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城市综合管廊深基坑施工技术

发表时间：2021/5/31 来源：《基层建设》2021年第2期作者：韦智操朱慧

[导读] 摘要：综合管廊就是在城市地下建设一个隧道空间，将城市地下建设的排水设施、供热设施、供气设施、通信设施等各种类型的工程成为一个整体，一般情况下均设置有监控系统、吊装口及检修口等，对于各种类型的设施一般均进行统一的管理、设计及规划，对于保证城市正常运行非常关键，做好地下综合管廊深基坑支护施工，对于保证综合管廊深基坑的整体运行质效非常关键。

        中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北省武汉市 430000
        摘要：综合管廊就是在城市地下建设一个隧道空间，将城市地下建设的排水设施、供热设施、供气设施、通信设施等各种类型的工程成为一个整体，一般情况下均设置有监控系统、吊装口及检修口等，对于各种类型的设施一般均进行统一的管理、设计及规划，对于保证城市正常运行非常关键，做好地下综合管廊深基坑支护施工，对于保证综合管廊深基坑的整体运行质效非常关键。
        关键词：城市；综合管廊；深基坑；施工技术
        福马路提升改造工程2标快安1段综合管廊设计范围如下：综合管廊桩号K0+000～K2+895.98，总长2895.98m。综合管廊基坑开挖深度约7.725～12.525m，起点覆土高度约0.3～0.9m。基坑开挖和支护结构设计，成为现阶段综合管廊进展的关键性因素。
        1地下综合管廊基坑特点及支护重难点
        1.1典型的狭长型基坑
        地下综合管廊属于线性构筑物，为典型的狭长型基坑，具有较大的长宽比。此类狭长型基坑的长边效应明显存在。基坑端头部位的受力优于长边，长边跨中往往会出现更显著的水平位移。
        支护结构设计时应适当增加基坑长边跨中刚度、减小支撑间距、及时支护，以减小长边效应对基坑的影响，确保基坑建设期施工安全。
        1.2管廊结构复杂、节点众多
        地下综合管廊结构复杂，除两舱标准断面外，另设置有进风口、吊装口、排风口、逃生口、人员出入口等共170余处。节点尺寸、开挖深度各异，人员出入口开挖深度最浅为3.5m，进风口、排风口开挖深度最深约8m～9m。基坑支护设计时应根据不同节点尺寸、开挖深度进行分区设计施工。
        1.3地质条件极为复杂
        管廊沿线跨度较长，地质条件复杂、变化大。岩（土）层数多达十余层，沿线岩（土）层性质、地层起伏和层厚差异性大。
        场地土质条件差，沿线大面积分布有较深厚淤泥质软土，最厚达13.30m。
        基坑支护设计时应根据地质条件，分区段分别进行支护设计，重点关注深厚软土区段的基坑支护设计、施工。
        1.4周边环境紧张
        拟建项目周边环境极为紧张，管廊位于现状道路非机动车道下方，距离车行道边线仅1.5m，局部临近池塘、建筑物等。
        基坑支护设计时应对周边道路、池塘、建筑物进行避让，并给以相应保护及监测措施，以确保周边道路、构筑物及基坑自身的安全。
        另外，在设计时应特别注意临近构筑物对基坑产生的荷载、现状道路与拟建管廊间的不均匀沉降等问题。
        2支护施工技术要点
        2.1基坑开挖
        挖掘机用于基坑开挖，基坑内的剩余土体被运出。在此高度设计围护系统，并对整个土层进行夯实，以提高施工场地的稳定性。
        2.2挡土桩施工
        钻孔桩用于挡桩。长螺旋钻用来钻孔。用起重机吊下钢笼。浇筑混凝土，采用泥浆护壁技术设置挡土墙桩。在施工过程中，一方面要把混凝土灌满，另一方面要注意随时钻孔。
        钢筋笼采用吊车吊运，自重下放。钢筋笼下降到一定位置后，用相应的振动装置帮助钢筋笼下沉。在下放钢笼的过程中，应注意操作过程的连续性。所有挡土桩应间隔成桩，工作桩孔与新浇桩之间应留有足够的安全距离。
        2.3天车梁施工
        施工过程中采用挖掘机开挖，开挖过程中计算梁顶标高。作业过程中，梁钢筋统一绑扎，运至施工现场，人工搭设，并安装相应的钢模板，提高天车梁的整体性。天车梁混凝土等级为C25。混凝土浇筑前应充分搅拌振捣，分层浇筑。
        2.4砖混挡土墙施工
        天车梁安装完毕后，进行砖混挡土墙施工。

