沟槽降水及支护方案

闫 海 燕

(太原市市政工程总公司第二工程公司，山西 太原 030024)



沟槽降水及支护方案

闫 海 燕

(太原市市政工程总公司第二工程公司，山西 太原 030024)

结合某雨水管道沟槽的地质条件，从沟槽降水、井点布置、降水计算及施工等方面，阐述了沟槽降水施工的主要措施，并介绍了钢板桩支护的工艺流程及注意事项，提出了沟槽监测的项目与目的，确保了雨水管道施工的质量。

沟槽，降水施工，钢板桩，降水井

1 工程概况

根据设计图纸地勘内容静止水位埋深介于1.4 m～5.15 m之间，滨河西路南延道排工程(桩号19+180～21+215)段沟槽开挖的过程中，发现沟槽深度5 m内的地下水位平均埋深2 m，现场土质为流砂。沟槽开挖的过程中，槽壁受流砂及地下水的影响发生坍塌。根据现场实际情况，经甲方、设计、监理确定采用工字钢及深井降水处理。

2 管材、接口及基础

1)雨水管材采用钢筋混凝土承插管，橡胶圈接口。

2)采用砂石基础，砂石采用中粗砂与级配碎石按照3∶7配比而成，最大粒径小于25 mm。

3)当管线位于地下水位以下时，根据地质情况采取深井降水，若降水后地基松软承载力仍达不到设计要求时，采用50 cm(暂定)片石处理。

3 地质情况

根据勘探揭露底层情况，场地土在勘探深度范围内主要由新近堆积的素填土与第四系全新统冲洪积的粉土、粉质粘土、砂类土等构成。

4 降水施工

4.1 沟槽降水

由于地下水位较高，雨水管道主干管采用沟槽两侧深井降水，降水深度应达到基坑底0.5 m～1 m以上，以确保沟槽开挖期间土体干燥。根据本工程的土质类别和降水深度，采用深井降水。

4.2 井点布置

采用深井降水，井点间距为15 m。井深15 m，采用直径300无砂管井进行降水。采用三相异步功率1 500 W的潜水泵进行抽排。排出的地下水全部进入沿线排水渠，并将水排入汾河。

4.3 降水计算(正好位于粉质粘土及细中砂层)

1)基坑总涌水量计算：Q=A·M1·μ。

其中，A为基坑面积:DN800 mm 长320 m×宽2.06 m=659.2 m2；DN600 mm 长610 m×宽1.82 m=1 110.2 m2；DN1 000 mm 长530 m×宽2.6 m=1 378 m2；DN1 200 mm 长530 m×宽2.84 m=1 505 m2；合计：659.2+1 110.2+1 378+1 505=4 652.4 m2；M1为疏干的含水层厚度，M1=1.8+4.9+7.8=14.5 m；μ为含水层的给水度，一般取0.1。

Q=A·M1·μ=4 652×14.5×0.1=6 745.4 m3。

通过以上计算基坑总涌水量为6 745.4 m3。

2)单井出水量计算。

q=120πrslK。

其中，rs为过滤半径，本工程管径采用0.3 m，rs=0.15；l为过滤器进水部分长度，m，即R/100长度取整为1 m；K为渗透系数，一般取0.5 m/d；q=120×3.14×0.15×1×0.5=28.26 m3/d。

3)降水井的数量。

n=1.1×Q/q=1.1×6 745.4/28.26=262.56座。

即n取264>262.52时满足降水井数量要求；降水井呈梅花形布置于沟槽两侧，间距15 m。

4)降水井深度确定。

井深L=H+h+ir0+Z+Y+T。

其中，L为井点管埋设深度，m；H为基坑深度5.87 m；h为降水后水面距基坑底的深度，1 m；i为降水区内的水力坡度，一般取0.1～0.3；r0为基坑等效半径，0.29(a+b)=0.29×(15+2.84)=5.17 m；Z为降水期内地下水位变化幅度，2 m;Y为过滤器工作部分长度，2 m；T为沉砂管长度，一般取为2 m。

