1、浅谈排涝站深基坑围护施工技术摘要:随着深基坑工程施工的日益复杂，也给深基坑围护结构的支护技术有了更高的要求。文章结合排涝站深基坑工程实例，根据工程地质条件，经方案比选最终采用 “外护内支”的基坑围护体系。分析了基坑围护的设计，重点介绍了排涝站深基坑围护施工技术，取得了较佳的施工效果，可供类似工程参考借鉴。 关键词:深基坑围护；方案比选；设计；施工技术 中图分类号： TU74 文献标识码：A 文章编号： 随着建筑行业的不断发展，深基坑工程也越来越多。深基坑的规模和开挖深度也越来越大。在基坑工程中,基坑开挖产生的不平衡力会引起围护结构的变形及墙后土体的变形,使得基坑周边建筑物发生不同程度的附加变形
2、，因此，为了防止边坡失稳及保证邻近建筑的安全，需要设置支护。下面结合排涝站深基坑工程实例，就基坑围护施工技术进行了介绍。 1 工程概述 某排涝站，泵房及导流渠基坑开挖范围为(长宽)44.6m36.4m，开挖深度为 4.07.3m。由于其施工环境的影响，要求必须对泵房和导流渠深基坑进行支护并采取有效的降水措施。 2 工程地质条件 根据现场地质勘察结果，在基坑开挖深度及影响范围内，主要地基土的组成自上而下为:杂填土；粉质粘土；淤泥；含泥细中砂；淤泥质土与中细砂互层；泥质中细砂；砾石中粗砂。 3 基坑围护结构设计方案比选 3.1 方案简述 (1)方案一。采用格栅式深层水泥搅拌桩挡墙式支撑挡土的支护方
3、案，即采用“格栅状”双排水泥搅拌桩挡墙围护对外挡住边坡土体，在搅拌桩主挡墙内侧设置被动区搅拌桩挡墙，内侧的被动区设置被动区搅拌桩挡墙。配置深井降水系统，并辅以局部井点降水。 (2)方案二。采用钢筋混凝土地下连续墙的支护方案，即为射水法造墙机成槽后，泥浆护壁法浇筑水下混凝土形成地下连续墙，作为深基坑施工围护挡墙，配置深井降水系统，并辅以局部井点降水。 (3)方案三。采用柱列式钻孔灌注桩“外护”支撑挡土及外围水泥搅拌桩帷幕防渗， “内支”为钢筋混凝土锁口梁、环形梁及支撑杆件，为外护桩的稳定提供足够的支撑力，配置必要的深井降水系统，并辅以局部井点降水。 3.2 方案比选 根据表 1 不同形式的基坑围
4、护方案的经济技术比选，最终确定基坑围护方案采用方案三，即设计采用“外护内支”的基坑围护体系。围护基坑(长宽)44.6m36.4m，600 钻孔桩长 15m、600 水泥搅拌桩长18m。 表 1 不同形式的基坑围护方案的技术经济比较 综合以上分析，最终确定基坑围护方案采用方案三，即设计采用“外护内支”的基坑围护体系，能满足泵站基坑内地下水位以下部分的安全施工围护，以及帷幕防渗止水止砂要求，并且投资相对较省，能从整体上满足要求。 4 基坑围护设计 4.1 支护灌注桩长设计 土压力计算时取 ZK2(补勘探孔)作为计算剖面。单撑桩板式结构计算按等值梁法进行，可得(计算过程略): a15.0=98kPa
5、，p15.0=273kPa Eai=188.5kN/m，Mai=534kN Tc=Mai/Lc=534/(6.7+1.2-1.2)=80kN/m Mmax=80(2.7+1)-1.5(2.7+0.2)+461.35+320.9=200kN 桩长为: L=6.7+(6.1+1.65)1.115m 按照支护体系的内力计算结果，支护桩桩身应满足抗弯和抗剪要求，桩长应满足嵌固深度要求。支护桩设计采用 5600 钻孔灌注桩，桩距1000。桩身混凝土强度等级为 C25，配筋 818，箍筋 8200，加劲箍142000。桩端为泥质中细砂。 施工过程中，应控制桩顶标高，一般按设计标高超浇 600mm，在锁口梁
6、施工之前，再凿除超高部分的混凝土至设计标高，超高部分混凝土待强度达到设计强度的 70%后凿除。 图 1 基坑支撑混凝土构件平面布置图 4.2 水泥搅拌桩设计 考虑到水泥搅拌桩的止砂作用，桩端置于淤泥质土与中细砂互层，桩径为 600，桩距为 500mm，搭接长度为 100mm。搅拌桩的水泥掺量为15%，水泥搅拌桩芯样无侧限抗压强度(28d)1200kPa。 4.3 水平支撑体系设计 考虑到基坑长宽比 a/b=1.23 较小，计算得到的支撑反力为 80kN/m，设计采用环形水平支撑体系。经计算分析，设计锁口梁的断面尺寸为800600，混凝土强度等级为 C25；环形内支撑混凝土强度等级为 C25，环
