浅谈桥梁桩基施工对紧邻污水主管的保护方案--中国期刊网

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浅谈桥梁桩基施工对紧邻污水主管的保护方案

发表时间：2021/6/1 来源：《基层建设》2021年第2期作者：刘庆勇

[导读] 摘要：本文就天马河桥梁工程桩基施工时，须对紧邻的污水主管进行保护。

        广州市花都区交通运输局广东广州 510000
        摘要：本文就天马河桥梁工程桩基施工时，须对紧邻的污水主管进行保护。探讨如何在复杂的地质条件下，采取有效的保护措施对污水主管进行保护，以免因桩基施工的影响而造成大范围污水泄漏。
        关键词：原有构筑物保护；地质复杂；保护方案
        前言
        随着我国城市化进程的高速发展，城市人口规模不断扩张，城市用地不断向郊区扩展，市政基础设施建设在各城市大规模兴建，新的建构筑物在建设时往往因用地紧张等因素而与旧的原有建构筑物发生冲突，相互影响。这就要求在施工时需对原有建构筑做好保护措施，以免施工时发生安全事故，对人民的生命财产以及社会环境造成重大影响和损失。
        1 工程概况以及施工背景
        工业大道（新街大道-G107-花港大道）跨天马河桥梁工程位于广州市花都区新华街工业大道与天马河桥相交处，跨越天马河并连接两岸工业大道。自西向东依次跨越荔红路、天马河、规划海河路，桥跨布置为：3X30m（第一联引桥）+（38+3x56+38）m（第二联主桥）+3X30m（第三联引桥）+3X30m（第四联引桥），桥梁全长520米。
        左幅桥梁桩基旁约1.5m处有一直径两米的污水主管，埋设深度8-10m。该污水主管为混凝土承插管，污水流量较大达20万m3/天，且根据地质勘探报告污水管下存在较厚的砂层。初始设计为在污水主管两侧设置φ800的水泥搅拌桩，将污水主管与桥梁桩基分隔，以免桩基施工时对污水主管造成扰动。因该污水主管非常重要，流量较大，一旦泄漏将造成严重后果，且前期管线探测采用以污水检查井为坐标编制管线探测报告不够准确，未能充分反映污水主管与桩基的真实位置，故认为该保护方案的设计不够严谨。为此，决定桩基施工前再次对进行管线探测。
        2 管线探测
        管线探测采用最新的Geode浅层地震仪和美国SIR-20雷达，使用折射层析法和地质雷达法对污水主管的位置进行了更准确的探测，结果显示污水主管距离设计桩基的净距离最近处仅有70多cm（图1），平均不足1m。原设计方案φ800的水泥搅拌桩因净距不足无法施工，因此污水管保护方案不具备可行性，需重新调整。由于污水主管与桩基的实际距离过近，需调整桩基的位置，为获得准确的设计依据需对桩基范围内的地质进行重新勘察。

                               图1 污水管道平面图
        3 地质勘察
        委托原勘察设计单位重新进行地质勘察。地质勘察结果显示：在钻探深度内，土质主要分布为：淤泥质土、淤泥质粉质粘土，细砂，粗砂、砾砂、含粘性土粗砂、强风化岩、中风化岩、微风化岩、含较厚的砂层（图2）。

                              图2 工程地质剖面图
        岩溶、土洞发育，在场地内进行的106个桩位中，发现有溶洞的桩位数为30个，占总孔数的28.3%，发现有土洞的桩位数为1个。
        由于紧邻天马河，周边地下水丰富，且地下水位较浅，工程地质较复杂。
        4 保护方案的难点
        （1）污水主管敷设走向与桥梁纵向基本一致，在多个桥墩位置管线与下部桩基相冲突，安全距离严重不足，污水主管与桥梁桩基之间的水泥搅拌桩难以施工。
        （2）地下水丰富，且地下水位较浅，导致水泥搅拌桩成桩质量难以保证。
        （3）地下砂层较厚，且污水主管为混凝土承插管，桥梁桩基施工时较易对砂层造成扰动，影响污水主管。
        （4）花都地区大多属灰岩、石灰岩地质，本场地岩溶发育强烈，且连通性较强。桩基施工过程中，在穿越溶蚀裂隙发育段、岩溶发育段时，可能发生漏液、塌孔甚至地面塌陷等异常情况，给污水主管的保护带来极大的困难。
        5 制定污水主管保护方案
        根据上面罗列的种种困难，加上该污水主管为主城区进污水处理厂的唯一管线，且流量巨大，埋深较深。一旦出现泄漏，难以修复或者更换，将对周边造成重大的污染事件。故本次污水主管保护方案虽慎重考虑，保证万无一失。经过与设计单位多次会议讨论后，为保护方案制定多重保护措施（图3）：

                       图3 保护方案平面图
        （1）为保证桥梁桩基施工时与污水主管有足够的安全距离，将桩基与污水主管间的净距离增加至2m。
        （2）在桥梁桩基与污水主管间施打两排φ800mm的三轴水泥搅拌桩，其余三边施工单排φ800mm水泥搅拌桩并封闭成一整体。水泥搅拌桩施工深度须穿过砂层，防止桩基施工时对砂层造成扰动，影响污水主管。
        （3）因地下水丰富，水泥搅拌桩成桩质量难以预计，为弥补水泥搅拌桩成桩质量不高的不足，在桩基施工前先增加一直径2m的钢护筒，钢护筒全过程跟进，直至穿过砂层，进入岩层为止。钢护筒与搅拌桩可形成双重保护，将桩基施工时造成的震动等干扰与砂层隔开，对污水主管进行有效的保护。既然担心水泥搅拌桩成桩质量不高，为何不直接采用钢护筒，而要先施工水泥搅拌桩再采用钢护筒跟进，既减少工期，又减少投资。那是因为钢护筒需要振动锤进行下压，振动锤在使用的过程中产生的震动较大，可能导致污水主管下的砂层因震动变得密实，污水主管下由此产生空隙，从而发生污水管脱节的可能性，故有需要先进行水泥搅拌桩的施工。
        （4）因该处岩溶发育，经地质勘察探明多个桩位存在溶洞。无论钢护筒还是桩基施工时皆存在发生漏液、塌孔甚至地面坍塌等情况的可能性。一旦在污水主管下方发生塌孔等情况，使管下方的水与砂层往孔里产生流动，将对污水主管产生非常大的安全隐患。所以我们采用施工前先地下溶洞进行预处理，对溶洞灌注C20的细石混凝土以及水泥浆，待溶洞填充后再进行上述各种施工。
        该保护方案制定后，召开了专门的专家论证会议。经专家论证，该保护方案通过，可用于施工。现场按该方案进行施工，过程中配合排水公司对污水管的监测以及水样检查，目前所有桩基已施工完毕，并未发生异常情况。
        6 结语
        综合以上所有情况，新建构筑物时对原有建构筑物的保护，须结合项目实际的地理环境，地质条件等，并充分考虑新建构筑物施工时会对原构筑物产生何种影响，从而制定专门的保护措施。在决策保护措施时，须对地质条件等进行准确的勘察探测，从而用准确的数据制定准确的措施，切忌盲目的追求施工进度和节约成本，否则将容易引发安全生产事故，造成人民生命财产以及经济损失。
        参考文献：
        [1]广东中天工程设计有限公司.工业大道（新街大道-G107-花港大道）跨天马河桥梁工程设计施工图纸[Z].2011.