电力工程浅基坑简易支护研究

电力工程浅基坑简易支护研究

韩岳宏

身份证：370104199007150016；山东国研教育咨询有限公司，250021

摘要：目前，电力工程中隧道、顶管竖井（开挖深度≥6m）等工程均由岩土专业根据专业设计软件出具专项浅基坑支护设计方案，而输电线路地下工程常见电缆构筑物（沟槽、排管、工井等基坑开挖深度≤4.0m）基坑开挖不属于浅基坑范畴，也从未出具过相关专项支护设计方案，多由现场施工方根据开挖深度、地质类型、管线位置等因素适当采取一些临时性的施工支挡措施。本文主要分析电力工程浅基坑简易支护研究。

关键词：浅基坑；典型地质模型；放坡系数；支护密度

引言

近年来，为保障现场施工的安全作业以及建设方对概算的精度把控要求，需要在设计阶段精确计列支护形式及支护量。但由于电缆构筑物具有开挖深度浅、开槽时间短（一般5~7d）、顺线路长度长、交叉及并行管线较多等特点，若参照浅基坑支护计算理论会导致支护量过大，计算结果与传统浅基坑具有较大差别，也缺乏成熟的商业软件辅助设计。因此在设计阶段精确计量浅基坑支护措施及支护量具有显著的经济效益与社会效益。

1、浅基坑支护形式概述

目前应用于电缆沟工程的常见支护形式多为放坡开挖、工字钢支护、拉森桩支护。其中放坡适用于环境开阔、土质较好地带；拉森桩适用于地下水位较浅、表层土质渗透系数较大等工况；而工字钢广泛应用于各种超载、管线密集等工况。参照《电力基坑支护技术规程》：工字钢支护和拉森钢支护均属于悬臂式支挡结构，主要进行结构验算、截面验算、稳定性验算以及抗倾覆验算四大类；纯放坡条件下仅验算整体稳定性验算。

2、浅基坑开挖放坡系数上限的确定

基坑开挖时，纯放坡开挖是否能够满足变坡稳定性要求需要根据地质条件计算放坡系数，并根据基坑周围管线情况核实是否有放坡开挖的条件，若现场条件无法满足较大的放坡系数要求，需采用支护措施，因此需对纯放坡开挖的坡度系数上限进行设定。浅基坑支护设计时，根据具体的地质勘察资料并结合外部的荷载条件，可以明确计算出浅基坑纯放坡条件下的放坡系数上限，而浅基坑设计时，由于电缆沟长度动辄几公里，且基坑旁边管线交错，无法据实计算出每处浅基坑的放坡系数上限。《上海市基坑工程技术标准》规定：采用放坡开挖的基坑深度不宜大于3m。《天津市电力基坑工程技术规程》规定：深度超过4m的基坑，在天津不能采用一次放坡，需要设置多级平台，采用按平台分层开挖的方法，平台的宽度需根据土体的整体稳定性验算确定，每级平台的宽度不宜小于1.5m。《工程地质手册》（第五版）“斜坡稳定性”中：在保证边坡稳定的前提下，在实际工作中，可根据工程地质条件确定边坡的允许坡度值，针对5m以内的坚硬黏性土，放坡系数可达到1∶1。从上述规范可知，规范中未对浅基坑的放坡上限进行明确限定，仅是建议实际地质情况给出参考值。其中《电力建设工程预算定额（2018版）第四册架空输电线路工程》中对技经计列土方时的放坡系数进行了定义，针对普通土的机械坑上开挖，放坡系数为1∶0.75。结合工程实际，电力工程中电缆沟槽、排管较少采用支护（旁边有管线、开挖较深的除外），因此大规模的支护主要是用在工井处。

3、浅基坑支护工程施工

提升基坑支护工程施工质量，仅仅是依靠高质量基坑支护工程施工方案是不够的，还需要施工技术的支撑，合理采用基坑支护工程施工技术是确保施工质量的关键。下面从混凝土灌注桩施工技术、连续支护墙施工技术、深层搅拌桩施工技术等方面展开。

