高壓線塔深基坑支護(hù)技術(shù)分析

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［摘要］在管廊深基坑附近有一處高壓線塔，高壓線距地面僅7.5m，不易遷改，管廊深基坑處地下水位高、地下水豐富，基坑穿越由舊黃河改道形成的粉質(zhì)粘土層，基坑極易出現(xiàn)滲漏，不利于高壓線塔加固。針對工程難點(diǎn)，采用雙管高壓旋噴樁施工的重力式水泥土墻技術(shù)對高壓線塔進(jìn)行原位加固，成功解決的高壓線下限高施工的問題，避免了對高壓線線塔的遷改及停電等外部問題，保證了基坑施工安全。

［關(guān)鍵詞］高壓線塔、深基坑、限高、重力式水泥土墻

1工程概況

我項(xiàng)目承建的綜合管廊沿快速路施工，位于綠化帶下方，納入熱力管線、電力電纜等管線。綜合管廊斷面形式包括雙艙式、三艙式，開挖深度7～12m，采用鉆孔灌注樁支護(hù)。管廊沿線周邊環(huán)境復(fù)雜，存在梁場、企業(yè)、管線、高壓線塔等重要結(jié)構(gòu)物，征拆協(xié)調(diào)難度大。場地地貌系第四系沖積平原及淺丘狀平原，上部為沖積層粉土及黏性土，中部為沖積形成的黏性土層、強(qiáng)風(fēng)化泥巖及灰?guī)r。地下水穩(wěn)定水位埋深2.27m，地下水豐富，主要賦存于3粉土中。

2高壓線塔保護(hù)的原因

本工程在周邊環(huán)境調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)有一處35KV高壓電纜與管廊斜交，斜交角度73°，高壓電纜距地面垂高約7.5m，高壓線塔距管廊主體結(jié)構(gòu)約10m，管廊基坑開挖深度12m。受高壓電纜安全施工距離影響（豎向安全距離4m，水平方向安全距離3.5m），主管廊及支管廊的基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)無法正常施工，且現(xiàn)場緊鄰河道及梁場，不具備放坡開挖條件。經(jīng)過調(diào)查該高壓線為某企業(yè)專線，遷改周期過長，嚴(yán)重影響企業(yè)生產(chǎn)，另外，根據(jù)規(guī)劃要求，管廊位置也無法調(diào)整，為順利推進(jìn)管廊施工，項(xiàng)目需對高壓線塔進(jìn)行保護(hù)。

3線塔處深基坑技術(shù)難點(diǎn)

（1）線塔架設(shè)的高壓線距地面較低僅有7.5m，扣除安全距離后，施工高度僅有3.5m，現(xiàn)場無法采用水泥攪拌樁、鋼板樁、旋挖鉆、長螺旋鉆、沖擊鉆等機(jī)械設(shè)備施工的條件。（2）管廊南側(cè)為河道常年有水，管廊北側(cè)緊靠某工程局的梁場，現(xiàn)場不具備放坡開挖條件。（3）管廊基坑較深、基坑穿越舊黃河改道形成的粉土層、地下水位高、地下水豐富，基坑開挖后基坑易滲漏，地下水流失，線塔易傾斜倒塌。（4）線塔加固期間高壓線不斷電，需確在不斷電情況下的施工安全。

4處理方案

由上述線塔處施工難點(diǎn)分析知，線塔處深基坑支護(hù)技術(shù)處理的關(guān)鍵是在不斷電的情況下進(jìn)行管廊基坑支護(hù)施工，同時(shí)避免線塔的不均勻沉降及線塔不滑移。根據(jù)線塔基礎(chǔ)形式及周邊環(huán)境，通過多種加固措施比較，提出采用重力式水泥土墻[1]加固處理方案。

4.1加固方案原理

水泥土墻是利用水泥材料作為固化劑，采用攪拌樁、旋噴樁等機(jī)械在地基土中就地將原狀土和固化劑強(qiáng)行拌合，經(jīng)過一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，而形成具有一定強(qiáng)度、整體性和水穩(wěn)性的加固水泥土墻體。其應(yīng)用于基坑支護(hù)，采用連續(xù)成樁，相互搭接面形成具有同重力式水泥土墻相似的基坑支護(hù)作用。重力式水泥土墻基坑支護(hù)較適用于軟土地區(qū)，如淤泥地區(qū)、含水量較大的黏性土、粉土地區(qū)等基坑工程。