7、梁尺寸 1000800，梁内钢筋使用焊接，接头必须符合规范要求。 环形内支撑梁的自重是由通过锁口梁作用到支护桩上，而超出基坑部分的环梁自重则靠垂直支撑灌注桩来承担。 垂直支撑灌注桩两桩径 600，桩身混凝土强度等级为 C25，桩底标高等同于支护桩为。 4.4 基坑降水 降水系统设计:a=41m，b=49m，渗透系数 k=35m/d，含水层厚度H=23m，水位降深 S=6.5m，基坑距晋江仅为 b0=100m。矩形基坑等效半径r0=0.29(a+b)=23.5m，降水井影响半径 R=2S=369m。 若按潜水完整井计算，基坑涌水量为:Q=13902m3/d，取单井抽水量为 q=600m3/d，需
8、布置的深井数 n=1.1Q/q26 口。 经验算降深 S=9.4m6.5m 满足要求。 综合考虑场地的地质情况和地下水补给情况，采用 52.9 井管形成深井降水系统，共布置 26 口深井，并在基坑周边设排水沟或埋设排水管。 5 基坑围护工程施工工艺 基坑开挖之前，钻孔灌注桩及支撑体系(锁口梁)的混凝土强度应达到设计要求。土方开挖分层分段均匀开挖，并根据支护桩的侧向变形情况，调整开挖速度和顺序，土方开挖到设计标高以上 30cm 以后，采用人工开挖到设计标高。在土方开挖及地下部分施工期间，对支护桩的侧向变形及周围地面的沉降进行观测，达到信息化施工的效果。 5.1 钻孔灌注桩施工 施工工艺:采用“跳
9、打” ，即隔一根桩施工。 施工工艺流程:测量基线布置局部场地平整桩位放样移机就位埋设护筒钢筋笼制作、成孔施工、泥浆制备一次清孔钢筋笼吊放下导管二次清孔质量检查混凝土制作、浇筑成桩。 5.2 水泥搅拌桩施工方法 (1)机械设备选型。采用 SJB-1 型深层搅拌机及其配套机械。 (2)深层水泥搅拌桩施工工艺流程:定位下沉 y 沉入到设计要求深度y 喷浆搅拌提升 y 原位重复搅拌下沉 y 重复搅拌提升 y 搅拌完毕形成加固体。 5.3 环形水平支撑体系施工方法 灌注桩超高部分混凝土在强度达到设计强度 70%后凿除，桩中的纵向钢筋应锚至锁口梁顶并做 150b 弯钩。水平支撑体系锁口梁及水平支撑杆件应放
10、样准确，确保整个水平支撑体系处在同一水平面内。 环形水平支撑体系施工工艺流程如下:搅拌桩、灌注桩施工后强度达70%测量放样砍桩开挖土方安放钢筋支模板浇捣混凝土进入下一循环。 5.4 降水井施工方法 (1)施工特点及难度。交叉作业，离晋江河道近，周围为水塘，地下水来量大；有搅拌桩帷幕止砂；施工季节处于雨季，地下水位高。 (2)施工方案:降水井点的布置:按设计要求布置降水井 26 口；降水井施工工艺流程:测放井位钻机就位钻孔清孔下井管填绿豆砂洗井置泵抽水抽水试验检验出水量是否符合要求。 6 施工效果 在泵房、导流渠基坑外围按设计要求布设了 9 个测斜孔，进行基坑施工期围护桩的位移检测，位置见图 2
11、。 图 2 测斜管最大平面位移示意图 分别在基坑开挖至 1/2，到设计开挖深度时的位移监测，观测测斜管最大平面位移值见图 2。从以图 2 可知最大侧位移发生在 9#测斜管，最大位移值为 26.3mm允许值 35mm。在基坑开挖到基底，尚未浇筑混凝土垫层前，之后位移趋于稳定，完全满足施工要求。整个基坑围护暴露在外历时达 90d，施工期间正值 79 月雨季，经受了暴雨考验，基坑围护工程均安然无恙。 7 结语 本工程深基坑围护采用的支护技术，施工结果表明，原建筑物的变形和基坑的变形均在设计范围内，实现了进度、安全、费用的多重目标，效果良好。通过以上实例可以看出，基坑围护支护方案繁多，应根据基坑的开挖深度、周边环境、地层性质，综合考虑支护结构的安全性、经济性和施工便利性，选取最优的支护形式。这样既可在确保基坑稳定的前提下，加快施工进度，又可大大降低工程造价。 参考文献 1 陈远中.浅析深圳沙井河片区排涝工程深基坑施工中的问题及其对策J.城市建设理论研究,2012(19) 2 杨孟海.对深基坑施工中的支护与方法探究J.城市建设理论研究.2012(21)
