城市综合管廊下穿河道段基坑支护技术

城市综合管廊下穿河道段基坑支护技术

董浩1钟荣1夏鹏程1孟相羽2张兴勇1

1项目技术依托工程概况及技术背景

1.1工程概况

1.1.1设计情况

芒市中心城区阔时路（西二环至滨河路段）综合管廊工程位于云南省德宏州芒市阔时路，为两舱综合管廊（燃气舱、综合舱），综合管廊标准段断面尺寸为：B×H=5.9m×3.3m，,侧墙厚度为400mm和300mm，顶板厚400mm，底板厚400mm。管廊基槽管廊在K0+210～K0+248段穿过河流底部，过河处基坑深度约为14米，属于深基坑工程。

1.1.2环境情况

此处河流全宽约为20米，河水深约2米，流量较小，流速缓慢，约为0.3m/s。据近年气象资料及周围走访了解，自进入六月雨季后，平均水位将较冬季枯水期水位上涨0.5米，流速增加，最高水位将上涨1.2米，围堰施工需考虑河水最高水位。

此段管廊北侧有一桥梁，其中垂直距离最小的桥梁距离管廊外壁为1.2米。

管廊与现有桥涵关系图

1.1.3地质情况

根据《芒市中心城区管廊建设项目（阔时路综合管廊）岩土工程勘察报告》及其余段基坑开挖后地质揭露显示，管廊基坑5米以下为卵石层和圆砾层，卵石直径在200～400mm且埋深、厚度大。

1.2技术背景

根据分析研究针对该河流进行截流后回填河道，由于桥涵基础为满堂毛石混凝土基础，为保证基坑支护安全性与基坑底干燥无积水K0+210～K0+248段管廊基坑采用φ800@1200长螺旋钻孔灌注桩+φ800@1200高压旋喷桩止水形式支护。

2项目技术详细技术内容

（1）基坑支护的施工流程：河道填土围堰→打长螺旋支护桩→桩间距高压旋喷注浆止水→基坑内支撑→基槽挖土→垫层、管廊主体及防水施工→防水保护层施工→基槽回填土。

（2）主要施工工艺

2.1长螺旋灌注桩的打设

2.1.1钻机就位

钻机就位时，要做到机座平稳，用铅锤测定钻机桅杆的垂直度，钻头中心与桩位偏差不得大于20mm。

2.1.2钻进成孔

开孔时，将钻头下活瓣合拢，钻头对准桩位，经质检员检查合格后方可施工；

在钻进过程中，随时检查钻机的平稳状态和垂直度，确保桩孔垂直度＜1%；

开孔钻进至设计深度终孔，提钻200mm左右，开动输送泵，泵送混凝土。

2.1.3混凝土搅拌

本工程所用混凝土均采用云南建投绿色高性能混凝土有限公司德宏分公司提供的商品混凝土。

2.1.4泵送混凝土

①接输送泵管，把输送泵管与螺旋钻具连接起来，注意软管长度要大于钻具长度。顶端采用弯管，泵管连接处加密封圈，以防止泵管漏浆。

②释放空气：将弯管顶部放气孔打开，泵送砼排出钻具内空气后，关闭放气孔。

③压灌：将钻具提离孔底20cm左右，启动输送泵，泵送砼，同时开动卷扬机，匀速提动钻具，钻头活门在自重及泵压下打开，将砼注入孔内，注意钻具提升速度不大于泵送速度（排量）。