4.2加固處理

4.2.1基坑支護(hù)樁基坑開挖深度為12m，開挖寬度6.5m，基坑兩側(cè)采用鉆孔灌注樁支護(hù)，樁基直徑0.8m，樁基間距1m，樁頂為1*0.8m的冠梁，樁基嵌入中風(fēng)化粉砂巖層3m。灌注樁原地面距高壓線垂直間距為7.5m，需預(yù)留4m安全距離，為保證鉆孔灌注樁施工原地面要下挖3m。鋼筋籠下放時(shí)要分段下放，每段3m。基坑開挖過程中設(shè)兩道鋼支撐，鋼支撐采用¢609焊接Q235鋼管，t=16mm,支撐水平間距6m，第一道鋼支撐設(shè)在冠梁中部位置，第二道鋼支撐設(shè)在管廊頂部0.5m位置處。

4.2.2基坑兩側(cè)止水帷幕受高壓電線凈空高度影響，鉆孔灌注樁外側(cè)的止水帷幕采用施工高壓旋噴樁施工，高壓旋噴樁直徑0.6m，施工兩排，相互咬合0.2m。為保證樁基施工止水效果，高壓旋噴樁采用雙管施工方法，水泥采用Po42.5通硅酸鹽水泥。止水帷幕樁基長度為與鉆孔灌注樁相同。

4.2.3重力式水泥土墻加固止水帷幕外采用高壓旋噴樁施工重力式水泥土墻，重力式水泥土墻采用格柵形布置，一般采用雙軸或三軸水泥攪拌樁，受高壓線影響，采用雙管高壓旋噴樁施工。樁基格柵網(wǎng)由雙排高壓旋噴樁互相咬合組成，樁基直徑0.6m，相互咬合0.2m。靠近基坑3m淺挖區(qū)附近高壓旋噴樁樁長7m；緊靠高壓電桿處，為穩(wěn)固線塔并接合現(xiàn)場實(shí)際情況，對高壓電桿進(jìn)行局部采用U型加固，高壓旋噴樁樁長9m，以線塔為中心對稱加固。為保證重力式水泥土墻的整體性，對高壓線塔周圍的U型加固區(qū)采用0.7m厚C30混凝土壓頂，內(nèi)鋪雙層雙向鋼筋網(wǎng)，壓頂混凝土與開挖邊坡的冠梁連在一起，上部冠梁與下部冠梁之間用斜梁連接，斜梁間距4m一道，同時(shí)基坑在開挖過程中，冠梁所承擔(dān)的兩側(cè)基坑側(cè)向滑動(dòng)力通過鋼支撐形成內(nèi)力，在鋼支撐相互抵消部分，減小了支護(hù)樁承擔(dān)的側(cè)向推理，使基坑受力更合理，更安全。為避免基坑外部的地表水流入基坑，在加固區(qū)外側(cè)設(shè)置排水溝，排除地面積水。基坑支護(hù)措施見圖1、圖2、圖3。

4.3基坑降水

在支護(hù)樁外側(cè)施工雙排水泥攪拌樁，形成止水帷幕，樁基長度與支護(hù)樁一致，切斷外部地下水流入基坑內(nèi)部。在基坑內(nèi)部采用疏干井降水，基坑內(nèi)按6m布置一口疏干井，疏干井降水井埋深L=h+4m（h為基坑深度），井經(jīng)為0.8m,全孔下直徑330/300mmPVC濾水管，濾水管外包層-40目尼龍網(wǎng)，地面下1m井深范圍回填直徑3~7mm濾料。施工期間地下水應(yīng)控制在底板以下0.5m，降水滿足要求后才可以開挖基坑，基坑降水應(yīng)保證基坑覆土回填結(jié)束。地表在基坑外側(cè)設(shè)置截水溝，避免地表水灌入基坑。

