浅析灌注桩沉井对穿越工程的作用

浅析灌注桩沉井对穿越工程的作用

李浩

中石化江汉油建工程有限公司湖北武汉430000

摘要：本文是作者根据实际工程案例，针对穿越工程遇到的事故和问题，分析了事故特殊性及后续解决方案，总结了具体的防治对策和措施，供工程人员参考。

关键词：穿越施工灌注桩沉井解决方案

引言：

穿越工程是个高风险高收益的工程，它的风险主要在于一些不可确定的因素和不可控制的因素。近几年穿越工程失败了很多，各种原因都有，失败的节点也各不相同，这里主要介绍下当穿越管道在回拖过程中，管道未能拖出地面且管头不能直接大开挖连头的补救措施。

1.工程简介

×××过江管定向钻进穿越管径Φ1220×20mm，水平穿越长度830米，最大深度27米。因为种种原因管道回拖时未能一次回拖完成，管头停留在距入土点90米出，距离地面16米，地面较开阔平整。

2.方案制定

经现场勘察测量，受阻段管头管顶最大覆土16m，钢管坡度为9°（即15.7%），根据地勘显示所处土层为粘质粉土层。牵引管周边均为荒地，距牵引管头水平距离7.5m有一根DN1000给水钢管，给水管管顶覆土为1.5m。勘察期间沿线场地地下水位为0.00～6.100米。此处牵引管头部构造依次为：钢管头部3m回拖管，1.2mU形环，1.2m万向节，3m扩孔器根据现场实际情况，经过邀请各方面专家进行讨论，制定沉井开挖将管道直接连头的方案，但因为地下管道的影响，无法采用常规的沉井制作方法施工，根据专家组的建议决定采用灌注桩的方式制作深基坑沉井将管道连出地面。主要是利用灌注桩的挡土、抗剪切力完成基坑的作用，在基坑底部作业将管道直接连出地面。

3.实施方案

根据专家组的建议，邀请了设计单位对方案进行细化设计，拟定了施工方案。具体施工方案如下。

本工程基坑深度为18.2m，其平面尺寸以满足施工条件为前提，平面尺寸详基坑支护结构平面布置图。采用钻孔灌注桩排桩为围护体系，每边5根桩共计20根桩，桩径φ1200mm，间距1300~1400mm（桩与桩的边距100~200mm），桩长约35m，其中嵌固深度18m，外侧采用两排φ600mm咬合150mm高压旋喷桩作为止水帷幕，桩深19米。支护桩顶采用1.6×0.6m钢筋混凝土压顶冠梁，以提高支护桩的整体性。基坑底部采用水泥砂浆高压注浆封底。

采用井点降水的方式将土体里的地下水位降低减少施工难度。设计降水点为2个（实际增加至7个）。

基坑内侧由上而下共设置四道围檩及水平支撑，围檩采用热轧宽翼缘HW400×300mm型钢拼接而成，水平支撑分别采用φ500x12mm无缝钢管。

基坑完成后管道采用马鞍口的形式进行连接。

基坑围护剖面示意图：

4.施工总结

在整个基坑施工过程中，总体是成功的，但在几个关键控制性工序里还是存在风险的。在理想状态下按设计施工，此方案是很切实可行的，而且安全系数较高。但在实际施工时会遇到很多不可避免的问题，这就给后续工作带来很大的困难也严重耽误工期。针对现场情况归列以下施工难点及问题。

1）灌注桩的施工

灌注桩施工是整个工程的要点也是难点，按正常条件施工时是不会有什么太大问题，但这个工程的特殊点在于灌注桩管径较大深度较深而且桩与桩之间的间隙要求控制在20cm之内，有一个桩控制不好就会影响后面的所有桩的施工。在实际施工过程中是无法保证每个桩的能够不差分毫的按设计位置完成，严重影响了施工进度。

2）高压旋喷桩的施工

高压旋喷桩的施工也是整个基坑成败的关键，因为基坑较深地下水丰富水位较高，，光靠降水井是无法达到降水目的的，地下丰富的地下水就要靠旋喷桩来控制，防止土体随地下水的渗漏流入基坑，危及基坑的安全施工及周边土体的完整性。但在实际施工过程中，因为灌注桩的影响，旋喷桩在地面的位置无法精确的定位，而且在地面无法检测桩体的完整性，到基坑开挖后不成型的旋喷桩又无法有效的补充和修复，这就增加了工程的整体风险，严重影响工期和施工的安全。

3）灌注桩与管道接触点的封堵处理

这个基坑的特殊点就在于有地下的管道的影响，而且灌注桩和旋喷桩施工不能影响破坏到管道，这就决定了管道周边是不可避免的会有缝隙，将会有地下水及土体流进基坑作业区，造成基坑作业的风险。这个缝隙的封堵就显得尤为重要。

5.方案改善建议

根据现场实际施工情况，及现场基坑监测报告反映，整个基坑施工有以下几点建议。

1)灌注桩管径较大，不便于现场施工，根据现场基坑监测报告反映及咨询有经验的现场施工和监测人员如果将灌注桩桩径减小至φ800mm或φ1000mm，可以有效增强灌注桩在土体的成型，便于灌注桩的钻孔施工，增强灌注桩的完整性，缩短施工工期。

2)灌注桩的排列形状可以采用品字形，桩之间的间距可以放大到500mm左右，这样可以有效防止因为相邻桩的成型不好影响后续桩的施工。而且因为是品字形排列，更加强了桩体的抗剪切力，保证整个基坑的完整性和安全性。也为旋喷桩的施工带来便利，旋喷桩施工时可以根据灌注桩的实际位置调整，增强旋喷桩的可靠性。

3)根据现场实际情况反映，井点降水的效果是非常有效可靠的，但降水点还是太少，根据排水量和基坑开挖情况显示，降水点应该增加至14~18个，这将极大降低周边地下水和土体对桩体的侧压力，减小基坑作业的风险。

4)管道周边封堵可以先采取局部开挖，在土体开挖到接近管道的时候将管道与灌注桩接触处的土体人工掏空，然后灌注水泥，待水泥固结后再进行其他工序施工。

采用灌注桩制作的沉井连头方案是针对穿越施工的特例，我们决不希望再有类似状况出现，但穿越施工的高风险性不可避免有可能出现这样的问题。当出现了类似问题，这种利用灌注桩制作沉井连头的方法是个可行选择之一。