市政管道基坑开挖支护施工技术浅析

杨东启

中国水利水电第十四工程局有限公司 云南省昆明市 650041

摘要：随着我国城市的快速发展，市政道路施工与城市管线的建设难以保持相同步调，许多管线设施接近老化，出现容量不够、破损或排水不畅等问题。在对市政管道的改造工程当中，主要以明挖施工为主，选择相应开挖支护方案，能确保施工安全和质量，对施工进度有保障。本文以基坑开挖支护施工技术作为研究对象，浅析市政管网工程基坑开挖与支护技术。

关键词：基坑支护；市政管道；钢板桩

引言

本文的研究对象为某南方沿海城市雨污分流管网建设工程，新建管网的总长度约60km，工程区域的地势相对平摊，土质类型以素填土为主，此外包含粉质黏土与细砂底层，地下水位深度为2m，管道开挖深度1～6m，管径DN400～DN1200，基坑开挖中,由于管网结构复杂,在基坑施工中需要采用有效的支护技术,还要做好基坑排水工作。

市政管道施工受到的外界因素影响较多，特别是道路交通、周边建筑和道路的影响，基坑施工作为管网工程中关键性部分，如果基坑的开挖和支护方式选择的不合理，就会直接的对基坑的施工安全、质量带来严重的影响，严重的话，可能导致周围地基土体的变形，产生坍塌，还会给周围的建筑稳定性带来不利后果。

1基坑支护方案选择

市政管道工程沟槽深基坑支护结构主要为支挡式结构、混凝土逆作墙和放坡，其中支挡式结构的适用范围最广，包括撑板支护、型钢支护、钢板桩支护等。支护结构的选择需要综合考虑各个方面的因素，在符合安全的原则下，需要合理选择深基坑支护结构形式。既要分析到支护结构破坏、土体失稳或变形对于周围环境与地下结构施工的潜在影响，又要调查标段内影响机械施工的障碍物与管线情况，制定详细的保护处理措施。

2基坑开挖施工技术的要点分析

深基坑开挖采用机械与人工配合开挖方式，挖土按照“纵向分段、竖向分层、先支后挖”的原则进行，对于人工开挖形式，主要能够在不适合应用机械设备的环境中应用，如有狭窄的施工作业面、基坑底部等。对于选择开挖方式，具体要看实际条件和实际状况，当地质条件较好、场地宽阔、距离周边构建筑物较远、交通影响小的区域，优先选择放坡开挖；当不具备放坡开挖条件部位，采用支撑下垂直开挖。其中支撑下垂直开挖是本工程深基坑常用的方式。

基坑开挖每层挖深度1m为宜，要求分段施工，原则上按7～9m一个开挖段。开挖至支撑标高下方约30公分后，应及时进行支撑施工，待支撑施工完毕，方可进行下部开挖。挖土以机械为主，人工为辅，最后30cm以下土体必须用人工开挖；雨天开挖应分层，分层厚度不宜大于20cm。 机械挖土至设计标高后，立即进行人工修土和设垫层，并必须在12小时内完成。基坑开挖的弃土禁止堆放在坡顶两侧，堆土应堆在基坑边2m以外，堆土高度控制在1.5m以内，坡顶荷载不得大于10kPa。

基坑开挖会产生较大的土方，所以在进行施工之前就需要对土方的处理进行合理规划，开挖时还要做好分层、分段等安排，并对开挖出来的土及时进行处理，避免大量堆积影响现场的施工秩序。在完成基坑开挖后，还要对开挖情况进行全面的测量，确保基底达到设计高程。

3基坑支护施工技术的要点分析

3.1板式支护技术

基坑分段施工，在狭窄巷道中施工，原则上按6m一段开挖，基坑分层开挖，每隔0.3m设置木板挡土及支撑顶紧后，继续挖土，再支撑，如此循环直至形成设计基坑，若木板与后背土接触不密实，灌砂填充使其密实，下支撑尽量靠近基底，但两道支撑间距不大于2m。如基坑较浅，换填层有一定的锚固作用时，取消第二道支撑，横向支撑与立柱顶紧并用楔块等牢靠固定，直至基坑回填完毕。支撑拆除应从下往上挨道拆除，待沟槽土体回填至支撑标高下方约20cm后，方可拆除一道支撑。

