摘要：结合工程实践，分析槽钢钢板桩支护、拉森钢板桩支护和井点降水3种方法在管道工程管槽基坑稳定性控制中的优势劣势，在不同条件下选择合适的方法，结合基坑排水、工艺流程改善和现场管理，确保管槽基坑的稳定并取得良好的经济效益。
关键词：基坑稳定；钢板桩；井点降水；基坑排水
中图分类号：TU473.2 文献标识码：B
1工程概况
为满足温州某垦区“边吹填、边处理、边建设、边出让土地”的要求，实现2013年6月份形成地块“口”字形施工便道路网目标，建设单位在原垦区吹填及软基处理工程基础上增加了部分市政道路工程施工任务。本工程包含一条城市支路纬六支路，道路面层施工前需埋设排水管道，包括雨、污水管道及雨、污水检查井、排放口等。纬六支路原地面标高平均为+4.3m，排水管道管槽基坑开挖深度多在4m左右，基坑底宽基本在4m以上，开挖深，宽度大，做好基坑稳定质量控制有着十分重要的意义。
2工程地质和水文地质
2.1工程地质
根据勘察揭露的地层情况，可将场地在勘察深度范围以内地基土按其物理力学性质、岩性特征、埋藏分布规律自上而下划分为3个工程地质层，部分地质层又各细分若干亚层。地层自上而下具体特征详述如下。2.1.1①1层素填土浅灰色，松散状，主要由碎石、砾石组成，含少量粘性土与砂。粗颗粒粒径一般为50～100mm居多，含量一般占70%～90%。为一年前新近人工堆积填土，结构疏松，未经压密处理。俗称矿碴、山皮石土。全场均有分布，直接分布于地表，厚度0.20～1.10m。2.1.2①2层素填土浅灰、浅灰黄色，松散状。主要由粉砂、细砂组成，含粘性土、淤泥等。为一年前由人工充填堤心砂，经无纺布袋装堆积而成，中部、底部铺垫有编织袋等。全场均有分布，直接堆积于原始地面，层顶埋深0.20～1.10m，厚度1.70～3.60m。2.1.3②1层含砂淤泥灰色，流塑状为主，高压缩性。刀切面平整-粗糙。含少量贝壳、炭化植物碎屑，有腐臭味。粉细砂呈薄层、团块状断续分布，含量一般10%～20%，土质均一性较差。全场均有分布，层顶埋深2.30～4.20m，厚度8.90～12.20m。2.1.4②2层淤泥（夹砂）灰色，流塑状，高压缩性。刀切面平整。含少量粉细砂、贝壳、炭化植物碎屑，局部粉细砂含量稍多，呈团块状，有腐臭味。全场均有分布，层顶埋深11.60～16.60m，厚度13.60～16.80m。2.1.5③层粉质粘土灰色，软塑状，高-中压缩性，含少量粉砂、粉粒、粉质团块、炭化物。刀切面平整。局部为粘土。大部钻孔揭露，层顶埋深28.30～29.90m，厚度为10.20～11.90m。
2.2水文地质
拟建场地内地下水主要为赋存于上部素填土、淤泥类土与粘性土中的孔隙潜水，赋存介质主要为粘性土、淤泥，水位埋藏浅，水量较小，主要接受大气降水补给和地表水体侧方补给，以蒸发排泄为主。场地地下水位具有明显季节相关性，勘察期间钻孔中初见水位埋深为2.60～3.40m，地下水稳定水位埋深为1.90～2.30m，水位高程为1.89～2.09m，受季节性影响较大，水位变幅一般小于2m。
3工程前期调查