3.1混凝土灌注桩施工技术

混凝土作为房屋电力工程中常见的一种施工材料，主要是因为其性能较好，成本也相对较低。因此，在基坑支护工程施工的时候，需要重点考虑混凝土灌注桩施工技术，利用该技术，提升基坑支护工程结构的稳定性。在混凝土灌注桩施工的时候，需要着重考虑以下几个方面。①在施工之前，需要根据基坑壁进行清理，并且根据其表面情况进行防护，其目的就是提升其强度，确保混凝土灌注桩施工的效果。同时，在施工的时候，由于是以混凝土材料为主，所以一定要根据相关标准以及设计方案，合理配置混凝土材料，确保混凝土材料的稳定性，减少基坑避免裂缝问题的产生。②在基坑避免清理和防护完成以后，应当根据实际情况，设置排水沟和桩成孔，这样一旦产生降雨，可以及时地排出，避免混凝土灌注内部产生积水问题。③针对钻孔施工方案，需要根据情况安装适合桩的基架，并且安装完成以后，进行泥浆灌注。但是，在泥浆灌注的时候，一定要保证泥浆高于地下水位，以此实现高质量施工体系。④混凝土灌注桩作为基坑支护的重要支撑构件，为了确保其施工质量，一定要注重其养护时间，主要需要根据天气的情况，确定浇筑面洒水的时间，以及时间间隔等。一般情况下，气温在25℃~30℃的话，需要2h进行一次洒水，其洒水时间应当在40秒左右。但是，如果温度在30℃以上的话，就需要间隔1h洒水一次，其洒水时间依旧为40秒左右，这样可以避免因为温度因素所引发的质量问题。风力较大的话，这时就需要根据浇筑面水分蒸发的情况，适当调整洒水的次数，确保施工的质量。

3.2内支撑施工

浅基坑支护施工中，钢筋加工支撑是支撑支护施工重点内容，需要施工前对钢筋封膜绝缘处理，使用绝缘胶带在钢筋表面上层层缠绕，消除钢筋之间缝隙。封膜后预留焊接位置，将钢筋笼置于浅基坑中，确保支柱桩和钢筋笼同高。选择高密度焊接方式，焊接处硬度适当的超出钢筋，实现钢筋和连接杆紧密结合。焊接期间使用毛巾包裹钢筋计，浇灌凉水，避免焊接温度过高损坏仪器设备。同时，浅基坑附近电缆做好安全保护，覆盖毛巾，避免焊接时火花损坏电缆。

3.3钢板桩支护

电力施工过程中所应用到的钢板桩支护技术，主要指借助热轧型钢锁口或钳口等工具，进行有效连接，形成桩墙的打造。实际施工过程中，直腹板形的钢板桩的使用频率较高，主要原因为其具有使用便捷、良好的水土阻隔效果。然而在实际应用过程中，钢板桩支护也存在一定需要改进之处，主要原因在于钢板桩质地柔软，在应用过程中易产生变形问题。此外，钢板桩在具体施工过程中，将会存在一定的噪声污染问题，因此在人群聚集区域，不宜使用钢板桩支护技术。为此，要求施工人员在选择支护结构时，需对施工现场实际情况，钢板桩优点及缺陷之处加以考虑，以充分发挥支护技术的价值。

3.4锚杆支护

锚杆支护施工技术主要为合理设计锚杆支护参数。这种锚杆维护方式主要指借助杆体插入岩体内部的方式，改变岩体力学性能，同时在巷道附近形成具备较高稳定性的承载带，借此增强岩体强度。因所处岩层特点不同，因此所应用的锚杆支护参数也存在一定差异，若所施工岩层较为松软，所插入锚杆间距以0.5~0.7m为宜，若所施工岩层较为坚实，则所插入锚杆间距以0.8~1.0m为宜。

结束语

本文结合相关规程规范以及实际工程案例，对电缆浅基坑支护进行了研究，得到以下结论：（1）若浅基坑临近1倍基坑深度范围内没有重要构筑物、天然气及其他重要管线时，可将浅基坑侧壁安全等级定义为三级；否则根据旁边管线及构筑物确定基坑侧壁安全等级；（2）根据地质参数及支护形式，梳理出天津地区典型地质模型；（3）确定电缆工程中，浅基坑开挖放坡系数上限为1∶0.75，当基坑旁边有重要管线、公路等构筑物时，可适当放小；（4）浅基坑常规支护方式中的“一丁一顺”，丁字排列工字钢用来承受外部荷载产生的弯矩，顺字排列工字钢用来扩大挡土范围；（5）浅基坑支护中，每延米路径长度的钢板桩数量2.5根。

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