市政路桥饱和土深基坑支护技术分析

2022-08-08宁波梅山岛开发投资有限公司竺辉

人民交通 2022年18期

文 / 宁波梅山岛开发投资有限公司竺辉

随着国家经济的发展和技术的提高，中国城市路桥的建设总量明显上升，路桥规模明显增加，深基坑支护技术起到了重要作用，是提高路桥施工效率的关键。基于此，本文将就城市路桥完全饱和后的深基坑及支护结构设计问题展开深入的研究，并期望能够为市政单位开展城市施工提出合理的指导意见。

引言

深基坑作为一个临时的支护构件，在桥梁下部结构施工中也获得了应用，尤其是在墩柱支撑的承平台施工。本文中的深基坑地处河道边上，附近土质为饱和土且含水量高。随着中国社会经济的发展以及城镇化建设水平的提高，中国的城市化范围也逐步扩大，使得对市政路桥和城市空间的建设工程总量增加、施工规模增加，从而对深基坑及支撑构件的工程设计提供了更多需求。完全饱和土指的是土体孔隙度基本被水填满的土层，由于其含水率相当大，所以在采用深基坑支护的时候必须加以针对性地设计规划，从而才能优化具体应用的效率。

深基坑支护结构的概述

随着中国市场经济的发展和政府管理水平的提高，中国城镇化的水平提高，路桥建设的总量明显增加，这也为对深基坑支护结构提供了更高的需求。所说的深基坑支护，在建材行业目前并不是统一的具体的概念，只是通常为方便管理工作，按照施工部建质[2018]87号文，有关印发《危害性较大的分部分项工程安全管理方法的通告》规范，深基坑是指挖掘深入大于5m（含5m）或地下室三层之间（含三层），或深虽未大于5m，但由于地质条件和环境或地下管道等非常复杂的工程施工。在具体方法开展路桥施工的时期，由于深基坑施工往往存在着暂态性、地区、个人、综合型、系统化等特征，在具体方法开展路桥施工的时期必须贯彻因地制宜地的基本原则，根据情况分析，从而能够优化具体方法使用的效率。饱和作用土一般指的是土体的空隙处基本上都被水填满的土层，由于该类土壤水分量相当大，对深基坑支护工作的需求也相当高，所以，本章以中国宁波市地区某饱和土的路桥的深基坑支护为例，对架构设计的实际情况加以剖析，从而能够进一步优化其具体使用的效率。市政路桥深基坑支护的主要方法有旋喷桩支护喷射注浆材料技术、土层锚索施工技术、钻机技术、土钉技术、内支撑墙支护技术、外连续墙支护技术等，但在具体实施使用的同时必须按照自己的具体需要，选用较为适宜的方法。

市政路桥施工中涵盖着比较复杂的技术内容，是提高区域内的民众生存条件以及带动区域内的经济社会发展的关键问题，而支护技术的具体应用又在新的经济社会发展阶段和新历史发展时代中面临着更高标准与要求，因此必须更加全面地根据区域内的自然条件和经济社会要求，选用较为科学合理的支护技术及其结合设计方案，从而才能优化具体应用的效果，并带动区域内的经济交流，从而促进整个行业的健康发展。

市政路桥的饱和土深基坑及支护结构设计

为对整个市政路桥饱和土深基坑及支护构造做出更具体的剖析，我们将以宁波市市政工程为例，对整个深基坑构造的具体使用效果做出了深入的剖析，这样才能提高其实际使用的效率，从而也能够有效提高整个市政路桥建设的实际施工效益。

宁波市梅山岛地区的自然地理条件概述

梅山岛地属宁波市北仑区，地处我国东部沿海地区，经济社会发展水平相对比较高。但是梅山岛因为海岛成因的特点，外涂面标高高于堤内地块标高，常年受暴雨、风暴、海水高潮位影响显著，特别是在梅雨季节及台风期，常受暴雨袭击，其自然地理学条件也比较复杂。当地工程项目由于地处河流三角洲平原地形，施工区的地形也较为平缓，因此根据自然地理条件及其物理力学特性可区分为若干个阶段，在具体开展工程建设的时候可以对各种状况进行更深层次的研究，从而也能够区分为若干阶段，使基坑及支护结构的选型工作更为地具备科学化和合理化。

（1）质素填筑物∶这一类的路桥主要为中砂、粉细沙和粉状黏土等，里面还会存在少许的碎砖，并且该土层上还具有人工回填的痕迹，而人工土层的厚度一般在0.6~3.0m左右。

