浅谈软土地区综合管廊深基坑钢板桩支护施工技术

                          浅谈软土地区综合管廊深基坑钢板桩支护施工技术

           刘小娃

                    (中交二航局第四工程有限公司)

摘 要:综合管廊是合理利用地下空间资源,解决地下各类管网布置困难的有效途径。在国外,日本及欧洲国家已有近五十年的发展历史，近年来国内少数几个城市也开展了综合管廊的小范围试点建设，主要是把市政、电力、通讯、燃气、供水排水、热力等各种管线集于一体,在城市道路的地下空间建造一个集约化的隧道,这在国内属于新兴工程,总体来讲尚处于探索阶段。

由于综合管廊一般都线性布设,结构呈长条状,他的施工就是一个动态向前推进的过程,因此管廊基坑的支护，实际上属于短期的临时支护,那么在此类工程中钢板桩通常会作为一种首选的支护形式。那么,钢板桩支护是否在软土地区的管廊深基坑中也适用,这就需要进一步的研究。关键词:软土地区 综合管廊 钢板桩支护

1 前言

随着城市的发展，大家对建设地下综合管廊实现城市基础设施的现代化，达到对地下空间的合理开发利用已经成为共识,并逐步在扩大建设规模，前景非常广阔。

由于综合管廊属于深基坑施工，深基坑支护的方式较多,有地连墙、工法桩、管桩、钢板桩等等,相比较投入成本,和施工周期的长短,钢板桩因其成本投入低、占地范围小、施工操作简单、工期短、可周转使用等优势赢得了众多人的青睐，在满足基坑安全要求的前提下,通常它会作为一种首选的支护形式。但是钢板桩支护工艺在软弱其含水量大的土质下的综合管廊深基坑中应用，暴露的安全和质量问题比较多，如果不加以研究克服将影响管廊的后续使用及钢板桩支护在软土地区管廊深基坑中的推广应用。

2 钢板桩支护存在的问题

钢板桩支护在软土地区的综合管廊深基坑中的应用，暴露的问题主要有两个方面，一个为安全方面,主要表现为:钢板桩难于施打顺直、基坑易变形、钢板桩容易产生踢脚和基地隆起等。另一个为质量方面，主要表现为后期钢板桩拔出时管廊结构分段变形缝处会产生不均匀沉降,形成错台,导致变形缝止水带拉裂,止水失效,发生渗漏水,严重的还涌泥涌沙.甚至结构开裂等。

安全问题，通过加强支护或其他措施一般都能解决,而较难解决的是后期拔桩时产生的质量问题，因为管廊结构已成型并回填,处理起来比较棘手。

因此，为使钢板桩支护工艺能更好的推广，所以非常有必要对软弱地层中管廊基坑钢板桩支护的施工技术进行研究。

3 对策研究

为了更好的理解，这里以某城市综合管廊工程的建设为例来进一步说明。

1、工程概况

某城市地下综合管廊工程，涉及9条道路，总长度约12km,管廊内部主要纳入了给排水、暖通、电力电信、电气自控、消防等专业管线,综合管廊为矩形断面,分为单仓和双仓两种形式。综合管廊基坑支护为钢板桩支护形式,基坑开挖深度5~11m,顶层横撑为Ф426x9钢管，其余底层均为Ф630x9钢管，横撑水平间距4.5~6.0m，围檩采用400x400型H型钢。管廊主体结构为C30钢筋混凝土结构，壁厚30cm，防水等级P8.箱体每20~25米设置一道变形缝。

管廊穿越的土质主要为②2层:淤泥质粉质粘土,稳定水位在自然地面下0.5~1.8米水位标高4.23~6.29米，综合管廊原设计的地基处理方式除道路交叉口为水泥搅拌桩外,其余均为 60cm 厚的级配砂石换填。

2、施工遇到的问题

本管廊工程在最短的一段试验段施工时，前期暴露的问题比较多,安全方面,主要表现为:钢板桩难于施打顺直、基坑易变形、钢板桩容易产生踢脚和基地隆起等。质量方面,主要表现为后期钢板桩拔出时管廊结构分段变形缝处会产生不均匀沉降，形成错台,导致变形缝止水带拉裂,止水失效,发生渗漏水,个别部位还涌泥涌沙,井室端头变形缝处甚至结构产生开裂。

安全方面的问题,通过钢板桩定位施打、支撑施加预应力,加强基坑支护等,均得到了解决。但是质量方面的问题就较难解决了,因为基坑已回填,管廊已成型,处理无从下手。

为了更好的解决这个问题，相关参建方多次邀请各专业的专家到场分析讨论，最终一致认为造成拔桩后一系列问题的根本原因是由于钢板桩后续振动拔除时钢板桩起拔带泥使地基十流失、地基土强度在振动过程中的削弱、坑内地基回弹再压缩、二次振密等多种因素。

3、解决思路与方法

要彻底解决这个问题，首先根据问题产生的原因,找出解决的思路:

1)、必须要降低钢板桩拔除的困难度缩短钢板桩振动拔除的时间，以减少对管廊基地土的扰动。

2)、必须要避免钢板桩拔除时振动影响范围过大、过频,扰动过于集中,以减少管廊局部差异性沉降过大。

3)、在钢板桩拔除过程中,必须要确保基地土不流失;

4)、在钢板桩拔除过程中,要及时的对钢板桩拔除后残留的空隙进行填充。

有了解决的思路,各方经过讨论,制定了如下几种措施进行试验处理:

1) 、将管廊基底的原先的素混凝土垫层改为钢筋混凝土满堂垫层，它的作用在于有效减小钢板桩在软土地层中锚固端的相对自由力臂，使基坑开挖后及早的在基地形成一道支撑，避免钢板桩发生踢脚，而引起的后期钢板桩拔除困难及拔除时间过长对管廊结构的稳定性产生影响，同时也降低了基地土的隆起量,减弱了基地土回弹再压缩模量。如图:

2) 在管廊基底中部采用间隔布设深搅桩,在管廊基底两侧靠近钢板桩墙的部位布设相互咬合的连续深搅桩，有效的避免管廊基底土流失而引起的结构不均匀沉降，同时经过复合地基处理提高管廊基地土体的承载能力,有效的保证管体的稳定。

3) 钢板桩采用分区段系统性间隔跳拔加压密注浆的方法,避免钢板桩拔除时振动影响范围过大、过频,扰动过于集中,而引起管廊局部差异性沉降过大。

4总结

经过在后续试验段实施验证，并全程进行监控监测,采用以上方法,钢板桩拔除后管廊的总沉降量均控制在5cm内，变缝处差异性沉降均控制在1.5cm以内,变形缝的渗漏水得到了有效解决，完全满足了管廊的使用要求。

通过对本项目的的研究，解决软土地质中综合管廊深基坑采用钢板桩支护的一系列安全、质量等复杂问题、从而使钢板桩支护的应用领域更为广阔，为今后类似项目的规划、设计与施工提供参照。对进一步推动沿海、沿江地区的综合管廊建设，具有非常重要的意义。

作者简介:刘小娃,工作单位:中交二航局第四工程有限公司,职称:工程师,职务:项目总工程师