机场外排水渠综合整治工程中的基坑支护技术

孙 洁

（深圳市宝安区航城街道市政建设工程事务中心，广东 深圳 518128）

1 机场外排水渠综合整治工程中的基坑支护技术

1.1 项目概况

机场外排水渠的宽度20～40 m不等，全长约4.80 km，集雨面积17.93 km2。在后瑞村瑞康路渡槽桥上游，有三支渠汇入，全长约1.92 km，集雨面积2.33 km2；在宝安大道箱涵处有钟屋排洪渠汇入，全长1.64 km，集水面积3.97 km2。机场外排水渠综合整治工程主要包括防洪工程和截污工程。结合河道现状，根据雨水防洪规划要求，复核现有河道的排水能力，对满足排洪标准的河段进行挡墙修复，清淤疏通，对不满足排洪标准的河段，采取扩大过流断面或截流分流的工程措施，提高排洪能力；结合已经实施和正在实施的污水处理厂配套干管和支管网工程，完善机场外排水渠及其支流三支渠和钟屋排洪渠沿线旱季污水的截污系统。

1.2 机场外排水渠综合整治工程基坑支护技术设计

此工程需进行基坑支护设计的建构筑物主要有堤岸支挡结构、截污管道管槽。此项目河道线路较长，场地地质条件复杂，分布填土、抛石、海陆交互相的淤泥、淤泥质土、第四系的粘土、中粗砂，其下为残积土及全风化混合岩，场地周边建筑物及管线密集。根据《堤防设计规范》《建筑基坑支护设计规程》的规定，基坑安全等级综合考虑堤防等级、基坑深度、软土层厚度及周边环境确定，各建构筑物支护等级见表1。

表1 各建构筑物支护安全等级列表

在基坑支护方案确定过程中，需要在确保支护结构的安全、保证基坑周围建构筑物及地下管线安全的前提下，做到经济、合理，满足国家建设工程的有关法规和规范要求，施工可行、方便，尽量缩短工期。目前在施工过程中已经探索出多种基坑支护方式，包括放坡、重力式挡土结构、悬臂式排桩支护结构、支锚式排桩、地连墙支护结构等，每种支护方式的使用条件均有所不同，例如，放坡可以在基坑周边开阔，相邻建（构）筑物距离较远，无地下管线或地下管线不重要可以迁移改道的条件下使用；悬臂式排桩或双排桩可以在河岸建筑物密布且较近时选用，但悬臂排桩高度不宜超过6 m，双排桩可适当加深，坑底以下软土层厚度很大时不宜采用，在透水地层中排桩需配合止水措施。基坑支护的选择与河道边坡的设计方案息息相关，为选取适用机场外排水渠整治工程的支护技术，首先需要进行河道整治堤岸的设计和截污管道系统的布置。依据河道防洪标准计算洪水期间的河道流量，设计符合防洪要求的河道过流断面尺寸及河道堤岸型式。如表2所示。

表2 机场外排水渠干支流河道堤岸设计方案表

此外，还需要对截污管进行管道水力计算和管道线位布置。在此工程中，截污管采用玻璃钢夹砂管，管外壁进行砼包封。为了不影响河堤结构，截污管浅埋于河床底部。管径按现有河底纵坡及截入的污水量设计考虑。为便于疏通管道，每隔80 m 处应设置清通井，收集管接入截污管处也需设置污水检查井。为减少检查井的数量，在有条件的地方可将污水口串接，集中接入截污干管。在进行截污管的开挖基坑支护时，需要考虑开挖深度、地质条件和对河堤的影响来完成截污管基坑支护方式的设计。

在保证安全的前提下，从工艺、经济、环境等各方面综合考虑，得出工程基坑的具体支护技术方案如表3所示。根据支护设计方案，得到支护典型断面如图1所示。

图1 截污管支护典型断面结构图

表3 机场外排水渠基坑具体的支护技术方案表

2 实例分析

为证明设计基坑支护技术的效果，在此工程情况下，分别使用文中设计的基坑支护技术和传统的文献中的支护技术进行对比，为了直观准确地获取到不同支护技术的对比结果，可以利用第三方软件进行分析。文中在实验中参照《堤防设计规范》及《建筑基坑支护技术规程》相关规定。利用《理正深基坑软件6.50版》及有限元软件，对支护结构进行抗倾及抗滑移整体稳定计算。在软件中对排水渠的支护过程进行模拟，并对支护抗倾覆稳定性进行建模分析。在进行稳定性计算的过程中，以开挖三层为例，在软件中进行计算，计算公式为：

式中，Mp表示被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩，Ma表示主动土压力对桩底的倾覆弯矩。得出抗倾覆稳定性计算示意图如图2所示：

图2 上三层土体开挖之后的抗倾覆稳定性计算示意图

如图2所示，经过模拟仿真软件的SRM功能可以求出不同支护方式下不同层开挖完成后的抗倾覆稳定性安全系数。水利工程抗倾覆稳定性系数大于1.2就视为合格。此支护方式抗倾覆稳定性系数在1.43以上，更加安全。

3 结语

对机场外排水渠综合整治工程概况进行介绍，再将基坑支护划分为防洪与截污整治两部分，根据各部分的工程特性，确定工程基坑支护技术方案。最后实例分析验证了方法的有效性。