（2）中砂∶这层土壤为相当典型的完全饱和粘土，具疏松、中间稍密以及局部中密的特征，部分为粗砂，但部分钻孔处仍存在细沙以及淤泥质粘土。

（3）粉砂；饱和土，同中砂相比具有较疏松、稍密以及局部中密的特征，部分地区存在过筛细土，杂质大多是泥岩或存在较多腐质的泥质层，厚度一般在2.5~10.9m左右。

（4）淤泥∶完全饱和土，有流塑的特性，主要为细粉粒和粘粒，且部分还存在相当多的细粉砂子。

此外，在这个地区内部的重要地下水利用种类为孔隙潜水，承压水和基岩的缝隙水，污泥层厚度都相当大，透水性很好而且储量充足。同时由于宁波市地区属亚热带季风气候地区，所以雨水也相当充沛，而地下水利用供应的重要形式则为大气降雨，但在具体进行利用的时候一日运用得不好，会造成地下水位污染。此外，由于本区内的地下水的水位和水量变化除受天气原因的影响之外还会受海洋潮汐的影响，所以地下水位的数量年变动幅度相当大，且地区内的地下水对干砼构件和其内部的钢筋直径并不具有腐蚀；但对钢筋构件却具有相当明显的腐蚀。

基坑负荷支护结构的总体设计

经过对路桥施工的实际情况做一个比较深刻的剖析就可看出在具体建设的路桥当中，最关键的重问题一共有四个。首先施工区域里面存有着厚水砂，造成基坑建设的时候需要相当大的路桥面积，同时由于地下水位也较为丰富。该区域的北侧和东侧区域均具有较厚的淤泥夹层，再加上该地区施工现场的管网线路相对密集，以及面临着路桥施工土地资源紧缺的问题。

根据此，本次实施的方案中重点提出了四个实施方法，在实践应用的同时需要根据工程的实践情况和项目的经济效益选用较为科学合理的设计方法加以实施，整体的提高建设项目的效率。

（1）围护桩、高压旋喷止水帷幕、桩锚支护结构等，该种方法优点在于相对安全，不过也要耗费相当大的投资成本和时间成本。

（2）（单双排）围护式工程桩、高压旋喷止水帷幕、悬臂桩等支撑构件。这个方法在使用的时候较为明显的弊端是如果支护的宽度加大会造成非常巨大的变化，对周围路桥以及路面产生危害，并且这个方法在应用的时候仍然要耗费相当大的投资成本和时间成本。

（3）隔栅型旋喷桩重力式挡墙，这个方法应用的主要优点就是具有相对较高的路桥整体性以及稳定性，并且它还能够在落成以后形成一定的止水帷幕并且具有相对良好的隔水性涂料，不过这个方法在具体进行建造的同时还需投资相当大的资金成本以及技术成本，而且在支护高度相当高的地方变形相当大。

（4）土钉墙的支护构件。这个方法在具体应用的时候比较显著的优点就是费用相对低廉，而且工期较短。相关单位工程不需投入巨大的金钱成本和时间成本，不过这个方法若单纯应用会造成地基挖掘工作上出现明显的问题，而且对于较富水砂质土的单位施工上也出现了问题。

此次工作的基坑所需要的路桥水深在4.8~11.7m左右，因此在选定方法的时候必须对影响路桥施工的各种因素加以综合的考量，而根据安全、经济效益、快捷的原则上，此次建设的路桥的地基支护选用了混凝土桩+喷锚网+锚索和大放坡+混凝土桩+喷层的综合施工方法予以建造。同时为确保支护施工任务能够成功地完成，还必须在基坑顶部存在空间的区段放坡，预留出必要的空隙。此外，为提高支撑构件的强度，必须在混凝土桩内侧设有超前微型桩，从而能够提高整个支撑设施的质量。此外，还必须使用预应力锚索避免地基位移的现象，从而能够确保周围路面以及路桥、管道等设备的安全性。

当混凝土桩浇筑完成以后就必须在地基施工前使用雨水井的设备完成降雨。基坑内挖出的排水方法要采用明渠排涝的方法，在施工的过程中要把基坑内侧的雨水直接经过排污渠导入集水口，同时使用泵或者开船直接排出基坑，并且为提高施工的具体有效性还需要对基坑内侧具有高差的地方使用一定比例放坡方式，这样才能提高支护的具体质量，从而优化了具体应用的效果。

基坑支护的止水设计

为提高地基支护的工程质量必须做好相应的止水工程设计，这样才能提高整个工程的施工效率，由于此次施工的地下水位相对浅，但由于地基的施工水深相对大而且长，因此水位的下降量相对较大，并且通过土壤条件的研究，20m范围的含水层均为深潜水，所以在做好止水工程设计的时刻，还必须充分考虑地层可降性、地基稳定性和技术经济性等方面因素，所以这次施工必须采取"深井管井降水+混凝土搅拌桩帷幕侧壁止水"的止水方法，这样才能提高工程止水的具体效益。