3.2型钢支护技术

开挖深度2m≤H＜2.5m时，采用4m槽钢支护，垂直方向设置1道支撑，开挖深度2.5m≤H＜3m时，采用6m槽钢支护。地质情况较好时垂直方向设置2道支撑；地质情况较差时（如管底以下有较厚淤泥）沿管道方向设置3道支撑，第三道支撑距地面0.5m，第三道紧贴坑底设置，基坑回填时第三道支撑不拆除。

槽钢采用单独打入法施工，在一根打入后，把它与前一根焊牢，防止倾斜。在施工过程中应用仪器随时检查、控制、纠正槽钢向前进方向的倾斜。如果发生倾斜时，用钢丝绳拉住桩身，边拉边打，逐步纠正。如果坑底以下存在全风化、强风化岩层，槽桩无法直接打入时，可采用引孔方法施工，确保槽桩入土深度达到设计要求。

围檩、横撑应先安装再往下开挖，拆除应与回填土的填筑高度配合进行，且在拆除后应及时回填；拔除槽钢前，应仔细研究拔桩方法、顺序和拔桩时间及土孔处理。拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、构筑物或地下管线的安全。

3.3钢板桩支护技术

开挖深度3m≤H＜4m时，采用6m拉森钢板桩支护，垂直方向设置2道支撑。开挖深度4m≤H＜5m时，采用9m拉森钢板桩支护；开挖深度＞5m时，采用12m拉森钢板桩支护。地质情况较好时垂直方向设置2道支撑，地质情况较差时垂直方向设置3道支撑。

施打前应将桩尖处的凹槽底口封闭，避免泥土挤入，锁口应涂以黄油或其它油脂。对于年久失修、锁口变形、锈蚀严重的钢板桩，应整修矫正；弯曲变形的桩可用油压千斤顶或火烘等方法进行矫正。

施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，准确的标出支护桩中线。普通区域采用振动沉桩法施工，在一根打入后，应把它与前一根焊牢，防止倾斜又避免被后打的桩带入土中。对于需要重点保护的区域，采用静压法施工。

按开挖深度及时进行内支撑，第一层围檩安装高度约离地面50cm处，上部支撑完毕后方能进行下部的开挖。拔除前应仔细研究拔桩方法、顺序和拔桩时间及土孔处理，设法减少拔桩带土。对拔桩后留下的桩孔，必须灌沙及时回填处理。

在软土中打桩，当遇到不明障碍物或者钢板桩本身倾斜弯曲时，板桩阻力增加，会把相邻板桩一起带着下沉。可以将发生共连的桩焊在围檩上，也可以将发生共连的桩和其它已打好的桩用角钢电焊临时固定来解决。为减少阻力，也可将黄油等油脂涂在锁口上。遇有强透水层（如中粗砂等地基），导致渗水过大，可以结合水泥搅拌桩或高压旋喷桩予以止水。

3.4基坑内外防排水措施

支护桩施工完成后，沿基坑外侧0.5m设置排水明沟，在四个转角处设置集水井，可与其他排水沟（管）连接，及时将集水抽排或自流排走。基坑内排水随挖土进行，根据实际施工情况设置集水井，井内安装抽水泵抽水。

3.5基坑检测

基坑开挖既要保障基坑的稳定性和安全性，也要避免基坑开挖对周边建筑构产生不良影响，如果过程中出现地质条件不良等问题时，需要加强对坍塌等地质问题的防范措施。并对深基坑周围的建筑物情况进行详细观察，制定基坑监测方案，加强施工期间的基坑安全监测，在监控发生预警情况下，立即停止施工并通知参建各方协商，调整支护设计方案。

结语

市政管道的深基坑工程技术难度较大，受地面交通、周边建构筑物及现状管线等因素的影响大，施工过程中可能产生设计变更情况，如何对全过程进行合理设计，则成为了主要的技术管理要点。本文结合实际的管道深基坑工程进行了分析，结合周围的地质条件、水文条件及基坑不同深度，选择相应的开挖支护方案，能够保证施工安全和质量，可为同类工程提供参考。

参考文献

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