井深L=H+h+ir0+Z+Y+T=5.87+1+0.3×5.17+2+2+2=14.42 m≈15 m。

4.4 降水施工方法

井点放线定位→钻孔→井管安装→填管壁缝隙料砂砾石→洗井→安装抽水设备→抽水试验→降水井回填。

1)井点放线定位。

根据施工现场管道设计位置确定井点位置，对井点进行开挖，挖一个小土坑，深大约500 mm，以便于开孔时集水、埋管时灌砂。

2)钻孔。

钻探施工采用稀泥浆钻进；钻孔至设计深度达到设计孔深后，冲洗钻孔，稀释泥浆。如果在钻进过程中发现泥浆不能满足钻孔护壁要求时，必须采用性能好的护壁泥浆(采用红粘土)。钻孔必须保持垂直，孔深应按设计要求孔深施工，孔径应不小于700 mm。

3)安放降水井井管。

DN300 mm无砂过滤管为降水井管，在井管底部中心安放导中器，周围采用8号铁丝栓牢，竖方向采用竹条板固定井管，均匀缓慢放下。所有井管安装均要垂直，与井孔中心保持一条直线，为避免吊放过程中有异物或泥土进入，井管口应高出地面约200 mm,并在井口加盖球墨铸铁井盖。

4)填料。

井孔成型后，以防砂石或其他杂物进入孔壁周围填灌砂砾石过滤层。安放过滤管后即可在井孔四周均匀填入砂砾石过滤料，在井孔四周均匀填入滤料，连续填筑，直至将井孔四周泥浆全部挤出至井孔外。

5)水洗井。

滤料填筑完成后，井内安放7.5寸水泵抽水并洗井，抽水时间不得间断，直至泥浆出现清澈才可停止抽水，每口井独自安装一台潜水泵，水泵放在距井底2.0 m左右。

6)抽降。

输水管采用胶管在砂滤管中与抽水泵口连接，排入临时排水渠,经排水渠排入临时聚水池内,用直径10 cm泵抽入汾河。

7)井内水位观测。

准备抽水以前，对井内的静止水位进行观测及记录，抽水刚开始时，由专人每天早6点、晚6点对水位进行观测各1次，共计2次。待观测到井内水位稳定后可以每天晚上6点观测1次。降水期为45 d(15 d预降期，30 d施工期)。

8)降水井回填。

抽水至雨水管道施工结束并有一定回填土深度时才能拆除，检查井处降水井需检查井施工完毕，回填至过水面以上，才能拆除。降水井具备封堵条件后，须在最短的时间内完成封堵，回填砂石、浇灌混凝土、焊封口钢板连续完成，中间不能间歇，以防地下水上溢。封堵完成后，必须安排专人连续观察两天，确定达到封堵效果、不溢不渗后，用细石混凝土将井口补平。

5 钢板桩支护工艺流程

现场勘探→测量放线→打钢板桩→支撑施工→拔桩→土孔处理。

1)现场勘察：了解地下不明管线及周边障碍物。

2)测量放线：现场施测人员先放出钢板桩的插打位置线，用白灰撒出灰线，沿线设置导线桩，打桩时按照导线桩插打。

3)插打钢板桩：根据施工规范采用40号C槽钢，钢板桩进场后，根据施工现场情况将钢板桩尽量放在距打桩位置近的地方，(一般距离6 m左右)。采用打拔机将桩夹起并吊运至放出灰线位置处，利用辅助工具将打拔机对准插打方向。沿撒出灰线对好前一根桩的止口将钢板桩插入土体，钢板桩容易发生自然跟进现象，插打第一根桩必须高出地面1 m，每根钢板桩打入之前，应保证以前打入的钢板桩都用锁扣对牢，现场负责打桩人员站在打拔机安全范围之内指挥，随时注意钢板桩插入及土体变化，避免发生意外。

