市政道路基坑开挖及支护施工关键技术

张正楠

中交天津航道局有限公司

1 引言

在市政道路工程中，基坑开挖的质量直接影响着市政道路整体的施工水平。同时，在经济与社会不断发展的大背景下，城市建筑的数量与日俱增，污水排放量、天然气使用量不断扩大，在这样的情景之下无疑给市政道路基坑开挖及支护施工关键技术优化和创新提出了更高的要求。因此，必须采取科学与合理施工技术来支护已经开挖完成的基坑，减少和降低返工和质量等问题。

2 案例概况

某市政道路基坑工程位于多条道路围绕而成的区域内，面积大约为420m×80m，本项目中分别有2层地下室，以钢筋混凝土框架式结构为主，基坑开挖深度为13m，基坑支护既要考虑结构的稳定性，又要考虑基坑开挖对周围道路、建筑物体以及周围环境的影响。

3 市政道路基坑开挖破坏的原因分析

市政道路基坑支护具有止水和挡水这两个重要的功能。因此，在本工程项目的基坑开挖中，如果支护不及时随时可能会造成基坑塌方的现象，一旦出现这样的情况，轻则给基坑周围的建筑和道路带来一定的影响，重则导致基坑周围的建筑和道路出现沉降，进而给施工人员的生命安全带来严重威胁。

在一般情况下，管沟开挖完成后需要等待一段时间才能埋设管线，但由于施工企业为了降低基坑开挖的成本，跳过了施工钻孔桩这一环节，直接开挖基坑，导致基坑周围的土体出现了不稳定的现象，加之施工人员将开挖出来的土体堆放在了基坑的周围，无形之中加剧了基坑周围的负担，导致边坡塌陷，影响基坑安全。尤其针对一些水位较高的基坑，需要在没有动工之前先完成排水工作以此降低水位。

在本工程项目具体施工过程中，由于施工人员忽视了对水位的控制，导致基坑内的土体长期受到地下水的侵入，内摩擦角和土体间的摩擦力越来越小，承载能力逐渐降低，既削弱了基坑中土体的抗剪力，又导致基坑出现坍塌，给后续工作带来较大的负面影响。

4 市政道路基坑开挖及支护顺序

4.1 钢板桩放样

在对本项目基坑开挖过程中，钢板桩放样的质量尤为重要，在具体放样时相关人员应当反复核对放样参数，并严格控制钢板桩设置的标高，保证钢板桩放样工作的有序推进。

4.2 基坑开挖

在本项目中，当基坑开挖至一定的深度之后进行横向支撑，需要综合考虑以下几个方面：（1）保证基坑开挖过程中施工人员的人身安全；（2）严格控制钢板桩与横向支撑焊接的质量；（3）做好相应的排水措施，保证快速排出基坑中的积水。

4.3 钢管支撑

在基坑开挖时需要使用钢管对其进行支撑，为了防止钢管出现断裂的现象，需要认真分析钢管的受力情况。同时，在基坑的回填中严格控制回填时分层的厚度，以此保证压实的质量可以完全满足既定的施工要求。

4.4 支撑构件维护

为了提高支撑构件的质量，要对其予以细致的检查，一旦发现支撑构件出现位移、断裂等问题，需要及时进行加固处理，进而保证本工程项目的有序推进。

4.5 拆除支撑构件

在土方回填过程中，应严格根据土方回填的高度完成支撑构件的拆除工作。但需要注意的是，在拆除的过程中，施工企业需遵循“拆除一段、回填一段”的原则展开施工作业。基坑开挖示意图如图1所示。

图1 基坑开挖示意图

5 市政道路基坑开挖及支护施工关键技术

5.1 地下连续钢板墙支护施工关键技术

在本工程项目中，如果应用地下连续钢板墙施工技术需要从以下几个方面做起。

（1）设置边线，使施工人员可以准确判断出开挖地点。

（2）打桩。在于基坑周围打入钢板桩，并保证钢板桩的高度与基坑在统一水平线上。但在钢板桩打入之前需要严把钢板桩质量关，避免生锈、变形的钢板桩进入施工现场，从源头上控制工程项目的施工质量[1]。

（3）钢板桩矫正。在具体的施工过程中针对轴线度较大的钢板桩可通过特定的异性桩材料对其进行矫正，如果斜度较小则通过钢锁反向敲击钢板桩，在敲击过程中若发生位移倾斜，根据施工现场的实际情况适当上拨1m~3m，然后再次敲击，以此纠正桩体位置。地下连续钢板墙是当前市政道路工程中应用最广泛的一种支护施工关键技术，其材料是带锁扣的热轧钢和冷弯钢，通过锁扣咬合实现挡水和止水的目的，其具有环保、可循环利用、占地面积小以及对周围环境影响小等众多特点。

