淤泥地质条件下管道基坑开挖与钢板桩支护技术

赵永红 李建荣 黄正彦

淤泥地质的稳定性欠佳，因此于该处组织基坑开挖作业时难度较大，易引发质量及安全层面的问题，需采取行之有效的处理措施。钢板桩在刚度、止水效果等方面均有较好的性能表现，且具备重复利用的价值，现阶段已成为淤泥地质处理的重要方法。

一、工程概况

宜宾市城乡污水设施统一建设管理运营PPP项目，建设于四川省宜宾市，覆盖翠屏区、南溪区等5个县（区）在内的49个乡镇，建设内容包含污水设施、管网、黑臭水治理等。建设范围内以淤泥地质条件为主，缺乏稳定性与承载力，遇雨季施工时水量明显增加，不利于基坑开挖作业的顺利开展，需重视对施工技术的应用与优化。

二、基坑开挖施工要点

开挖深度3m～7m，放坡系数1∶1.75，为二阶放坡开挖方法；用圆木护坡，按0.8m的间距标准依次布设，管间用架管稳定连接，构成完整结构体系；铺设φ12@200双向钢筋网以及水泥砂浆，形成防护结构，以达到有效护坡的效果。

排水为淤泥地质施工期间的重点内容，在离坡顶1.0m的位置设置沙袋，切断外界水体的流通路径，以免其进入基坑内而造成不良影响。在基坑底部修筑排水沟和集水井，配置抽水泵，高效清理内部积水。加强安全防护，在基坑四周设临时围栏，高度1.2m，再紧密敷设密目网，全面防护。

1.管道基坑支护

以拉森钢板桩为基础，配套二道内支撑，共同形成基坑支护结构。钢板桩施工期间，用围檩连接，使其可维持稳定。根据内支撑施工要求，采用DN300*10的钢管，作为主要的支撑材料。

2.基坑施工的监测

重点考虑如下几方面内容：

（1）基坑周边沉降及位移。以钢筋水泥为原材料，制作监测点和控制点；仪器方面，采用全站仪和水准仪；频率方面，每层开挖均观测2次，具体安排在开工前和收工后，遇特殊情况时增加观测次数，完整记录数据，以便对比分析。

（2）土体侧向变形。测斜孔布设间距为20m，按该标准沿基坑周边依次布设，采用PVC管，稳定埋入弱风化岩层。在埋设测斜孔时，要求存在一组与基坑边线保持垂直关系的导向槽；孔壁与管道存在空隙时，易影响管道的稳定性，需向该处填砂，再用适量的水泥浆密封。在落实上述工作后，每开挖一层均观测一次。

（3）地下水位。布设φ90观测孔，置入PVC管，填补管道与孔壁的间隙，用水泥砂浆抹面。考虑到外界粉尘等杂物易进入PVC管的情况，在管口处加装保护盖，减小外界因素的干扰，从而精准完成地下水位的观测工作。

三、基坑支护

1.钢板桩支护

钢板桩安装期间的稳定性控制为重点工作内容，用HW250*250*11*11围檩连接。对于围檩与钢板桩形成间隙的情况，需向其中打入木楔，提高稳定性，转角处应布设专用构件。内支撑装置选用的是φ300×10的钢管。通过吊装的方式使管道精准就位，再回填砂，确保实测密实度＞90%后方可拆除钢支撑。钢管桩支护施工具体如图1所示。

图1 钢管桩支护

（1）严格控制钢板桩的位置，其必须满足设计要求，考虑到施工的便捷性要求，基础最突出的边缘外应留有作业面。

（2）优化基坑护壁板桩的形态，要求其具有平直、整齐的特点，尽可能减少不规则的转角，否则后续支撑的设置难度将明显加大。

（3）基础施工作业内容丰富，包含挖土、吊运、浇筑混凝土等，期间需采取防护措施，以免与已安装到位的支撑发生碰撞，且不可随意对支撑采取切割等操作。

2.板桩的检验、吊装、堆放

（1）检验

板桩在施工前需经过检验，保证其在材质、表观质量、尺寸等方面均可满足要求，对于存在异常的板桩，需根据设计要求矫正，以便后续可将其顺利打设到位。

（2）吊装

装卸作业采取的是两点吊装的方法，为确保施工安全，应当加强对锁口的防护，且严格控制钢板桩的单次吊装数量。根据施工要求选择具体的吊装方法，成捆起吊时用钢索将待吊装的板桩稳定绑扎至一起，此外也可采用单根吊装的方法。

