关于污水管道基坑支护工程施工技术的探讨

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摘要：本文结合某工程施工实例，讲述了污水管道基坑支护工程的施工技术要点，供同行参考。

关键词：污水管道 基坑支护 施工

中图分类号：TU81文献标识码： A 文章编号：

1 工程概况

某工程通过各方面的综合比较，除采用放坡开挖及支护体系外，当基坑开挖深度≥7米时，基坑支护主要采用拉森钢板桩+支撑支护，基坑支护底宽为：0.8m+管道外包尺寸+0.8m，基坑底宽的外放尺寸已包括施工所需的工作平台距离，管道沉沙井的尺寸也包含在基坑底宽的外放尺寸。

2基坑钢板桩支护施工

2.1基坑钢板桩材料选用

本工程拟选择IV型拉森钢板桩，技术参数如下：尺寸、宽度b=400mm、高度h=180mm、腹板厚t1=15.5翼缘厚t2=10.5、单根截面积A=99.14cm2、惯性矩，单根IX=4.025cm2、每米宽31.963cm2/m载面抵抗矩，单板343cm2；每米宽2043cm2/m。

2.2 拉森钢板桩挡土支护结构计算：本工程采用单锚形式进行其受力图如下：

主动土压力

被动土压力

式中:

为使钢板桩保持稳定，在A点的力矩应等于零，即使ΣMA=0

EaHa-EpHp=0Ea2/3（H+T）-Ep（H+2/3T）=0整理后板桩最小的入土深度 要根据图示可知本次管沟开挖深度为挖土6m深，计算查得平均土重18KN/m3，内磨擦角细砂土为200~300，取ф=250

计算桩的最小入土深度t0X=√6P0/P（K。Kp-Ka）先求X=√6*133.88/18/（1.7*2.464-0.406）=T.433mt0=Y+X=3。433+0。822=4。255t=1。2 t0=1。2*4。255=5。11桩总长L=h+t=6+5.11=11.11选取12m长度的拉森钢桩桩截面复核：设剪力等于零处距桩顶为X。

采用IV拉森钢板桩符合要求。

3 钢板桩的施工

3.1钢板桩施工的顺序

根据施工图及高程放设沉桩定位线实施表层回填矿渣土剥离根据定位线控设沉桩导向槽整修平整施工机械行走道路沉设围护桩将围护桩送至指定标高焊接围囹支撑挖土排水管廊施工填土拔除钢板桩。

3.2 钢板桩的检验、吊装、堆放

⑴钢板桩的检验

钢板桩运到工地后，需进行整理。清除锁口内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等)，对缺陷部位加以整修。

⑵钢板桩吊运

装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。

⑶钢板桩堆放

钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。

3.3 钢板桩的打设

⑴打桩机械的选择：采用挖掘机加振动锤改装而成 ，振动锤为日本产NPK-HP-7SXB型，激振力200kN。

⑵导向架的安装

在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导向架，亦称“施工围檩”。导向架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为2.5～3.5m，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大8～15mm。

(3) 钢板桩打设

钢板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分，以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用，且板桩墙面平直，以满足基础施工的要求。

根据现场施工条件，采用单独打入法。

此法是从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。因此，桩机行走路线短，施工简便，打设速度快。但是，由于单块打入，易向一边倾斜，累计误差不易纠正，墙面平直度难以控制。

3.4钢板桩的拔除

管道安装完，基坑回填后，才能拔除钢板桩。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间，否则，由于拔桩的振动影响，以及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、构筑物或底下管线的安全。设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、灌沙措施。

先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，可先行往下施打少许，再往上拔，如此反复可将桩。

4 钢板桩施工常见问题与处理对策

4.1 钢板桩向行进方向倾斜

由于连接锁口处的阻力大于板桩周围土体阻力、形成一个不平衡力，使钢板桩向行进方向倾斜，为防止这种情况出现，要用仪器随时检查、控制、纠正，若已发生倾斜，则用钢丝绳拉住桩身边拉边打，逐步纠正。

4.2 共连（将相邻钢板桩带入）在软土中打桩，当遇到不明障碍物或钢板桩自身倾斜时，钢板桩阻力增加，会把相邻钢板桩一起带着下沉，发生时将发生共连的钢板桩用角钢电焊临时固定，或用黄油等油脂涂在锁口上以减少阻力。