5.2 土钉墙支护施工关键技术

土钉墙支护施工关键技术是目前市政道路基坑开挖及支护中较为常见的一种土体加固方法，其指的是通过喷射混凝土面板实现对基坑原土体的加固。土钉墙支护施工关键技术经过几十年的发展目前已经十分成熟，不仅具有成本低廉的优势，而且自身的稳固性能也比较好。

但从本工程项目的实际情况来看，土钉墙支护施工比较适合地下水位低和地下管线不密集的空间中，比如：黏性土、粉尘土以及卵石土层等。相应的，如果本项目中地下含水量多、淤泥含量高的软弱土层并不适用。因此在具体的施工过程中，土层的厚度要与土钉墙之间保持一定的距离，并严格按照施工要求进行土方开挖，并于开挖完成后的24h内安装好土钉。具体如图2所示。

图2 土钉墙施工工艺

6 市政道路基坑开挖和支护应当注意的事项

6.1 保证基坑开挖及支护施工方法的合理

在本工程项目的基坑开挖过程中，要科学合理地选择基坑开挖即支护方法，保证基坑开挖的施工质量可以满足施工图纸的设计要求，在具体的施工过程中，将钢板桩打入基坑的两侧，且打入标高要符合施工要求[2]。同时，为了进一步提高基坑的稳定性与安全性，施工单位可以结合工程项目的实际情况加大机械设备的使用力度，提高施工效率。另外，在施工过程中严格控制相邻钢板桩的间距，保证打入钢板桩的高度与施工设计方案中的要求相一致，及时封闭桩尖底口，并及时校正钢板桩，这对于本工程项目整体质量的提升具有积极的促进作用。

6.2 科学处理基坑开挖后的管沟

在本工程项目施工期间，为了更好地控制部分施工地段地下水位较高的问题，还可以应用真空井点降水法处理，但依然需要监理人员严格检查具体的开挖方案，并在监理工程师签字确认的情况下开展真空井点降水法处理工作，再按照施工图纸的要求将开挖区域标记出来。另外，应当在基坑管沟的垂直区域内开挖一条侧沟，并将附近多余的土体处理干净，让多余的积水从管沟内及时排出，保证管沟内始终处于干燥状态。但在管沟开挖过程中需要做好由于季节变化而发生的洪水、暴雨等自然灾害给管沟开挖带来的影响，因此要合理避免在夏季进行管沟开挖[3]。

6.3 支护地下管沟顶板

在本工程项目中，为了合理避免坍塌事故在管沟位置的出现，施工企业在完成管沟开挖作业后，不仅要注意对管沟防护处理工作，还要严格按照施工要求钢护搭建，降低管沟开挖对周围土体的影响。另外，在埋设地下管沟作业时，将管沟周围的杂物彻底处理干净，并做好相应的支撑工作，防止由于管沟承载力过大导致管道断裂现象的出现。

6.4 做好对锚具的管理

在本工程项目中，锚具是基坑支护过程中一个十分重要的环节，锚具是辅助和调节基坑中混凝土中的重要工具，因此可以直接将锚具固定于混凝土上面。目前，锚具有杜维达格锚具和预应力锚具等。但在对本工程项目的基坑开挖过程中还需要综合考虑周围的环境、挖掘规模以及适合的锚具类型，在此基础上制定出科学的基坑开挖方案。但依然需要注意的是，在工程项目开始之前，不论选择任何类型的锚具都需要相关人员对锚具的质量、外形予以仔细地检查，只有全方面符合开工标准，才能被使用到本工程项目中，以此保证工程项目的顺利推进。

6.5 做好基坑降水布置工作

要想保证本工程项目顺利推进，还要做好基坑降水布置工作[4]，这主要是因为在基坑施工范围内具有很多降水井，而降水井内部滤水管的位置全部是根据井位选定的地质刨面，在本工程项目的基坑施工过程中，应在保证降位连续性的情况下进行，这样既可以减少施工过程中对周围环境造成的影响，又降低了对周围建筑物体稳定性的影响，当基坑降水布置工作满足设计要求后组织土方挖掘工作，在保证工程项目顺利推进的同时降低安全事故发生。

7 结束语

综上所述，时下随着城市化建设进程的不断加快，市政道路建设得到快速发展，人们的生活质量得到了明显的提升，随之对城市中基础设施的建设提出了更高的要求。这就需要施工企业在市政道路施工过程中必须做好基坑开挖即支护工作，保证工程项目施工的稳定性和长期性，为工程项目的顺利进行奠定坚实基础，并在保质量、报进度和保安全的基础上维护企业的良好形象。