临近三污干管桩基施工工艺研究和优化

王炳军

摘要：本文以杭州市对施工区内三污干管保护为背景，通过改进桩基施工工艺，减小对周边的影响，以达到保护三污干管的目的。

关键词：三污干管保护;桩基;钢套管

1工程概况

三污干管是城市排污系统的命脉，直接影响城市居民的生活，在目前大规模城市基础建设中，不可避免的会影响三污干管的安全。所以，城市基础建设中对三污干管的保护，成为建设过程中的一项重要工作。

在杭州某快速路工程中，三污干管基本位于南侧非机动车道下，距离高架下部结构距离较近（详见下表），因此下部结构施工时将影响三污干管的安全，需加以保护。

2三污干管保护方案选择

根据物探资料，三污干管与桥梁下部结构的关系，在桩基施工中需采取措施对三污干管给予保护。地质勘察报告显示涉及的地层均为杂填土、粘质粉土、砂质粉土，地下水位埋深和变化幅度受季节和大气降水的影响。

经研究论证，可通过优化钻孔桩施工工艺，减小施工中对三污干管的影响，达到保护三污干管的目的，且提高施工效率、降低成本。桩基施工采用钢套管将钻孔桩与三污干管隔离的钢套管方案，樁基施工前，采用液压全套管桩机下沉钢套管，套管长度范围考虑从地表面到三污干管底以下5D（D为桩基直径）深度，总长约10m-18m。钢套筒直径1.4米，壁厚为22mm。

3准备工作

（1）根据综合管线图纸以及高架桥梁设计施工图，结合现场实际情况，按照每承台、每桩基位置，对三污干管进行降水、开挖暴露的方式确定三污干管的具体位置。距离三污干管南北两侧3-5m范围内设置降水井，降水井深度控制在三污干管顶部以上范围。

（2）确定管线的具体位置后，暴露三污干管顶部10-20cm高度，并使用明显的标牌标明，进行保护。在暴露出的管顶上部使用φ150PVC管道与三污干管使用环氧树脂可靠粘结，作为后期桩基施工时对管顶沉降的观测孔使用。PVC管道埋设深度为露出地面50cm以上，并用明显的标志加以保护。考虑施工期间不确定因素，监测孔埋设范围按照施工区域两头各5m范围进行监测。

（3）再次根据施工图设计桩基位置进行放样，埋设桩基钢套管（钢套管加工在钢结构加工厂加工，钢套管制作采用钢板卷管焊接管，内径比设计桩径大200mm），钢套管上部高出地面1.2-1.5m，以便后续钢套管加长焊接方便。

4成孔工艺

采用MLC200型液压全套管桩机自带抓机及KH280型旋挖钻机配合施工。采用全套管桩机埋设钢套管配合抓机成孔，压人第一节套管，然后用抓机从套管内取土，一边取土，一边继续下压套管，始终保持套管底口距掏土开挖面大于5m。第一节套管压入土中后（地面上留1.2-1.5m，以便于接管），检测垂直度，如不合格则进行纠偏，如合格则安装第二节套管继续下压取土，如此重复，直至达到三污干管基底设计标高后采用旋挖钻机成孔。骑跨及避让一个墩台有数根的桩基，每根施工间隔大于24小时，施工过程中做好三污干管监测工作。

5三污干管保护变形监测

本工程监测工作为桩基施工期间对三污干管的变形监测，施工期间由于挤土效应，会对周边环境产生一定的消极影响，必须周期性进行观测，及时发现隐患，并根据监测成果相应地及时调整施工速率及采取相应的措施，确保安全。通过将监测数据与预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制。

三污干管保护监测主要是污水管的垂直位移及水平位移监测。为保证监测数据的精度，监测工作采用整体布设，分级布网的原则，基准网按照国家Ⅱ等水准测量规范要求执行，高程监测基准网使用徕卡DNA03电子水准仪及配套因瓦尺，外业观测严格按规范要求的二等精密水准测量的技术要求执行，按间接平差法进行严密平差计算，得到两期垂直位移变化量和累计变化量。监测点水平位移测量采用轴线投影法，得到垂距两期变化量及累计变化量，垂直变化以向上为正、向下为负，水平变化以顺桩号方向向左为正、向右为负。

本工程报警设计指标为日变化量不大于2mm，累计变化量不大于10mm，在压人长套管及桩基施工期间基本保持每天监测3次的监测频率。摘选4个承台处的三污干管最近点的监测数据如下表。

通过监测数据分析发现，水平方向最大日变化量为0.5mm，累计变化最大0.59mm，垂直方向最大日变化量为0.41mm，最大累计变化量为0.83mm，改进优化后的桩基施工工艺对三污干管影响很小，达到了桩基施工中保护三污干管的目的。

6结束语

经全标段临近三污干管26根桩基实践证明，采用全套管桩机施工，精确度高（水平定位和垂直度）;利用的是现有的成熟的施工工艺，工艺简单可靠、施工简便;属于静压无振动施工，不改变周边土体结构，不对临近管线采取措施加固，所以对周边影响很小;70米长桩基一天完成，施工速度快;相比一般的桩基施工，只增加了压入钢套管的费用，三污干管保护成本低。这种方法在其他周边管线比较复杂的工程中可以推广使用。