4.3 扭转，在打桩过程中发生扭转时

（1）在打桩进行方向用卡板锁住钢板桩的前锁口

（2）或在钢板桩与围檩之间的两边空隙内，设一只定榫滑轮支架，制止钢板下沉中转动

（3）或在两块钢板桩锁口扣搭处的两边，用垫铁的木榫填实。

5 土方开挖与回填施工方法

5.1 放坡开挖施工

由于地层地质条件差异较大及地下水位高给施工带来很大难度。施工中应视实际情况确定合理的开挖顺序，分段分层开挖施工。工程通过各方面的综合比较，除采用放坡开挖及支护体系外，当基坑开挖深度≥7米时，在基坑支护时主要采用钢板桩+支撑支护。

5.2 土方开挖

(1)本工程土方开挖包括基坑开挖范围内的土方工程开挖及原有基层、砖石结构的拆除。根据工程土方开挖量的大小，工程土方开挖主要采用挖掘机进行挖土，开挖过程中拟配备人工进行配合修整。

(2)基坑开挖前应查明场地范围内的地下管线、地下建构物情况，如有管线不能迁移时应采取确实可行的加固保护措施，确保施工期间地下管线的安全和正常使用。

(3)基坑开挖过程中严禁超挖、抢挖。

(4)在基坑开挖过程中，严禁“大锅底”开挖，并作好基坑内的排水工作，如在雨季施工必须准备足够的抽水设备，保证基底不被长时间浸泡。

(5)土方开挖以机械开挖为主，人工负责清理配合，挖土过程中派测量员实时监控，保留200mm厚土层用人工清理，以防挖土机扰动基层土。

(6)挖土过程中应密切注意天气变化，合理组织明排水，如遇雨天，应对已挖至基层标高的土满铺塑料薄膜予以保护，并停止对最后一层土的清理。

(7)基坑挖至设计标高后，应通知监理、设计、质监站等部门及时组织检槽，并做好验槽记录，存档。验槽合格后，方可进行后续工程的施工。

(8)土方开挖时应沿基坑周边挖出深过开挖底面0.5米的排水沟，基坑里围设集水井，并配备污泥泵机及时将坑内的积水排除干净，以保证开挖面不受积水影响。

(9)人工放坡在开挖时，应采用相应的坡面、坡顶和坡角排水、降水措施。当基坑开挖至地下水位以下，且土层中可能发生流砂、流土现象时，应采用降水措施；如土质较好，亦可采用明沟或集水井排水。

(10)基坑开挖完成后，应及时进行地下工程施工，在整个地下工程施工期间应进行坡顶位移和地面及临近建筑物的沉降观测，并作好记录。

(11)为保证土方开挖的顺利进行，在进行坑底排水的同时，为防止地表水的进入，在基坑开挖时，坑顶设一道排水明沟，一方面排走坑内抽出的积水，另一面阻断外界流水进入坑内。汇集水排入市政管网前需进行三级沉淀池进行沉淀才可排进市政管井。基坑顶设排水明沟内径为300×300mm。两边红砖砌筑，墙厚180，1：2.5水泥砂浆批挡200厚。排水沟及沉淀池设专人定期进行清理。集水井隔40m左右设置一个，集水井的直径为0.8m。深度随挖土的加深适当设置。坑内排水简图如下：

(12)管道基底有下卧淤泥等软弱地层时，应进行地基处理。

一般当软弱地层厚度小于1米时，进行换填处理。换填采用砂土或灰土，分层夯实。软弱地层厚度大于1米时，采用木桩或深层搅拌桩处理。位于河道或水塘的浅埋管段的淤泥土，应采用换填土方处理或采用抛石挤淤处理。

(13)基坑底宽度按设计图纸推荐的沟槽最小净宽度：

当管道采用钢筋砼管，底宽为：0.8m+管道外包尺寸+0.8m；

当管道采用其它材料，底宽为：0.6m+管道外包尺寸+0.6m；

基坑底宽的外放尺寸已包括施工所需的工作平台距离，管道沉砂井的尺寸也包含在基坑底宽的外放尺寸。

5.3 土石方回填

各种管道分段验收合格后进行下道工序、分段管区回填土料中砾石或石块最大粒度不得超过19。在填料中，砾砂和粗砂等的颗粒量应占总量的50％以上。管沟的夯实应从沟槽壁两侧同时开始，逐渐向管道靠近，严禁单侧夯实。管区回填料的压实度为95％。管区回填土厚度分为主管区回填土厚度和次管区回填土厚度。主管区回填土应在管道安装后尽快回填，次管区回填土在施工验收时回填、土方回填人工机械夯实。

6 结束语

深基坑支护施工在污水项目的成功应用，在经济上大大节省了建设成本，并为日后深基坑开挖的施工提供了相关经验。