唐杰祥

摘要：隨著近年污水管網(wǎng)工程的大量建設(shè)，各種支護(hù)方式涌現(xiàn)，但是在管網(wǎng)工程從市政路往排水戶推進(jìn)過程中，一些的管網(wǎng)支護(hù)設(shè)計(jì)方式顯得水土不服，導(dǎo)致推進(jìn)困難，更甚者導(dǎo)致索賠。本文對各種支護(hù)體系進(jìn)行對比分析，在各種工況中考慮優(yōu)缺從而提出支護(hù)方式的指導(dǎo)性建議

關(guān)鍵詞：排水管網(wǎng);支護(hù);開挖工程

正文：

污水管網(wǎng)工程的建設(shè)是水環(huán)境治理的關(guān)鍵一環(huán)，是整個(gè)污水處理系統(tǒng)的血管發(fā)揮重要作用，隨著治污工作的推進(jìn)，我們的管網(wǎng)從市政道路向排水戶延伸，越來越接近正真的污染源頭，很多的在市政路上的開挖支護(hù)方式到了居民密集處，房屋密集處，交通密集處將不再適應(yīng)，但我們很多設(shè)計(jì)單位由于經(jīng)驗(yàn)，專業(yè)水平等原因，選擇了不合適的支護(hù)形式，導(dǎo)致實(shí)際現(xiàn)場施工難以推進(jìn)，最終導(dǎo)致工程停滯甚至取消，更甚者由于開挖支護(hù)方式不當(dāng)造成附近建筑物損壞導(dǎo)致賠償。所以我們的排水專業(yè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)在方案階段就必須根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況和規(guī)范允許情況對開挖支護(hù)方案有一個(gè)研判，在可研方案或初步設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)概算中考慮相關(guān)支護(hù)開挖方式對實(shí)施可行性和費(fèi)用，避免設(shè)計(jì)與實(shí)際脫節(jié)，費(fèi)用包不住的情況，而不能只顧排水專業(yè)而不顧其他專業(yè)又或者結(jié)構(gòu)專業(yè)不理排水專業(yè)，各自畫圖而沒有通盤考慮。作為市政排水工程的主導(dǎo)專業(yè)，排水設(shè)計(jì)將這類問題統(tǒng)籌考慮是非常有必要的。由排水專業(yè)在方案階段就已經(jīng)對支護(hù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究為日后的支護(hù)設(shè)計(jì)提供指引。本文將從規(guī)范規(guī)定，實(shí)際實(shí)施經(jīng)驗(yàn)對各種支護(hù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行介紹與研究。

根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》5.3.14的規(guī)定：管道的施工方法，應(yīng)根據(jù)管道所處土層性質(zhì)、埋深、管徑、地下水位、附近地下河地上建筑物等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定是否采用開槽、頂管或盾構(gòu)施工等。開槽施工有放坡開挖方式，橫列板支護(hù)、鋼板樁支護(hù)開挖方式，重力式擋土墻支護(hù)開挖方式，工法樁支護(hù)開挖方式。以下為常用形式的支護(hù)設(shè)計(jì)情況。

一、放坡開挖支護(hù)形式

（一）規(guī)范規(guī)定：依據(jù)《給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》4.4.4條規(guī)定開挖坡度要求，開挖深度約2.5米，再根據(jù)一般挖機(jī)都是跨槽施工而導(dǎo)致的動(dòng)載，按砼管污水管徑D400，再按照《給水排水管道工程施工與驗(yàn)收規(guī)范》的最少開挖寬度要求，如土質(zhì)按老黃土考慮坡度按1：0.33算，則開挖寬度為2.85米，如按中密的碎石類土計(jì)算開挖寬度為4.95米，如按中密沙土考慮，開挖寬度為8.7米。如去到居民區(qū)的街巷施工，街巷范圍一般為6米左右，考慮0.5米的安全距離，可開挖寬度為5米，按中密沙土坡度1：1.5反推基坑深度僅為1.2米。通過上述數(shù)據(jù)，管道埋深將受土質(zhì)和開挖面寬度影響較大，故設(shè)計(jì)時(shí)需參看勘察報(bào)告的土質(zhì)判定以及相關(guān)數(shù)據(jù)，另外尚需了解現(xiàn)場的可施工范圍，了解開挖面情況。對于狹窄街巷管網(wǎng)盡量以支管為主，非必要不要布設(shè)主干管。

