临江不同特殊地质市政工程深基坑支护技术应用

临江不同特殊地质市政工程深基坑支护技术应用

王刚

上海建工四建集团有限公司   上海市     201103

摘要：在市政工程的深基坑施工中，需根据工程实况加强对支护技术的合理应用，提高工程的安全与质量。本文结合南充市高坪区城市综合整治建设项目临江路综合管廊基坑项目，通过分析不同地质特性，针对性的选择基坑支护方案，对土钉墙支护技术、拉森钢板桩支护技术、SMW工法桩技术技术进行了阐述及分析。结果表明，三种支护技术在市政基坑支护中取得了良好的效果。

关键词：市政工程；特殊地质；深基坑支护技术

随着社会的发展，市政工程中地下工程越来越多，且都埋深较深、尺寸较大，如地铁、地下综合管廊等。地下工程施工往往多采用开挖的方式，开挖深度很多在10米以上，这对施工中的安全是一项重大的挑战，故对深基坑的支护质量就显得尤为重要。现有得基坑支护技术有很多，各种支护技术所适用的情况也不经相同，经济成本也有很大的差异。现以南充市高坪区城市综合整治建设项目临江路综合管廊基坑为背景讲述在施工过程中，根据实际情况选择正确的支护方式，可以确保工程安全，提高经济效益，为后续相似工程提供借鉴。

1工程概况

高坪区城市综合整治建设项目临江路工程临江路场地地貌单元属于嘉陵江岸高级阶地与浅丘相接地段，场区地势起伏较大，紧邻嘉陵江。该道路等级为城市主干路，红线宽60m，该项目涉及综合管廊施工，埋深在6-15米。场区地质结构复杂，主要包含杂填土、软土、黏土、粉土、砂土、强风化砂质泥岩、砾石等，正常地下水位259.2m，原地表高程263.15m-282.43m，分布情况详见表1。

表1 主要地层分布

2基坑支护形式选择

基坑支护形式的选择首先要考虑的是安全，其次经济也是重要的因素。本项目位于江边，地质条件多样化，基坑深度不统一，这为基坑支护形式的选择增加了困难。针对地层情况、地下水位、雨季施工等特点，分析不同形式基坑支护技术特点，结合安全、经济因素综合考虑，进行分段设计基坑支护形式，各段支护形式详见表2。

表2 各段支护形式

2

3

深

3基坑支护施工技术

3.1土钉墙支护技术

3.1.1土钉墙方案参数

土钉钢筋HRB335级钢筋，直径18mm，土钉长度为开挖深度的0.6倍，横向和竖向间距均为2m，喷射混凝土C20，钢筋网钢筋直径6mm，间距300mm。

3.1.2土钉墙支护施工难点

土钉的抗拔力决定了边坡的稳定，在施工过程中，土钉的成孔和注浆质量尤为重要。在本工程中基坑最深的地方达到15m，计算得出土钉体长达9米，成孔难度大；粉土局部自稳定性差，成孔会遇到塌孔等；在风化岩层中会遇到坚硬岩层，难以成孔以及出现塌孔等；水是引起边坡坍塌的重要因素，在粉土中如何防止地表水下渗也是一大难点。

3.1.3施工中遇到的问题解决措施

（1）施工期在雨季，下雨概率大且雨量大。粉土透水性高、遇水易收缩沉降，造成基坑失稳的危险。本工程该路段基坑位于地下水之上，暂不考虑地下水，重点防止地表水下渗。综合考虑经济和环保的因素，在基坑边缘铺设一定宽度和厚度的饱和黏土并压实，利用黏土的不透水性阻止地表水下渗。

（2）在本工程中，在风化砂质泥岩层中夹杂着一层30-50cm厚的软土层，且含有裂隙水。施工土钉前，先对该软土层采用注浆的方法进行处理，注入深度为0.5m的水泥浆液，并设置泄水管，待水泥浆液强度达到80%后喷射第一层混凝土。

（3）部分土体钻孔时自稳能力差，出现钻孔塌孔。塌孔会造成注浆不饱满，土钉抗拔力不够。针对塌孔现象，采取更换土钉体的方法，将带肋钢筋换成钢花管成孔，浆液沿钢管四周的小孔向四周渗流，与周围土体凝结形成土钉。这种方法成本会高一些。

（4）风化砂质泥岩自稳性高，存在一些坚硬岩石，成孔困难，且易塌孔。在该类土层中，采用钢花管成孔，改变土钉布置形式。通过计算采用长短形式土钉（一根长土钉、一根短土钉交错布置0，并适当增大土钉间距，长土钉遇到坚硬岩石时，避开该岩石，旁边的土钉深度加深。

