過程中，為了保證施工的安全性，保證地下結(jié)構(gòu)安全使用，降低工程施工對周圍環(huán)境造成的影響，必須要采取相應(yīng)的措施來控制基坑開挖對周圍環(huán)境的影響，保證地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.2 重要性

在城市地下綜合管廊工程中，基坑支護技術(shù)是一個十分重要的環(huán)節(jié)，它不僅能夠保證整個地下管廊工程的質(zhì)量，還能夠確保整個地下管廊工程的施工進度。由于我國城市化發(fā)展比較迅速，再加上城市建設(shè)過程中需要大量的空間，因此就導(dǎo)致了地下綜合管廊工程建設(shè)過程中所面臨的問題也是多種多樣的。其中，基坑支護技術(shù)是一個最為重要的問題。

一方面，它可以保證城市地下綜合管廊工程施工進度，由于城市地下綜合管廊工程施工環(huán)境比較復(fù)雜，對施工技術(shù)的要求也比較高，在城市地下綜合管廊工程建設(shè)過程中如果不能保證施工進度就會造成嚴重的后果。對于我國城市化發(fā)展而言，為了確保城市未來發(fā)展能夠擁有一個良好的環(huán)境和條件，就需要對城市未來發(fā)展進行科學(xué)規(guī)劃和合理安排。因此在城市地下綜合管廊建設(shè)過程中，必須要對基坑支護技術(shù)進行合理應(yīng)用，這樣才能確保整個城市未來發(fā)展擁有一個良好環(huán)境和條件。另一方面，采用基坑支護技術(shù)可以有效提高城市地下綜合管廊工程質(zhì)量：在城市地下綜合管廊工程建設(shè)過程中如果能夠加強基坑支護技術(shù)應(yīng)用效果就會對整個城市未來發(fā)展帶來一定幫助。因為在實際建設(shè)過程中，基坑支護技術(shù)不僅能夠保證城市未來發(fā)展能夠擁有一個良好環(huán)境和條件，還可以提高城市未來發(fā)展質(zhì)量。

2.3 技術(shù)要點

在實施基坑支護技術(shù)時，要注意兩個問題。一方面，要保證支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，應(yīng)該在施工設(shè)計階段對深基坑支護的荷載進行準(zhǔn)確的測算，進而對支護結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，避免由于支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不足，或者造成了結(jié)構(gòu)的變形，進而產(chǎn)生安全事故。另一方面，在使用基坑支護技術(shù)時，要加強對其工作環(huán)境的穩(wěn)定性的掌握，因為當(dāng)周圍的環(huán)境溫度改變時，其工作的難度也會隨之改變，從而對工作效率產(chǎn)生一定的影響。與此同時，為了保證以后的工程順利進行，在進行基坑支護時應(yīng)注意防滲處理。最后，為了保證建筑自身安全穩(wěn)定及減少對其周圍環(huán)境的影響，必須要了解、選擇各種不同的支護技術(shù)，選取、應(yīng)用最合適的技術(shù)類型進行施工建設(shè)。在施工之前，要對現(xiàn)場的實際狀況進行實地考察，在確保工期要求的基礎(chǔ)上，對場地大小、施工流程、環(huán)境要求等方面進行全面考慮，從而選擇出一種合理的支護技術(shù)形式。

3 城市地下綜合管廊深基坑開挖工程現(xiàn)狀

城市地下綜合管廊工程建設(shè)是我國城市市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要內(nèi)容，具有保護地下管線、延長管線使用壽命、實現(xiàn)城市現(xiàn)代化、緩解交通壓力等多方面的作用[3]。因此，在城市地下綜合管廊工程中進行深基坑開挖施工具有重要意義。近年來，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展也取得了較大的進步。尤其是在經(jīng)濟發(fā)展與城市化進程不斷加快的背景下，我國城市建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的步伐不斷加快，為城市地下綜合管廊工程建設(shè)提供了廣闊的發(fā)展空間。但是，在地下綜合管廊工程中進行深基坑開挖施工時也存在著較多的問題，例如基坑變形大、支護結(jié)構(gòu)變形大等問題。這就需要相關(guān)部門加強對基坑變形量和支護結(jié)構(gòu)變形量進行控制，提高基坑施工的安全性和穩(wěn)定性，進而有效降低施工成本、保障施工進度。在城市地下綜合管廊工程中進行深基坑開挖施工時，由于施工現(xiàn)場空間相對比較狹小、地質(zhì)條件比較復(fù)雜等因素的影響，基坑支護結(jié)構(gòu)容易受到多種因素的影響，進而導(dǎo)致基坑出現(xiàn)變形過大、支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大位移等問題。例如在地下綜合管廊工程中進行深基坑開挖施工時，如果支護結(jié)構(gòu)采用水泥土墻加支撐支護方式，則很容易在基坑開挖過程中出現(xiàn)較大位移。這種情況下不僅會導(dǎo)致工程施工進度緩慢、浪費人力物力等問題，還會對地下管線造成不同程度的影響和破壞。基于此，相關(guān)工作人員要即使針對工程中存在的問題，及時采取有效措施，解決問題，保證工程順利進行。

