南水北調(diào)濟南市區(qū)段邊坡支護技術(shù)的應(yīng)用

張山，馬闊，李淑闊

（1.南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東濟南250013；2.山東省水利工程局有限公司，山東濟南250013）

南水北調(diào)濟南市區(qū)段邊坡支護技術(shù)的應(yīng)用

張山1，馬闊2，李淑闊1

（1.南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東濟南250013；2.山東省水利工程局有限公司，山東濟南250013）

論述了南水北調(diào)濟南市區(qū)段下臥段工程不同深基坑支護方式的設(shè)計與施工，探討了不同支護技術(shù)在不同地質(zhì)條件下的應(yīng)用，從而為類似環(huán)境下的基坑支護提供借鑒。

深基坑；支護技術(shù)；南水北調(diào)

南水北調(diào)東線一期工程濟南～引黃濟青濟南市區(qū)段裕興東溝下臥段工程施工主要內(nèi)容為樁號13+877～15+831輸水暗涵工程，位于小清河左岸，扣除歷黃路節(jié)點長度90 m，標(biāo)段總長度1 864 m，暗涵基礎(chǔ)開挖深度大部分為6.0 m，下臥段深度為13.5 m。

據(jù)已完成段地質(zhì)素描和地質(zhì)勘察文件，本標(biāo)段主要巖性有雜填土、黏土、淤黏質(zhì)黏土、壤土、黏土夾礓石，局部分布淤泥。

地質(zhì)報告土工試驗建議值如下：

施工期間，除暗涵下臥段外地下水基本為上層滯水，賦存于①雜填土層，初見水位埋深為2.0～4.00 m。

1　支護形式

根據(jù)暗涵距小清河北路快車道距離和周邊建筑物的結(jié)構(gòu)型式，在施工中采取若干不同的型式對開挖邊坡進行支護，在安全的前提下，力求費用最低。

1.1水泥土攪拌樁外插工字鋼支護

該種基坑平均挖深5.5 m左右，距離周邊需保護建筑物在5 m以內(nèi)（扣除2 m保護距離），采用單排水泥土攪拌樁連續(xù)墻外插工字鋼支護，工字鋼間距為50 cm。在土方開挖前，定出邊坡底腳位置，采用單排水泥土攪拌樁外插型鋼的型式支護邊坡。樁機鉆孔直徑：500 mm；孔軸間距：300 mm。水泥土攪拌樁有效頂標(biāo)高為相對地面標(biāo)高-2.0 m，底部相對標(biāo)高為-10.0 m，采用重復(fù)套鉆，外插H鋼截面：220 mm×115 mm×9.5 mm。坡頂部1.2 m為放坡開挖，邊坡1∶1，坡高1.2 m。局部薄弱地方加預(yù)應(yīng)力錨桿支護。錨桿上下設(shè)2行，水平方向錨桿間距為2.5 m。

1.2水泥土攪拌樁加雙排鋼管樁及錨桿支護

該種基坑平均挖深7.5 m以上，考慮需保護的建筑物（扣除2 m保護距離），采用水泥土攪拌連續(xù)樁加雙排直徑140 mm鋼管樁支護。在土方開挖前，確定出邊坡底腳位置，采用單排水泥土攪拌樁加雙排鋼管樁支護邊坡。樁機鉆孔直徑：500 mm；孔軸間距：300 mm。水泥土攪拌樁有效頂標(biāo)高為相對地面標(biāo)高-2.0 m，底部相對標(biāo)高為-10.0 m，采用重復(fù)套鉆。鋼管樁內(nèi)側(cè)間距為1.6 m，外側(cè)間距為0.8 m，鋼管樁設(shè)計樁長10 m。局部薄弱地帶加預(yù)應(yīng)力錨桿支護。錨桿行距為2 m，排距為2.5 m。

1.3下臥段支護

考慮到基坑失事對公路、小清河產(chǎn)生的較大影響，以及對南水北調(diào)工程帶來的不利影響，基坑安全等級為1級。

基坑支護設(shè)計理念：緊鄰公路，不僅控制邊坡穩(wěn)定性，還要控制邊坡的側(cè)向位移，選用側(cè)向剛度較高的支護體系；緊鄰小清河，應(yīng)重視基坑的防滲能力，特別是緊鄰小清河一側(cè)的防滲設(shè)計；針對基坑的環(huán)境條件，在滿足基坑安全的條件下，進行方案優(yōu)化，選用造價較低的支護方案；動態(tài)設(shè)計，時時監(jiān)控，信息化管理。

1）下臥段（設(shè)計樁號14+262～14+292）北側(cè)支護方案?；颖眰?cè)開挖時，上段采用放坡，下段垂直開挖。基坑防滲：高程-2.5 m處設(shè)水泥土攪拌樁防滲，水泥土攪拌樁直徑0.5 m，間距0.3 m，樁長10 m。基坑支護方案：高程-2.5以下采用鋼筋混過凝土灌注樁樁（4道錨桿）垂直支護，樁長17.1 m，樁距1.6 m。樁頂設(shè)0.8 m×0.5 m鋼筋混凝土冠梁。