4.4變形監(jiān)測

水準(zhǔn)基點(diǎn)：在遠(yuǎn)離高壓電線穩(wěn)定易保存的地方埋設(shè)三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，以這三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)做為起算點(diǎn)，按二等水準(zhǔn)精度要求聯(lián)測組成結(jié)點(diǎn)監(jiān)測網(wǎng)。基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)定期檢測，并與附近已知水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測以確認(rèn)起算點(diǎn)的穩(wěn)定性。高壓電線沉降點(diǎn)：在高壓電線底部各布設(shè)4個(gè)沉降觀測釘，用于觀測高壓電線沉降。高壓電線傾斜：通過測水平角法或吊垂球法觀測對高壓電線進(jìn)行傾斜觀測。高壓電線位移：通過測水平角法或吊垂球法觀測對高壓電線進(jìn)行位移觀測。監(jiān)測周期：自管廊土方開挖期間起至土方回填結(jié)束。監(jiān)測頻率：管廊基坑開挖深度≤5m時(shí)，監(jiān)測頻率為1次/2d；管廊基坑開挖深度≥5m時(shí)，監(jiān)測頻率為1次/1d。監(jiān)測頻率與變形情況緊密相連，當(dāng)超出規(guī)范報(bào)警值時(shí)，加密監(jiān)測頻率。監(jiān)測與測試的控制標(biāo)準(zhǔn)為：高壓電線沉降，沉降速率≤2.0mm/d；角鋼塔塔傾斜度≤10/1000（50m以下高度）。

4.5基坑開挖及回填

土方開挖應(yīng)嚴(yán)格遵守“分層分段、限時(shí)開挖、嚴(yán)禁超挖”的原則，并盡可能對稱、均衡地進(jìn)行土方開挖。應(yīng)充分考慮施工作業(yè)荷載影響，嚴(yán)禁重型機(jī)械在基坑邊10m范圍內(nèi)行走和作業(yè)。土方開挖分層厚度一般控制在2m，軟土各分層開挖深度不宜超過1m。基坑開挖期間，加強(qiáng)降水，確保地下水位始終在開挖面標(biāo)高以下至少0.5m。基坑開挖過程中必須作好基坑內(nèi)外的截水、排水，防止水對基坑坑壁和坑內(nèi)土體浸泡，并保證正常施工作業(yè)面。在開挖過程中要加強(qiáng)基坑內(nèi)外地下水位、鋼支撐內(nèi)力、基坑變形、高壓線塔、地表沉降等基坑監(jiān)測，及時(shí)將觀測數(shù)據(jù)提供給設(shè)計(jì)單位指導(dǎo)現(xiàn)場施工。基坑開挖至坑底標(biāo)高后，應(yīng)盡量減少暴露時(shí)間，及時(shí)進(jìn)行墊層及基礎(chǔ)施工，防止坑底浸水和暴露，并及時(shí)施做底板和支護(hù)樁之間的傳力帶，確保其緊密銜接。綜合管廊在回填時(shí)應(yīng)兩側(cè)對稱同時(shí)回填，其標(biāo)高應(yīng)基本相等且高差不得大于300mm，回填順序應(yīng)按基底排水方向由底至高分層進(jìn)行，回填材料分層攤鋪，每層壓實(shí)后厚度不超過250mm。回填土一般選用粘土墊層土料回填，回填密實(shí)度在人行道及機(jī)動(dòng)車道下不小于0.95，在綠化帶下不小于0.9。

5結(jié)論

本工程采用重力式水泥土墻技術(shù)有效的解決了緊鄰高壓線塔深基坑支護(hù)問題，給類似工程提供了切實(shí)可行的解決案例，主要有以下幾點(diǎn)結(jié)論：（1）重力式擋墻解決了在不擾動(dòng)構(gòu)筑物原狀土的情況下，有效對高壓線塔地基進(jìn)行加固的問題。（2）重力式水泥土墻采用格柵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)《綜合管廊基坑支護(hù)圖集》格柵網(wǎng)采用雙排高壓旋噴樁互相咬合組成。這種結(jié)構(gòu)形式可以有效的加固土體，使各個(gè)小單位既可以獨(dú)立成塊，又可以有效形成有機(jī)整體。（3）采用雙管高壓旋噴樁及沖擊鉆施工高壓線下的水泥樁及灌注樁，通過更換樁基施工設(shè)備有效的解決了高壓線下限高問題。（4）注重止水帷幕施工質(zhì)量，避免因構(gòu)筑物地下水滲漏引起的地表不均勻沉降。（5）加固區(qū)地表混凝土、冠梁、斜向支撐、支護(hù)樁及鋼支撐相互傳力，形成了閉合的受力系統(tǒng)，減小了高壓線塔的側(cè)向滑移。（6）在土方開挖過程中加強(qiáng)監(jiān)測，對發(fā)生突變的要停止開挖，查明原因采取措施后，才能繼續(xù)開挖。

參考文獻(xiàn)

[1]孫艷文，劉敏．綜合管廊基坑支護(hù)圖集17GL203-1.國建建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集，2017第295185號．

作者：谷崇建 劉承志 陳國康 單位：中國建筑第五工程局有限公司