4 城市地下綜合管廊工程中的基坑支護施工技術(shù)

4.1 搭圍

在基坑支護技術(shù)的施工中，在測量放樣之后，要對工程范圍進行圍擋，以確保來往的人員和交通工具的安全，有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該與當(dāng)?shù)氐囊?guī)范進行協(xié)調(diào)。在采用綜合管廊進行基礎(chǔ)設(shè)施支護技術(shù)的時候，建設(shè)部門應(yīng)該在路面上設(shè)立各種警告標(biāo)志，其中包含了標(biāo)志牌、警示牌等，并準(zhǔn)確地提醒過往的行人和車輛，要注意、遵循規(guī)范的指示牌給出的提示信息。如有需要，需在地下管道建設(shè)期間，指定專人負責(zé)道路運輸。在城市主要道路的建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)為周邊交通制訂專門的交通引導(dǎo)計劃，并聘請專家進行專門的規(guī)劃。

4.2 清障施工

按照前期設(shè)計報告所提供的信息，深入了解并觀察施工現(xiàn)場的有關(guān)情況，對于施工區(qū)域，應(yīng)該做好清理措施，如天然氣、污水、雨水以及廢棄物等[4]，及時確定通信管線位置，按照有關(guān)需要進行遷移。

4.3 基坑支護施工

在管廊建設(shè)過程中，如果其基坑開挖深度較大，往往會使基坑圍護結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，進而造成基坑周圍由地面沉降問題產(chǎn)生，使得管廊基坑的坡度受到一定程度的影響，當(dāng)管廊的坡度較大時，必須采用相應(yīng)的支護方法。在采用噴射及錨桿加固的時候，要確保管廊地基開挖深度規(guī)定深度，并且，由于施工地點的土質(zhì)問題，滲水量比較低，在進行時，可以采用噴射混凝土或者錨桿掛網(wǎng)噴射混凝土來加固基坑坑壁，首先進行多次挖掘，之后再進行反復(fù)加固。當(dāng)基坑開挖深在5 m以下，并且滲透量很小時，可以采用小型鋼管樁支護。采用這種方式時，鉆孔直徑為4-8 cm，在鋼管樁入土后，根據(jù)需要進行注漿。為確保泥漿迅速滲入土壤，還必須在管道的兩側(cè)各打上幾個孔洞；當(dāng)挖深大于5 m，但不大于10 m時，則采用拉森式鋼板樁支撐，其打入土壤的深度必須達到設(shè)計規(guī)定，在沒有規(guī)定的前提下，應(yīng)結(jié)合鋼樁自身的應(yīng)力狀況，確定出最合適的基礎(chǔ)樁深度。當(dāng)鋼筋混凝土樁受力較大時，應(yīng)采取臨時支護措施，以確保其穩(wěn)定；當(dāng)挖掘深大于10 m時，通常采用的是混凝土噴射樁的支護方式，特別是當(dāng)基坑荷載較大，周邊建筑物較多時，需要采用該技術(shù)進行支護。在施工過程中，若鋼筋用量相對較小，則更易于進行，并可充分利用自動化設(shè)備，提高工程效益。

4.4 基坑監(jiān)控量測

基坑監(jiān)控量測是整項工程中非常關(guān)鍵的一環(huán)，必須貫徹到整個工程的各個環(huán)節(jié)。施工人員要全面了解支護結(jié)構(gòu)方面的動態(tài)情況，并做出相應(yīng)的反應(yīng)，以便于對支護結(jié)構(gòu)等進行有效的控制；通過對各類資料信息的綜合處理，找出最精確的設(shè)計參量，以確保支護的精度；通過監(jiān)測支護變形及支護應(yīng)力，改進支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計。測量工作主要是對基坑的變形情況進行監(jiān)測，了解基坑相關(guān)數(shù)據(jù)變化，對支護結(jié)構(gòu)和地表的沉降、對內(nèi)力和外力的變化、對土體位移、坑壁內(nèi)部的位移、錨桿的軸力等進行的測試[5]。此外，還要按要求對開挖斷面的形狀、深度進行觀測，了解其地質(zhì)情況，以便選取最佳的支護形式及施工方式。要進行測量工作，必須要做到信息化，要對現(xiàn)場的實際狀況和需求進行全面的分析，在基坑附近設(shè)立觀測點，并對其進行專門的監(jiān)測。測量工作要周期性地進行，以確保對基坑施工狀況的不斷監(jiān)測，從而可以對基坑的支護結(jié)構(gòu)，以及周圍的建筑物的沉降狀況有一個全面的認識，并能對其進行及時的調(diào)節(jié)和控制。