施工正值梅雨季节，降雨频繁，降雨量大，地表水和地下水丰富，对施工和边坡稳定会造成一定影响。纬六支路排水管道采用开挖明槽埋管施工方法，开挖深度大，宽度大。纬六支路原地面标高平均为+4.3m，排水管道管槽基坑开挖深度多在4m左右，尤其是在东侧，原地面最低，开挖也最深。基坑底宽基本在4m以上。纬六支路为东西向道路，北侧为水塘，南侧为软基处理地块区，两侧均无法为设备、车辆提供通行、施工条件，施工作业面小。插打钢板桩需专业插打设备，效率较低，但因施工现场作业面小，无法进场大量设备。排水管道工程位于纬六支路道路中心线南侧，基坑开挖几乎涵盖整条纬六支路。由于工期紧，纬六支路一边进行超载预压卸载、一边进行管道基坑开挖，同时建设单位还安排了厂房区地基回填，多项工程交叉施工，大型运输车频繁行驶，对施工有严重影响，也带来安全隐患。纬六支路超载预压需到3月初方可卸载，而6月底需具备通车条件，平常至少需要6个月才能完成的工程现在要求在3个多月内完成，考虑到后续道路面层施工，再加上梅雨季节及台风季节的影响，排水管道的施工时间不足2个月。而整条管道施工长近1600m，工程量大，作业面小，边卸载边开挖就需对进厂设备车辆做好统筹规划安排，提高工作效率。
4对策制定、实施与效果
针对调查结果，项目部经研究商讨决定，采用槽钢钢板桩支护、拉森钢板桩支护和井点降水法3种措施确保基坑的稳定，并做好排水工作；同时改善工艺流程，做到同步施工，在有限的空间里增加工作面，提高设备利用率，为基坑的顺利施工创造最优条件。
4.1钢板桩支护
设计要求，开槽埋管施工，开槽深度≤2.5m时，采用放坡大开挖或者横列板加支撑；2.5m<开槽深度≤4.0m时，沟槽两侧必须打钢板桩；当开槽深度>4.0m时，沟槽两侧必须打拉森钢板桩。项目部根据现场实际施工情况，选择打插8m长槽钢钢板桩和9m长拉森钢板桩支护。施工前，对钢板桩外观进行检验，不符合要求的须进行矫正，以减少插打的难度。外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、平直度等内容。施工过程中，支护钢板桩的平面布置形状尽量平直整齐。插打过程中随时测量监控每根钢板桩的斜度，每根桩的斜度不应超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。实际施工过程中，插打拉森钢板桩的地方情况良好，而在插打槽钢钢板桩的地方有土质疏松的情况发生。结合原软基处理工程北侧堤袋装砂围堰图纸和相关测量资料发现，出现该情况的都是砂层较厚的区域，虽然开槽深度≤4.0m，但槽钢钢板桩不能满足现在的施工环境；而拉森钢板桩采用密排咬口式布置，止水性较好，可以更有效地防止侧面流砂，已经插打的区域就证明了这一点。因此，经项目部讨论决定，对于砂层厚、未进行槽钢钢板桩支护的区域改用拉森钢板桩支护。实施效果：改插拉森钢板桩后，开挖过程中渗水渗砂情况得到很大改善。
4.2井点降水法
据现场实际开挖地下水位埋藏较浅，1.6m处见地下水，主要原因为垦区北片尚未进行围垦，鱼塘内积水较深。且进入雨季，地下水位不断上升，土内含水较多。这种施工条件给管槽开挖施工带来很大的困难，特别是靠东侧砂基础较厚，单纯采用槽钢支护进行开挖容易产生流砂，而全部拔出改插拉森钢板桩则太费时费力，效率太低。针对这个情况，经过专项讨论、现场试验，项目部决定采用井点降水法。井点降水法，是人工降低地下水位的一种方法，能疏干基土中的水分，促使土体固结，提高土层物理性能，增大内摩擦角，提高地基强度；同时可以减少土坡土体侧向位移与沉降，稳定边坡，消除流砂，减少基底土的隆起，使位于天然地下水以下的地基与基础工程施工能避免地下水的影响，提供比较干的施工条件，提高工程质量和保证施工安全。本工程采用的是轻型井点降水法，开挖前在基坑两侧钢板桩外围埋设一定数量的滤水管，利用抽水泵持续抽水，降低滤水管附近土壤的地下水，从而降低钢板桩外部水位，使管槽基坑开挖的土始终保持比较干燥的状态，降低钢板桩围堰外部主动土压力，增加钢板桩的稳定性与安全性。实施效果：采用轻型井点降水法有效减少了流砂现象的产生，配合槽钢支护，相较于改插拉森钢板桩的施工方案，既缩短工期又节约成本。