二、橫列板和鋼板樁支護(hù)形式

（一）橫列板支護(hù)（圖1）

橫列板支護(hù)根據(jù)木材的強(qiáng)度以及施工難度進(jìn)行選用，施工安全橫列板支護(hù)一般適合于2.5米深以內(nèi)，并需要按照時(shí)空效應(yīng)，在開挖施工面后立刻進(jìn)行支護(hù)。所以在在設(shè)計(jì)方案中，需將橫列板的具體做法和需要準(zhǔn)備的材料予以說明，并輔以大樣。現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)單位，對于橫列版支護(hù)沒有圖樣，只有說明，導(dǎo)致現(xiàn)場施工支護(hù)沒有指導(dǎo)圖紙。而且由于選用木材制作的方木豎棱，易損壞強(qiáng)度不高，在較硬的如老黃土等情況難以用壓樁機(jī)壓入，而需要超挖埋設(shè)，故在此情況下需采用槽鋼作為豎棱。

因?yàn)闄M列板需要基坑形成后工人進(jìn)內(nèi)操作，所以而對于地下水豐富，存在流沙管涌的地區(qū)一般不宜選用，設(shè)計(jì)人員需予以注意。

（二）鋼板樁支護(hù)

鋼板樁支護(hù)是最常見的排樁支護(hù)方式，管網(wǎng)施工圖設(shè)計(jì)最常見的支護(hù)方式，為什么常見，主要是其適應(yīng)性廣，造價(jià)相對低廉，樁體可重復(fù)運(yùn)用符合綠色建設(shè)的需求，分震動(dòng)式和靜壓式（見圖2）施工方法。但是震動(dòng)式鋼板樁支護(hù)在其施工時(shí)的壓入和拔出同時(shí)有較大震動(dòng)，對周邊建筑影響較大，噪聲大，又因?yàn)闄C(jī)械鋼板樁堆放的要求所以有占地范圍較大的問題。但總體來說優(yōu)點(diǎn)多于缺點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中如根據(jù)實(shí)際情況予以周全考慮，是一個(gè)不錯(cuò)的支護(hù)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在我們來討論鋼板樁選用的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1、適用深度：根據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《深基坑鋼板樁支護(hù)技術(shù)規(guī)程》3.0.1，支護(hù)深度不宜超過9米，因?yàn)橐话闱度肷疃葹殚_挖深度的2倍，樁再長則施工困難也不經(jīng)濟(jì)?，F(xiàn)時(shí)國內(nèi)鋼板樁通用長度最長可達(dá)18米，但是一般市面較多的是6，9，12米定型樁長，并可采用焊接并接增加樁長，但焊接部分存在應(yīng)力集中情況，所以圖紙中需說明焊接部位不得連續(xù)在同一標(biāo)高，具體參見相關(guān)支護(hù)規(guī)范。2、適用土質(zhì)，一般適用于大部分土質(zhì)，根據(jù)廣東鋼板樁技術(shù)規(guī)程，采用標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N分類采用，N<25的的砂土、粉土及黏性土地層適用振動(dòng)沉樁法及靜壓沉樁法。高壓射水輔助沉樁法適用于砂土、碎石土及N<50 的粉土及黏性土地層。螺旋鉆輔助靜壓沉樁法適用于N<75 且最大粒徑小于75mm的碎石土地層。3、適用位置：根據(jù)廣東鋼板樁技術(shù)規(guī)程3.0.3 鋼板樁支護(hù)應(yīng)滿足下列功能要求：1 保證基坑周邊建（構(gòu)）筑物、地下管線、道路的安全和正常使用。2 保證主體地下結(jié)構(gòu)的施工安全和施工空間。3.0.6 條振動(dòng)沉樁法適用于周邊環(huán)境等級為二級或三級的鋼板樁支護(hù)基坑，靜壓沉樁法適用于周邊環(huán) 境等級為一級、二級或三級的鋼板樁支護(hù)基坑。廣東的<建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程DBJT 15-20>規(guī)定環(huán)境等級一級定義為基坑開挖影響范圍存在淺基礎(chǔ)房屋，樁長小于基坑開挖深度的摩擦樁基礎(chǔ)建筑，軌道交通設(shè)施，隧道，防滲墻、雨污水管，供水總管，煤氣總管，管線共同溝等照耀建構(gòu)筑物，設(shè)施。環(huán)境等級為三級定義為：周邊三倍基坑開挖深度范圍內(nèi)無任何建筑、管線等需保護(hù)的建（構(gòu)）筑物?；娱_挖影響范圍一般取1倍開挖深度，當(dāng)存在砂層，軟土層時(shí)取2倍開挖深度。根據(jù)上述要求，震動(dòng)式鋼板樁機(jī)不能在一級環(huán)境中使用，換言之就是不能太靠近房屋，而在廣東地區(qū)一般存在軟土層，故在使用鋼板樁時(shí)深度達(dá)到2.5米以上時(shí)，最少開挖影響寬度為2.5*2+1.2=6.2米，一般的街巷已滿足不了這個(gè)要求，所以鋼板樁施工一般只適合在市政路等寬闊無其他管線建筑物的地域。除上述的要求外，我們的設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮打樁影響范圍，類似震動(dòng)式鋼板樁施工震動(dòng)影響范圍應(yīng)按樁長進(jìn)行估算，一般為樁長的1-2倍。而對于靜壓樁施工法雖然靜壓機(jī)械有小型但由于需要較大型機(jī)械予以配合，特別是需要進(jìn)行鉆孔施工時(shí)，一般難以進(jìn)入街巷施工。