3.2拉森钢板桩支护技术

3.2.1 拉森钢板桩设计参数

本工程6-7米的软土地基基坑支护，经过计算采用15m的钢板桩，设置一道400*400型钢围檩，内支撑采用350*350型钢，间距5米一道。

3.2.2拉森钢板桩施工难点

拉森钢板桩自身具有足够的强度和刚度，能满足基坑支护的要求，在施工过程要保证桩插入到设计深度。由于地质条件复杂，桩长达到15米，砂土通过遇水沉积板结，且可能含有孤石等，造成钢板桩打入困难；水是基坑稳定的重要因素，保证钢板桩防水也是一大难点。

3.2.3施工中遇到的问题解决措施

（1）打入过程中阻力过大，不易贯入。针对这一难点采取射水辅助沉桩。

（2）地层中遇到孤石或其他坚硬物致使无法沉桩。先根据钢板桩打入深度确定障碍物位置，位于基坑底以下的采用3m长、3m宽的回字型施工法；位于基坑底以上的采取开挖的方法清理障碍物，在施打钢板桩。

（3）打入过程中部分地层贯入度很大，钢板桩打入设计标高后继续下沉。针对这一情况采取将附近几块钢板桩焊接在一起以增大阻力。

（4）局部出现渗漏。首先应把控好钢板桩进场质量验收，成桩质量；发生渗漏后，对于锁口不严密的小渗漏，采用纤维棉絮封堵缝隙；对于桩缝较宽的采用粗砂、锯末粉、收缩水泥调和后在漏水上方桩外侧沿堵漏导管注入到缝隙处，将缝隙填充密室达到止水效果。

3.3 SMW工法桩支护技术

3.3.1 SMW工法桩设计参数

本工程采用三轴钻掘搅拌机，围护桩为Φ650@450 三轴搅拌桩，水泥参量20%，内插H500*300型钢。

3.3.2 SMW工法桩施工难点

SMW工法桩作为一种地下连续墙，墙体的强度和防水的保证基坑稳定的关键。在施工过程中要保证水泥搅拌桩搅拌均匀，不能出现断桩或夹层。在砂土、黏土、砾石土中成桩困难，极易出现搅拌不均匀等难点。

3.3.3 施工中遇到的问题解决措施

（1）在砾石土钻掘困难。为提高工作效率及保证成桩质量，更换了钻掘钻头，在钻头下面叶片上加焊合金道具，增加搅拌翼和先行搅拌翼。

（2）在砂土层和砾石层进行复搅，以保证H型钢能顺利插入。

（3）在本工程中遇到大粒径砾石，致使搅拌机无法成桩，对于10cm以下的孤石采用加水冲击，提高水泥参量；对于较大孤石，根据深度采用开挖清除孤石后在回填的方法，深度较深的则采用加桩补强的措施。

4施工效果

事实证明，对三种支护方法施工过程遇到的问题采取有效的解决措施是有效的。通过监测数据显示，三种支护形式基坑的位移和沉降均在3cm以内，不同地质条件选择不同的基坑支护方法，确保基坑安全稳定。针对不同地质性质分析，采用合理的支护形式，提高了经济效益。采用合理的支护形式，降低了水泥用量，减少对周边土体的扰动，最少的弃土，对周边环境影响降到最低。

（1）通过统计泄水管出水量，发现出水量很少，说明采用黏土防水效果很好，检测土钉体的抗拔力大于设计值，满足要求，结合基坑边坡的自问性能，优化土钉墙设计，提高了施工效率，且基坑稳定安全，。

（2）射水辅助能很好的帮助拉森钢板桩成桩，粗砂、锯末粉、收缩水泥调和物对拉森钢板桩缝隙封堵有良好的效果。

（3）在砂土、砾石地层，更换钻头、复搅有助于SMW工法桩搅拌均匀，有助于H型钢的插入，通过成桩检测未发现断桩、夹层等质量问题。

5结语

（1）市政工程深基坑情况本身就十分复杂，对支护技术的配置要求高，需明确各类支护技术的适用情况，根据施工环境及基坑特点选择更为适合的支护技术，同时做好施工中的安全管理工作，增强支护体系的安全性及稳定性，提高市政工程的建设质量，提高项目经济效益。

（2）采用黏土作为防水层，可以起到很好的阻止地表水下渗，且经济；钢花管作为土钉体在粉土中可以避免塌孔问题，保证注浆饱满，提高土钉体的抗拔力；在风化岩层中采用长短土钉结合的方式即能保证土钉墙的应力分解，也可以降低成孔难度，提高施工效率。

（3）采用射水辅助有助于拉森钢板桩的打入，粗砂、锯末粉、收缩水泥调和物对拉森钢板桩缝隙堵水效果良好。

（4）通过优化钻机钻头有助于水泥土搅拌桩在砂土及砾石土中成桩，使得搅拌均匀，保证成桩质量。

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