4.3基坑排水
鉴于春季降雨频繁、降雨量大，本工程采用止水、导水、排水施工技术措施来保证工程施工顺利进行。沿基坑顶部两侧设截水明沟，防止地表水流入基坑。沿基坑坑底的两侧挖排水沟进行基坑内导水，排水沟紧贴钢板桩，坡度为0.5%，集水井每隔30m左右设置1个，集水井的直径为0.8m，深度随挖土的加深适当设置，基坑内地下水流入集水井内后用水泵抽出排向纬六支路北侧。实施效果：基坑顶部截水明沟在雨天有效防止了路面积水流入基坑；基坑坑底排水沟不仅能在雨天发挥作用，平时也能有效地对地下渗水进行汇聚和排出。
4.4卸载、开槽、埋管同步施工
纬六支路管道工程量大，作业面小，如果整条路都按照卸载、开槽、放管、回填一个步骤一个步骤地施工的话是不可能按时完成的，同时也存在安全隐患。经讨论决定，一边卸载一边开槽一边放管一边回填，四道工序同步进行。纬六支路超载预压卸载出一定工作面后，马上安排打桩机进场插打钢板桩；插打一段距离后便安排挖机进行基坑开挖，同时安排相关材料进场，将该路段所需型号管材就近堆放在基坑旁；基坑开挖出一定工作面后便进行排水管道相关工艺施工，完成后马上回填。天气状况良好时加快卸载和开槽进度，遇上雨天则进行材料加工，合理安排工序，做到不怠工不误工。实施效果：同步施工使现场资源得到了合理运用，大大缩短了施工工期；同时，减少基坑暴露时间使环境因素对基坑的影响降至最低，避免基坑因长期暴露而发生不稳定的情况。
4.5增加工作面、设定机械设备来往路线
纬六支路只有东、西2个出入口，而基坑开挖几乎涵盖整条纬六支路，为解决纬六支路超载预压卸载、管槽基坑开挖和厂房区地基回填的交叉施工，项目部对往来机械设备进行了统筹规划。排水管道位于纬六支路道路中心线南侧，因此将道路中心线北侧作为材料运输及现场机械设备的工作通道。管槽基坑开挖工程沿管道线性延伸，长约1600m，根据不同开挖深度及支护形式，分段施工。共安排3个作业面，东侧1个，中间1个往两头延伸，平行组织流水作业。卸载土方转运车辆按照项目部指定路线进出。因为需进行地基回填的厂房区位于纬六支路南侧，分段施工也为厂房区的地基回填土方运输车保留了进出口。实施效果：工作面的增加提高了现场资源的利用率，进出路线的安排确保了车辆设备的有序运行，这都间接地确保了基坑的顺利施工和稳定控制。
5总结
由于项目部在施工前和施工过程中对于可能出现和已出现的困难与问题把握准确，措施得当，施工期间管槽基坑边坡未发生塌落、滑移等质量情况，在做好质量控制的同时，既缩短了工期又节约了成本。两种钢板桩支护方法中，槽钢钢板桩插拔速度较快，利用率较高，而拉森钢板桩支护效果较好。在槽钢钢板桩支护不能满足现场施工条件的时候，选择井点降水法加以配合，可有效提高基坑的稳定性。通过对3种方法的利弊分析，和在不同环境中的合理运用，确保了管道工程管槽基坑的稳定，为后续工艺施工的顺利进行提供了有力保障。而同步施工和统筹安排工作面的措施不仅确保了工期，也间接提高了基坑施工的安全与稳定。
参考文献
[1]张继林.钢板桩支护在临近既有江西职称线深基坑支护中的应用[J].科学之友，2010，(4)：30-33.
[2]乔希琳，蓝秋文.拉森钢板桩的推广应用[J].山西建筑，2009，35（19）：126-127.
作者：姜聪宇 李杰 王孙龙 单位：中交上航局航道建设有限公司 杭州市农村水利管理总站