④压灌混凝土至高井口，停泵，提出钻具，清理钻具及桩头泥土。

⑤按照泵送混合料速度边送料边提钻时,泵送砼量略大于提钻形成的钻孔体积。

⑥为确保在粉质粘土和流沙层中成桩不缩径，在该层泵送砼时，提钻速度要比正常提钻速度减少1/3，在钻杆中的砼面要略低于地平面。

⑦泵送砼与钻杆提升等操作，派业务熟练的专职人员统一指挥，理论和实践相结合，即泵送砼形成的柱状体积，应大于提钻形成的柱状体积，并结合耳听钻杆内砼液面的高度。

2.1.5钢筋笼制作及安放

①本工程所用钢筋必须有出厂合格证书，并经试验室检验合格后，方能用于工程施工。

②钢筋笼制作，应严格按照设计图纸进行。

③钢筋笼制作应在制作平台上进行，钢筋需进行调直除锈处理。

④将钢筋笼放置孔的中心，用振动器将钢筋笼振至设计位置。

长螺旋灌注桩施工

2.2高压旋喷止水帷幕施工

（1）清除障碍：清除施工范围内的场地及地下障碍物，准确标明地下管线的走向。

（2）平整场地：先将施工场地加以平整，确保钻机正常行走，工作面宽度必须保证钻机正常施工。按设计图纸准确测放桩位轴线后，钻机方可进入施工现场，施工要求水源充足，以便顺利施工。合理布置施工现场，场外的道路须满足可供运进水泥和机具的车辆直达施工现场，平整好材料堆放场地。

（3）钻机就位：按照测放的桩位，将钻机移至桩位上，钻头对准桩位，桩位偏差不大于5cm，调平机台，以线垂调整机身垂直度，垂直误差小于1.0%。

（4）配制水泥浆：接照设计要求的掺入比、桩长，将计算出来的普通硅酸盐水泥用量放入搅拌池中，加计算出来的水进行搅拌配制浆液，水灰比为：0.8～1.2，浆液的搅拌时间大于3分钟，不长于2小时，采用两次搅拌法，浆液应过滤。按每立方米不少于700kg。

（5）钻孔成桩：将钻机钻头尖部对准桩位下钻，钻头进入地面下后打开送浆泵送少量浆至钻头出浆口，边旋转下钻边喷浆，至设计持力层前充分送浆，直至桩底标高后原地旋转12秒，再按不大于15cm/min的速度匀速提升至设计停浆面。喷浆量要严格根据电机调速器进行均匀调整。

（6）成桩后，关闭送浆泵，移机至下一桩位进行施工。

高压旋喷桩现场照片

2.3基槽挖土及围檩支撑安装

基槽开挖采用小型挖机在基坑内开挖，大型挖机在基坑外接应，将土方逐层开挖出基坑外运出。

基槽降水：基槽内有滞水，采用在每层土的边缘挖坑、挖排水沟，放置集水井附筒将水从集水井用潜水泵排出基槽外。

长螺旋支护桩支撑围檩安装：本工程在长螺旋桩顶做900×600mm钢筋混凝土冠梁，横向设置一道φ609×16mm可调节的钢管支撑，支撑水平间距4m,。第一道支撑安装在距桩顶下200mm处，当挖到支撑下200mm位置后，安装围檩，围檩电焊固定在牛腿上，然后安装支撑，支撑两端顶紧后电焊固定在围檩上。

2.4垫层施工：为防止开挖到垫层位置发生基底支护桩向内变形，最后一层土预留800mm，垫层施工需要分段开挖，分段纵向不超过10米，从东边后退开挖，挖一段清底验槽后及时满浇灌300mm砼垫层。然后进行下一段开挖，垫层浇灌。

2.5回填土

管廊基槽回填土：采用砂砾石分层回填，机械压实。压实系数根据设计要求为0.92。回填土填到河床下200mm处。上部浇灌C20、200mm砼厚河床保护层。

3基坑监测及水位报警措施：

基坑变形检测:基坑变形观测点设置在长螺旋支护桩的上、中、下部位，每天专人用仪器观测记录变形情况；

河道水位监测，为防止河道在雨后暴涨，在长螺旋支护桩外围设置了明显的水位标尺。可以及时观测水位。雨天派人到上游观测水位，以防止水位突然暴涨在未知情况下突然灌入基坑，造成灾害；基坑内设置上人通道，当河水突然暴涨时可以及时应急逃生。

4结语

本项目综合管廊下穿河道采用长螺旋桩支护+高压旋喷桩止水施工工艺相结合，相较于传统方法拉森钢板桩施工提高了基坑安全保证系数，为下穿管廊倒虹段主体施工创造良好的作业环境。

参考文献

[1]韩东，赵雪，丁润华.高压旋喷桩施工工艺[J].油气田地面工程，2014，(04)：80-81.

[2]张钦雷.CFG桩施工中遇到的问题及质量控制措施[J].西部探矿工程，2006.