钢板桩插打过程中，由专人对钢板桩的桩身是否发生倾斜或桩身是否垂直进行观测，如发生倾斜应立即停止插打，待纠正后方可继续插打或拔起来重新打。

4)横支撑施工。钢板桩之间的横撑，根据规范及施工现场实际情况，横撑与钢板桩焊接成整体，横撑采用φ325圆管(壁厚1.2 cm)。

5)拔桩。待管道沟槽回填完毕后，即可拔出钢板桩。拔桩时要严格按照拔桩顺序进行拔桩，并对桩孔进行灌砂处理。

拔桩时的注意事项如下：a.拔桩前容易产生土体扰动，要夯实拔桩范围内的土体，清理桩头附近堆，检修拔桩机械设备；b.拔桩机械选用振动拔桩机、吊车及平板车配合施工，并符合以下规定：拔桩前采用拔桩机卡头卡紧桩头，保证起拔线与桩中心线重合；拔桩开始稍微松吊钩，振动1 min～1.5 min后，伴随振幅加大时再拉紧吊钩，缓慢提升桩；钢板桩直到拔起至可用吊车吊起时，停止振动。振动拔出的钢桩应及时由吊车吊出，起吊点设置在桩长1/3以上部位；c.拔桩过程中，要注意吊机尾部翘起情况，如出现该情况，要及时停止吊运；d.钢板桩应逐根试拔，先拔易拔桩。起拔时用落锤向下振动少许，待锁口松动后再起拔；e.拔桩中，如果拔桩机振动30 min、振幅达到最大负荷仍不能拔起，立即停止振动，并采取其他措施。

6)桩土孔处理。拔桩后的桩孔，采用中粗砂进行灌填。

6 沟槽监测

6.1 监测项目

1)沿线沟槽两侧设10个沉降观测点，出现异常情况应立即停止施工，采取必要处理措施。

2)水平位移监测：在工字钢桩顶、临时路旁，将10个观测点均分在100 m里程范围内。观测使用全站仪及钢尺。

3)垂直位移监测：在每一个水平位移观测点上设置垂直位移观测点。观测使用水准仪。

4)变形允许值：水平位移控制值30 mm，报警值为24 mm，地表沉降控制值为30 mm，报警值为21 mm。

6.2 监测目的

1)测试目的。钢板桩起到对槽壁的支护、派专人对槽壁的土体及附近建筑物进行全面的监测，并做好记录。

2)监测频率。施工过程中对沟槽周围附近的构筑物进行监测，并做好原始记录，监测频率为1次/d。

6.3 监测注意事项

1)位移观测基准点数量不应少于两点且应设在影响范围以外。2)密切注意开挖过程中垂直及水平位移变化情况，出现异常情况立即停止挖土采取有效处理措施。 3)监测时间为每天上，下午各1次，当发生变形超过施工规范要求后，要加密观测次数或连续监测。

本工程的雨水管道施工中，采用沟槽降水及钢板桩支护施工方法，很好的解决了水位高的施工难度问题。

[1] 李建强.深基坑支护及降水施工控制[J].城市建设理论研究，2011(15):110-115.

[2] 夏胜先，王云飞，夏树威.深基坑支护技术现状及展望[J].山西建筑，2008，34(26):115-117.

[3] YB 9258—97，建筑基坑工程技术规范[S].

On groove rainfall and support scheme

Yan Haiyan

(No.2EngineeringCompany,TaiyuanMunicipalEngineeringCorporate,Taiyuan030024,China)

Combining with the geological conditions for the grooves of some rainwater pipelines, the paper illustrates the main measures for the groove rainfall construction from the groove rainfall, allocation of wells, and calculation and construction of the rainfall, introduces the craft procedure and precautions of the steel plate pile support, and points out the program and aims for the groove monitoring, so as to ensure the quality of the rainwater pipelines.

groove, rainfall construction, steel plate pile, rainfall well

1009-6825(2016)27-0058-02

2016-08-22

闫海燕(1979- )，女，工程师

TU463

A