工字钢桩在排水管道深沟槽支护中的应用分析

唐伟

中国江苏国际经济技术合作集团有限公司 江苏 南京 210000

前言

随着城市化的建设，越来越多的建筑物成为城市排水管道建设的障碍物，常规使用的排水沟槽开挖的方法在目前的城市建设中难以进行，尤其是在一些地质条件不好或管道埋得比较深的地区，更是加重了排水沟槽开挖的难度。其中不开槽管道施工又称暗挖施工方法，在公用工程当中经常使用顶管法、盾构法、浅埋暗挖法、夯管法、地表式水平定向钻法等施工方法，该施工方法对施工的机器的技术水平要求高，而且投资成本较高。开槽施工分为有支护和无支护沟槽开挖，有支护沟槽开挖仅包括支撑形式、结构、支拆三种方法。与不开槽管道施工相比，开槽工程投资较小且施工简单方便，所以当前国内外的排水施工主要使用开槽铺设预制成品管。

1 深基槽支护方案

因为各地区的地质情况都不一样，为了不破坏其土层，应尽量避免开挖地下土层，对周围土地不进行开挖；可以利用大口井排水结合减载加工字钢桩钢桩支护的组合方案来降低沟槽内地下水位[1]。

1.1 大口井降水方案

大口井每10米设置一口内径为500毫米的无砂混凝土井壁，并使其沿着工字钢桩两边均匀分布（要求工字钢桩外侧与大口井相距2米），大口井深度为15米，等到井里的水位下降到槽底下1米，再进行基槽开挖第一步。

1.2 沟槽分两部分开挖

第一部分：先在沟槽放坡开挖的区域中铲除1米左右的残积土，再进行3.5米到4米的减载，使用放坡式开挖，其边坡比例为1比1或1比2。第二部分：待挖土卸载满足要求后将工字钢桩支护结构打入，随后开挖直至设计高度。

2 施工方法

2.1 施工准备

在施工之前，施工团队要与建设单位和其相关部门取得联系，对地下已有的管线和障碍物做好详细的标识，并根据标识做好施工准备。在施工时，要对地下管线和各障碍物的深度、位置做好准确的记录。要提前做好施工放线准备，施工放线包括了大口井中心、污水管道中心线、沟槽两侧工字钢桩中线、交叉管线以及附近各种管道中线，其中十字路口的地下管线相对复杂，在过路口时对各种管线的标识与记录要格外详细[2]。

2.2 工字钢桩的检验、吊装、堆放

检验：对工字钢桩的检验主要包括材质和外观检验，为避免打桩过程出现问题，对工字钢桩检验的要求很严格，对不符合要求的钢桩会及时进行修正。对工字钢桩的装卸通常使用两点吊。吊运：在吊运时，工字钢桩根数要适量，不宜同时吊运多根，并且还要注意吊运时要将钢桩捆绑起来，单根吊运的话就要使用其专门的工具。堆放：工字钢桩堆放要尽量选择平坦、宽阔且坚固的地面，避免因钢桩过重而导致地面坍塌的问题。

2.3 大口井降水

首先，回转钻机成孔是井筒的沉设方法，井管外径比孔径小25厘米。井筒底部使用粗砂砾石和草带片作为反滤层，其中大概有20厘米的厚度。用粗砂与砾石等虑料回填井孔与井筒的空隙至地下水位，地下水位之上用黏土回填。其次，以防泥土淤积，大口井施工完成后应马上试抽水与排泥，且在大口井从抽水到基坑回填到地下水位这一过程中要求不能中断抽水。此外，大口井抽水停止之后，要马上解拆抽水装备的同时将井筒拔出，马上将井孔回填密实。

2.4 打工字钢桩

使用分段施工，从下游到上游依次平均每50米为一施工段，为确保挖掘机正常工作，将钢桩间距设置为3米。大部分工程使用工字钢桩，将钢桩使用一丁一顺布置且桩与桩之间做到咬口衔接[3]。

2.5 焊支撑

土方开挖到第一道支撑中心下50厘米后停止深挖，开始顺水支撑工程（要求平顺直），电焊机满焊两道在沟槽两侧的工字钢桩上。完成顺水支撑后要马上支顶横向支撑，在满焊于顺水対焊的工字钢上平均4厘米一道，以防不慎掉落，在钢管两端应加焊角钢。要确保横支撑与顺水支撑处于同一水平，并将横支撑顶在顺水支撑的中间并垂直焊接。顺水撑上部设止滑钢板，下部设置托架。为确保支撑点焊接牢固、操作安全，每道支撑焊接好后，要有专门的负责人对各个接点进行排查，必需确认绝对安全之后才能进行下一步施工。而且在下一步施工时，要尽量避免外物对各支撑的撞压。在施工时，要时刻观察支撑的变形过程，一旦发现变形严重要对支撑立即实施加固保护。此外为确保施工安全，每完成50米施工左右，要下管施工并进行验收回填，避免发生安全意外。

2.6 拆支撑

拆支撑工作要在渣石回填在管顶40厘米的时候进行，先拆横支撑再拆顺水支撑。拆支撑时要有专业的工作人员对其进行指导，并且要时刻观察着两侧钢桩变形的情况，如果发现异常要马上停止工作，等待专业工作人员实施有效的方案后再进行拆支撑工作。

2.7 拔桩

排水管道铺设完成后，根据施工图进行回填，为防止管道位置偏移，回填后对称拔出工字钢桩。拔桩后会留下桩孔，可以使用灌沙法对其进行及时回填[4]。

3 结束语

工字钢桩在排水管道深沟槽支护的应用已经越来越普遍，其使用将会加快了排水管道施工的速度，而且大力缩减了施工成本。加快了我国城市建设步伐，结合实例与个人经验对实际应用过程中遇到的问题给出一些建议：

（1）工字钢桩在进入土地时会收到挤压，由于各方受力不同会引起钢桩偏斜。在钢桩发生偏斜的位置，将钢桩拔起1到2米再往下锤，就这样重复几次会使大石头震碎或位移，使其不影响工字钢桩的进入。

（2）需提前准备一些弧形桩或转角桩，在打桩遇到障碍物时，可以使用弧形或转角桩绕过障碍物，将工字钢桩深入的打进土地中。

（3）在一些基础比较软的地方，在施工时有时会将邻桩带入现象。可以将相邻的钢桩焊在一起，而且在施打桩的接口处涂上润滑剂会减小阻力，会有利于将工字钢桩打进去。