1、深基坑泵站开挖方案设计【摘要】： CP1 项目雨水泵站 SW1 基坑开挖深度达 31.615m，开挖方案设计和边坡安全稳定成为首要考虑的问题。本文主要介绍 SW1 开挖方案所采用扩大明挖与喷锚支护相结合、深井降水等施工技术，并对边坡采用岩土工程计算软件 Rocscience.Slide.v5.025 进行稳定计算，以确保深基坑开挖施工安全，为类似工程提供有益借鉴。 【关键词】 深基坑；喷锚支护；边坡稳定性；深井降水 中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号： 工程概况 卡塔尔路赛 CP1 项目雨水泵站 SW1 是该项目最深的单体结构物，设计底部高程-29.115m，地面标高为+2.
2、5m，基坑开挖深度达 31.615m。地面以上结构高 7.1m，总高度 36.215m，地下结构平面尺寸34.35m37.2m（图 1-1） 。 场地临近海岸线，地下水埋深较浅，水量丰富；周围有其他构筑物和地下管线在其旁边，场内地貌单元简单，表层为回填粘土料。 图 1-1SW1 平面图 施工方案选择 通常情况下，对深基坑开挖施工，一般有以下几种施工方法： （1）不受地理条件限制的，可采用扩大明挖的方式，分层分台阶逐级放坡向下开挖。 （2）先放坡开挖一层土体后，沿基坑周围打入钢板桩，并采用锚索将钢板桩固定，在开挖后加设内支撑，行成钢板桩围堰的维护体系。 （3）先放坡开挖一层土体后，在开挖形成的坑
3、壁中，设置一定长度和密度的锚杆体，在锚杆孔内灌浆，使锚杆与边坡结合成一个整体，坑壁表面挂钢筋网，速喷 C20 混凝土进行支护。喷锚挂网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝上层共同工作来提高边坡土的结构强度和抗变形刚度，减小土体侧向变形，增强边坡的整体稳定性。 综合以上 3 中方法的优缺点比较，结合本项目的实际情况，考虑到开挖施工时运料出土、建筑物施工时候材料的运输及现场道路布置，决定采用第三种方法进行开挖支护，按现有场地条件合理放坡，并通过岩土软件计算边坡稳定，对不满足最小抗滑安全系数的边坡采用喷锚支护。基坑边坡稳定计算 边坡稳定分析按极限平衡原理，采用岩土工程勘察软件Rocscience.Slide.
4、v5.025 搜索边坡的最危险滑动面，并计算出最小抗滑安全系数 Fs，判断是否满足规范要求。对采用锚杆支护的边坡，规范规定最小抗滑安全系数为 1.2， 没有采用锚杆支护的边坡为 1.1。 岩层参数 根据第三方实验室地质勘察报告，雨水泵站 SW1 自上而下分布地层的物理力学特性指标的统计值见表 3-1： 表 3-1： SW1 开挖边坡设计 根据现有场地边界条件，北侧按 1：1.34 放坡，南侧 1：0.89，东侧1：0.92，西侧由于紧挨 66kv 变电站，为了不影响变电站的安全和施工，预留 13.9m 宽的安全距离后，上部按 1：1 放坡开挖至-17.60m，-17.60m以下采用垂直开挖。开
5、挖平面布置图见图 3-1。 边坡稳定计算选取四个典型断面 S1、S2、S3、S4，验证边坡能否在无加固及无支撑的条件下，依靠土体自身的强度，在新的平衡状态下取得稳定的边坡状态。对不满足最小抗滑安全系数的边坡，采取加固措施，配置一定数量的锚杆，重新计算边坡稳定性，直至满足最小抗滑安全系数。经过计算，S2、S3、S4 边坡均能通过自身土体的粘结强度达到最小抗滑安全系数，计算结果见图 3-2、图 3-3、图 3-4。S1 边坡不能满足规范要求的最小抗滑安全系数，需要配置一定长度和密度的锚杆。 锚杆设计 锚杆采用 25 高强钢筋，fy=420MPa，锚杆成孔直径 115mm，最小入岩深度 7m，倾角
6、15 度，末端用边长 250mm 的方形钢板和高强螺栓锚固在面层混凝土上。锚杆按 1.5m1.5m 的间排距梅花形布置，共设置 7 排，自上而下分层施工。从-17.60m 开挖至-20.85m，布置第一、第二排锚杆，从-20.85m-23.85m，布置第三、第四排锚杆，从-23.85m-26.85m，布置第五、第六排锚杆，从-26.85m-29.115m，布置最后一排锚杆。 面层形式 面层采用喷射混凝土与钢筋网组成钢筋混凝土板结构；喷射混凝土强度等级 C20，支护面层厚度 100mm。 网筋采用 6150mm 钢筋绑扎而成，为了增加面板的整体强度，横向设 212 钢筋贯穿整个面层，纵向设 21
7、2 钢筋，长 750mm，以锚杆为中心对称布置。纵横向加强筋与钢筋网片焊接。 布置锚杆后，重新计算 S1 边坡的稳定性能满足规范要求，见图 3-5，锚杆支护结构图见图 3-6。 图 3-1 SW1 开挖平面图 图 3-2 开挖边坡 S2 稳定性计算 图 3-3 开挖边坡 S3 稳定性计算 图 3-4 开挖边坡 S4 稳定性计算 图 3-5 开挖边坡 S1 稳定性计算 图 3-6 锚杆支护结构图 边坡稳定计算结果 边坡稳定计算结果见表 3-2： 表 3-2： 由上表可知，所有边坡均能满足最小抗滑安全系数要求。 基坑排水、降水方法 由于受场地限制，采用井点降水进行基坑排水，根据先前降水设计计算结果
8、，进行井管布置，降水布置见图 4-1。 图 4-1 SW1 井管布置图 具体做法：基坑开挖至-6.0m 时，停止开挖，在距离结构物四周 1m等间距布置 16 个深 38.21m 的井点。井点采用旋挖钻钻孔，直径 1m，然后在孔底回填 23m 碎石，将带槽型孔的 600mm 钢管插入 1m 孔内，在钢管周边灌入碎石。由于基坑太深，潜水泵的扬程不够一次将井水直接抽到 SW1 边坡坡顶，需分两级抽水，先用水泵将井水抽到预先放置在已开挖完的 SW1 西侧 66kv 变电站平台上的两个水箱中，然后再使用大功率离心泵将水箱中的水抽到 SW1 坡顶附近的排水沟中。除此之外，为防止西面边坡上的地下水被钢筋混凝
9、土板阻隔在墙后，引起地水位上升，内水压力增大，使边坡垮塌，在边坡上每 10m2 打一个排水孔，其它三面边坡，根据现场实际情况，按需要打排水孔，排水孔孔深大于 7m，孔径75mm，向下倾斜 510 度，在孔内放置带孔的 50mmPVC 管，使渗水沿着排水管流到结构物周边的排水沟内，再流入深水井内，然后抽走。 开挖过程始终保持地下水位在开挖面以下 1m，以便在无水干燥的条件下进行开挖及其它施工。 工程实践效果 实践证明，采用锚杆支护和基坑深井降低地下水位后进行 SW1 的开挖，达到设想的效果，从而为下一阶段的混凝土施工创造了有利条件，设计基坑开挖方案时通过软件计算合理选择开挖坡度，采用锚杆支护和深井降水这一施工方案是可行的、有效的，减少了不必要的支护，既经济又节省时间，保障了整个工程的顺利进行，对于类似工程的深基坑开挖具有一定的指导和借鉴意义。