4.5 基坑排水施工

為防止基坑內(nèi)產(chǎn)生積水，需進行適當(dāng)?shù)呐潘幚怼Ｔ诨又車仨氁侠淼夭贾靡粭l截流溝，將出水口連接起來，這樣才能有效地防止溝渠中的滲漏問題，同時也不會影響到坑壁的穩(wěn)定性。在基坑的每個層面，都要設(shè)定好排水的橫縱坡，機械開挖在開挖到設(shè)計標(biāo)高上預(yù)留20-30cm時，采用人工清挖到基坑底設(shè)計標(biāo)高，再在基坑的兩邊挖出排水溝。

4.6 拉森鋼板樁支護技術(shù)

在進行基坑支護之前，為了獲得較好的支護效果，技術(shù)人員要對拉森鋼板樁材料進行仔細的選擇和檢測，檢測方式是從表觀及物理性能上逐項進行的。首先在外表上，對于應(yīng)用在工程中的拉森式鋼板樁，要去除其外表上的缺點和瑕疵，在長度、寬度、厚度、平面度等各個參數(shù)上都要滿足有關(guān)的設(shè)計要求。在機械性能測試上，要對其進行詳細的實際性能進行檢測，其中包含了鋼板樁部件的拉伸度、彎曲度、鎖口韌性等，并且將測試后得到的數(shù)據(jù)與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行對比，如果符合標(biāo)準(zhǔn)，就可以使用。

拉森鋼板樁技術(shù)應(yīng)用于管道工程中，存在著沉樁難、帶樁難、樁偏斜難、拔樁難等問題，給工程技術(shù)人員帶來了很大挑戰(zhàn)。對于樁體的傾斜問題，一旦出現(xiàn)，應(yīng)立即暫停所有工作，并對造成這種情況的原因進行分析，對于由于小塊石頭或其他障礙引起的樁體受力不均衡而引起的偏移，應(yīng)利用儀器進行校正，使樁體的垂直度保持在原來的設(shè)計值之內(nèi)，對出現(xiàn)的各種問題進行科學(xué)、理性的解決，從而保證拉森鋼板樁的施工成功。

另外，在拉森鋼板樁法的特定工藝過程中，還可以采用挖土的方法來對板樁進行適當(dāng)?shù)目刂啤Ｓ捎诒卷椖渴且粋€地下管道工程，因此，對于鋼管樁外壁可能存在較大的土壓，因此必須將鋼板樁外壁的寬度與高都限制在3 m以內(nèi)，并通過開挖來實現(xiàn)減壓與卸荷的實用目的，等到鋼管樁內(nèi)壁的砌體薄膜施工結(jié)束后，再按照原設(shè)計方案對其進行回填，從而確保鋼板樁外壁的整體穩(wěn)定，并提高支撐系統(tǒng)的安全性能。此外，在工程建設(shè)過程中，必須時刻關(guān)注拉森鋼板樁周邊的水文、地質(zhì)條件的改變，對含有砂粒、粉粒等土體的特定土層[6]，必須對板樁的變形情況進行詳盡的觀測，如有與原設(shè)計計算結(jié)果不一致的現(xiàn)象，則應(yīng)立即采取措施，保證工程的整體施工安全。同時沉降觀測點可設(shè)在竣工后的鋼板樁上方約10 m的地方，每日分批次對其進行包括水平位移變化的各類監(jiān)測工作，也可以用全站儀進行檢查和復(fù)核，保證數(shù)據(jù)的精度。

4.7 混凝土灌注支護技術(shù)

當(dāng)挖掘深度很大的時候，比如，超過10 m的時候，通常會采用混凝土噴射樁來進行支護，當(dāng)基坑荷載很大的時候，特別是周邊的建筑物很多的時候，就需要采用這種技術(shù)來進行支護。在工程建設(shè)中，通常采用鉆孔灌注樁，其樁長和樁徑要視基坑土體的深度而定。在施工中，若鋼筋的應(yīng)用比較少，則施工更為簡便，并能更好地起到應(yīng)有的作用，從而能夠有效地保障施工質(zhì)量和效率。

5 結(jié)束語

總體而言，在城市地下綜合管廊建設(shè)工程中，基坑支護工作是確保工程施工順利實施的重要工作，工程建設(shè)單位要對基坑支護工作的工作要點進行深入地研究，對施工區(qū)域的地質(zhì)情況進行實地調(diào)查，并據(jù)此制訂出切實可行的施工方案，從而確保地下綜合管廊工作的完成質(zhì)量和效率。