（3）堆放

提前处理钢板桩的堆放场所，清理杂物并整平，要求地基具有足够的稳定性，以免在堆放钢板桩后发生失稳现象。堆放作业应重视如下几点：

①严格控制堆放的顺序、位置以及方向，既要快速完成堆放作业，还需满足后续的使用需求。

②遵循分类堆放原则，在每堆板桩处分别挂设标牌，注明信息。

③单层堆放数量最多为5根，层间防护采用的是垫入枕木的方式，通常按3m～4m的间距依次设置，每堆的总高度不超过2m。

3.导架的安装

布设刚度较大、稳定性较好的导架，确保在打设桩体时可有效采取控制措施，避免钢板桩出现屈曲变形等问题。导架由导梁、围檩桩等基础材料共同组成，以单层双面形式的导架较为可行。

4.板桩的打设

（1）做好施工准备工作，做全面的勘察，明确施工范围内既有建（构）筑物的实际情况，经测放后确定支护桩中线。逐根检查板桩，对于存在锈迹或是变形等异常情况的，需及时处理。向板桩的锁口处均匀涂抹油脂，减小阻力。

（2）插打施工期间加强检测，根据所得结果及时调整作业方法，要求各板桩的斜度不超过2%，若因偏差过大而无法拉齐时，需拔出并再次打设。通过屏风式打入法的应用，高效完成板桩的施工作业，此方法的特点在于可有效防护板桩，减小屈曲、倾斜等异常现象的发生概率，提高板桩打设的精度。取10～20根板桩，将其整理成排后再插入导架内，经调整后使其呈屏风状，在满足此要求后方可打设。施工期间，优先将屏风墙两端的一组板桩打设到位，待其满足深度要求后通过焊接的方式固定在围檩上，再打入中间部分。根据工程经验，屏风式打入法的作业顺序多样，包含正向、逆向、复合等顺序，具体应当根据作业情况合理选择，减小对垂直度、轴线位置精度等方面的不良影响。

5.板桩的拔出

基坑回填到位后，随即拔出无需使用的板桩，经过清理与修整后将其投入至后续施工中，提高重复利用率。但在拔出板桩前需做好分析，并确定合适的拔桩方法，以减小拔桩期间的扰动性影响，例如控制周边地面的沉降、维持既有构筑物的稳定性等。

在具体至本工程中，需采用振动锤拔桩的方法。这是因为，通过振动锤的应用，可产生较强的振动力，使土质处于相对松散的状态，在减小板桩周边土的粘聚力后，降低了拔桩期间的阻力，同时外界起吊力的作用下安全拔出板桩。

拔桩的注意事项主要有：

（1）确定起拔起点，若为封闭式板桩墙，要求起点位置离开角桩5根或更多，可采取跳拔的方法。

（2）适度振动板桩锁口，削弱该处土体的粘附作用，在拔桩过程中同步振动，对于拔桩难度较大的板桩，首先需利用柴油锤振动，使板桩向下移动100mm或适当增多，再用振动锤振拔。

6.板桩土孔处理

经过拔桩作业后，将形成桩孔，应随即组织该部分的回填作业。通常情况下，填入适量砂是较为便捷的方法。

四、结语

综上所述，淤泥地质条件的特殊性较强，在该处组织基坑开挖施工时应加强安全防护，合理应用钢板桩支护技术，全面确保施工的安全性，在完成工程本体施工的同时，尽可能减小对周边既有建（构）筑物的影响，从而提高工程项目的社会经济效益。