三、重力式擋土墻支護(hù)開挖

應(yīng)用于管網(wǎng)開挖支護(hù)的重力式擋土墻一般通過混凝土攪拌樁，高壓選噴樁形式進(jìn)行土體固化，這兩種方式較為常見，其他的注漿加固，工法樁（攪拌體內(nèi)加插槽鋼）一般應(yīng)用較少。

重力式擋土墻的開挖深度一般不大于6米，但對土質(zhì)要求能與水泥較好混合，具有軟塑的土層條件，如遇障礙物，有機(jī)質(zhì)土，有腐蝕性的地下水，地下水豐富土層需進(jìn)行試驗(yàn)適用性，并不得用于泥炭土。同時(shí)開挖條件需具備施工重力式擋土墻的寬度，鄰近開挖面沒有重要建筑物和地下管道。采用混凝土攪拌樁做支護(hù)主要制約是場地問題，由于攪拌樁機(jī)要求豎向空間較高，并隨攪拌深度加大，遇障礙物，如高壓線等難以實(shí)施，同時(shí)其施工時(shí)單純機(jī)械需占地2.5米寬以上，即樁中兩側(cè)2.5米均為施工面，道路狹窄時(shí)難以實(shí)施。而高壓旋噴樁，機(jī)械細(xì)小，控制得當(dāng)施工質(zhì)量有保證，但是造價(jià)昂貴，造價(jià)根據(jù)水泥用量而定，一般是攪拌樁的5-7倍，這讓讓很多業(yè)主望而卻步。上述兩種設(shè)計(jì)方案由于需要等待混凝土28天齡期，所以與鋼板樁支護(hù)相比施工工期多出數(shù)倍，難以滿足管網(wǎng)工程施工短平快的要求。同時(shí)重力式擋土墻支護(hù)在沒有加筋的情況下抗剪強(qiáng)度不足，在存在額外的動(dòng)載情況下不保險(xiǎn)，而管網(wǎng)工程大部分位于道路上，動(dòng)載較大。所有管網(wǎng)工程采用重力式擋土墻做支護(hù)較小，一般在井體支護(hù)才予以適用。

另外在一些個(gè)別困難不能采用放坡開挖，又不能打鋼板樁的位置，又不能施工攪拌樁或旋噴樁，采用攪拌體內(nèi)加插槽鋼的工法樁是一個(gè)比較好的方法，具體做法是在攪拌樁或旋噴樁剛形成的尚未凝固的樁體內(nèi)壓入槽鋼提升其抗剪能力，此方式在狹窄的街巷較為有效，但造價(jià)很貴只能小范圍采用。

綜上所述，污水管網(wǎng)工程的支護(hù)設(shè)計(jì)方案需根據(jù)土質(zhì)，周邊建筑物情況等現(xiàn)場實(shí)際情況而定，而相對比較適合的是邊坡支護(hù)和鋼板樁支護(hù)。而隨著污水管網(wǎng)工程從市政路往排水戶推進(jìn)，工程實(shí)施將面臨更復(fù)雜的現(xiàn)場，所有需要設(shè)計(jì)人員在確定方案前必須到現(xiàn)場進(jìn)行踏勘，并參閱相關(guān)地質(zhì)資料，綜合相關(guān)情況進(jìn)行考慮方能出具合適有效的支護(hù)設(shè)計(jì)方案。