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墙的宽度为370mm，高度为2m，每2m区间架设一个结构柱，挡住基坑上部土层，保证基坑施工的可控性。
        2.5止水帷幕
        在基坑周围形成钻孔灌注桩支护体系后，由于桩间土体暴露的问题，地下水仍能通过桩间土流入基坑，从而影响基坑的安全。因此，在工程施工过程中，有必要在相邻挡土桩之间增设搅拌桩，形成止水帷幕。
        旋喷作业时向搅拌桩内注入水泥浆，进行全振捣。同时，用精密的测量仪器校正桩的垂直度。垂直度误差控制在50mm以内，垂直度误差控制在0.5%以内。
        在作业和施工过程中，应纠正引起井斜的行为。钻机启动后，调整钻机转速，启动高压泵调整压力，使绞车处于放松状态。钻机的钻升速度应控制在0.2～0.4m/min，施工过程中应连续均匀地注入预先拌好的水泥浆。根据地层条件的不同，适当搅拌一次或两次。水泥浆的材料参数要求水泥与膨润土浆的水灰比为1：0.75。
        2.6锚索施工
        随着基坑开挖深度的不断加大，当开挖深度达到锚索设计标高0.5m时，测量放点，将锚索位置准确安装至基坑侧壁，采取长螺旋钻机施工工艺，达到锚索顺利成孔的目的。
        锚索采取钢绞线工艺，其在箍环作用下成为波浪状。在锚索帮助下注浆管得以顺利穿越，在钻孔达到预设位置以后对锚索进行下放。注意在注入水泥浆的过程中，水与灰的配比要符合项目要求，两者比例控制在1：2。在注浆锚凝固过程中，需要有针对性地再次注浆补充。
        在锚固体强度达到预设强度的3/4以后，可以运用预应力张拉工艺。在对其进行张拉过程中，需要用0.1倍轴向力对锚杆预张拉1～2次，以实现对锚具所受拉力的有效性调整。在对钢绞线进行正式张拉过程中，需要提前进行试验。当回缩控制在预先设计的承载力后，需要停留一定时间，在预应力没有发生衰退的前提下用夹片进行锁定。
        2.7土钉墙
        在外侧进行土钉墙作业。其目的在于提高基坑自身的抗水功能，使得土钉墙的高度控制在4.74m，放坡系数为1∶0.4。土钉墙的规模为3排，每排土钉墙都建有一道水平压筋，以使其和土钉墙之间连接成为一个整体。
        土钉材质为Φ48mm×3.5mm的钢花管，在靠近顶端的位置设计成为锥形状，并且对管身进行水泥灌装。通过半椭圆铲对管身进行贯穿，并且运用水泥浆对止水帷幕进行作业，以使水与泥的比例控制在1：2。在孔口发生反浆以后进行再次注浆，以增强注浆功能。
        土钉外部铺设Φ8mm钢筋网，尺寸200mm×200mm，搭接长度不小于300mm，并沿水平方向设置Φ14mm钢筋，钢筋网与锚筋之间连接成为一个整体。在表层采取喷射工艺铺设一层混凝土。运用尺寸为10cm×100cm（高×宽）的混凝土结构，内设Φ16mm主筋及Φ6.5mm箍筋。这对于提高支护整体的稳定性具有重要价值。
        2.8深基坑支护监控要点
        通过对深基坑支护情况进行监控，可实现对支护效果的第一时间掌握，对出现的新情况、新变化第一时间进行反馈，并根据反馈情况对施工过程进行指导。通过对坑壁支撑应力、变形进行测量的方式，可对支护系统进行重新的设计与修正。根据测量数据信息，对设计信息参数进行修改，并根据现场实际情况，在基坑边坡的顶部或者附近建筑物设置观测点，必要情况下应当拍照保存证据，并根据计划开展连续监测，从而更好控制基坑，这个过程中应当做好沟渠渗水的有效控制，更好提升坑壁稳定性。在基坑监测的过程中，应当从施工之前就应当开始监测，在地下工程全部竣工之后，监测结束。在基坑开挖之后对于各个项目的初始值进行测量，在挖掘的快速卸载阶段，技术人员应当每天对各个关键数据进行测量。
        结论
        在综合管廊深基坑施工过程中，可采用围护桩、锚索、砖混挡墙、搅喷桩、围护桩及土钉墙形成综合的支护装置。通过对基坑周边地面沉降、土体深层水平位移等数据监测结果发现，地面沉降和水平位移均符合设计施工要求。由此可见，该支护体系起到了降低安全风险的功能。
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        [4]蔡福.城市地下综合管廊深基坑开挖支护技术浅析[J].水利水电施工，2019（03）：88-91.