2）下臥水平段（設(shè)計樁號14+277）南側(cè)支護方案。地面以下開挖1.0 m。高程-1.0 m處設(shè)雙排水泥土攪拌樁防滲，水泥土攪拌樁直徑0.5m，間距0.3 m，樁長11.5 m?；又ёo方案：高程-1.0 m～-4.0 m以1∶1放坡，高程-4.0 m以下設(shè)雙排鋼管樁（2道錨桿）垂直支護，樁長15.6 m，排距1.5 m，第1排樁距0.8 m，第2排樁距2.4 m。

3）下臥段（設(shè)計樁號14+217～14+262，14+ 292～14+337）北側(cè)支護方案?；颖眰?cè)開挖時，上段采用放坡，下段垂直開挖。基坑防滲：高程-2.5 m處設(shè)水泥土攪拌樁防滲，水泥土攪拌樁直徑0.5 m，間距0.3 m，樁長10 m。基坑支護方案：高程-2.5 m以下采用鋼筋混過凝土灌注樁和雙排鋼管樁架聯(lián)合垂直支護，樁距1.6 m，設(shè)2～4道錨桿；灌注樁、鋼管樁相間布置，靠近漸變段，每兩根鋼管樁布置一根灌注樁；樁頂高程不變，樁底高程隨基坑底板抬高，但樁長不小于9.5 m。雙排鋼管樁架排距0.6 m，兩排并排布置。樁頂設(shè)0.8 m×0.5 m鋼筋混凝土冠梁。

4）下臥水平段（設(shè)計樁號14+247、14+307）南側(cè)支護方案。地面開挖1.0 m。水泥土攪拌樁防滲，水泥土攪拌樁直徑0.5 m，間距0.3 m，樁長10 m，水泥土攪拌樁樁頂高程-2.5，市政涵洞附近水泥土攪拌樁樁頂高程-1.0 m。邊坡采用采用放坡、噴射混凝土面層土釘加固方案，厚80 mm。

5）市政箱涵支護方案。下臥水平段（設(shè)計樁號14+277）南北側(cè)支護方案：地面以下開挖1.0 m。高程-1.0 m處設(shè)雙排水泥土攪拌樁防滲，水泥土攪拌樁直徑0.5 m，間距0.3 m，樁長11.5 m。另在相對高程-6.5 m和-13.6 m（坑底）處設(shè)明排水，并將匯集水抽入小清河或回灌井中。

東西側(cè)支護方案：地面開挖1 m，高程-1.0 m采用雙排鋼管樁支護，排距1.5 m，第1排樁距0.8 m，第2排樁距2.4 m。東西側(cè)鋼管樁頂部、相對高程-6.5 m、相對高程-9.0 m處設(shè)3道水平向拉桿，用直徑140 mm的鋼管焊結(jié)。

6）排水設(shè)計。采用井點降水結(jié)合明排相結(jié)合的降水方案。在截滲墻內(nèi)側(cè)各設(shè)井點降水，共計16眼，降水深度10 m。基坑內(nèi)部采用設(shè)置明排、集水盲溝，匯入集水井外排，其中南坡相對高程-6.5 m設(shè)一排水溝，相對高程-13.6 m（坑底）處沿基坑四周設(shè)一排水溝，將匯集水抽入小清河或回灌井中。沿公路路沿石南側(cè)布置回灌井，以防止坑內(nèi)地下水位降低引起公路或小清河岸墻的沉降?；毓嗑?眼，井深設(shè)計為8.0 m，水平間距15 m，井徑600 mm，井管徑400 mm。

2　施工工藝

1）雙排鋼管樁施工工藝。施工工藝：施工流程：定位---水泥土攪拌樁----鋼管樁。

2）土釘-錨拉樁復(fù)合支護施工工藝。放樁位線→鋼筋籠制作→鉆機就位→技術(shù)人員復(fù)測→成孔→下鋼筋籠→灌混凝土→養(yǎng)護。

3）錨桿施工工藝。測量定孔位→鉆機就位→調(diào)整鉆機角度→成孔至設(shè)計深度→提鉆→檢查孔深→下錨筋→孔底灌注水泥漿→補漿→設(shè)置反力梁→養(yǎng)護→張拉鎖定

3　監(jiān)測內(nèi)容

本工程基坑規(guī)模大，開挖深度大，因此根據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》及設(shè)計要求，對工程進行施工監(jiān)測，采取信息化施工方法，監(jiān)測內(nèi)容為：（1）基坑圍護結(jié)構(gòu)坡頂水平位移監(jiān)測；（2）基坑坡頂?shù)某两当O(jiān)測；（3）周圍道路及建筑物的變形監(jiān)測；（4）地下水位觀測。經(jīng)過幾種觀測內(nèi)容的同步及時觀測，及時調(diào)整各項支護方式的工作內(nèi)容，保證基坑及箱涵工程施工安全。

通過以上不同支護工藝的聯(lián)合應(yīng)用，對困擾濟南市區(qū)段小清河暗涵下臥段與小清河北路施工交叉帶來的技術(shù)難題逐一得到解決，且沒發(fā)生任何安全及質(zhì)量事故，為國家節(jié)省了資金。

（責(zé)任編輯遲明春）

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2016-05-05

張山（1964—），男，高級工程師