雨水泵站深基坑施工技術(shù)

杜建文

(太原市市政建設(shè)開發(fā)中心，山西 太原 030012)

0 引言

隨著太原市建筑快速增長，深基坑工程的數(shù)量迅速增加，由于基坑工程的區(qū)域性、個體差異性、復(fù)雜性及不確定性，開挖環(huán)境也日趨復(fù)雜，施工中隨時會遇到新問題，在太原市奧體中心片區(qū)風(fēng)峪雨水泵站施工過程中，通過采用科學(xué)的管理方法，解決了周邊環(huán)境復(fù)雜等不利于施工的因素，效果良好。

1 工程概況

奧體中心片區(qū)風(fēng)峪雨水泵站地處太原市河西地區(qū)，位于規(guī)劃的奧體片區(qū)。該泵站用于解決冶峪溝南岸以南，風(fēng)峪溝北岸以北濱河西路的道路雨水，同時解決火炬橋立交范圍、南過境立交范圍雨水。設(shè)計實施規(guī)模1.5 m3/s，設(shè)計重現(xiàn)期3年，雨水抽排入汾河。泵站建在風(fēng)峪溝、古寨村北，南過境高速立交南環(huán)，濱河西路以西規(guī)劃綠帶內(nèi)，泵站流量約為Q=13.5 m3/s。

主要建(構(gòu))筑物為泵站、進(jìn)水閘門井、格柵井、變配電室、機(jī)修間、倉庫等。泵房結(jié)構(gòu)為矩形水池，水池泵房底板在室外地面以下最大埋深12.55 m。周邊鄰近清水河、工農(nóng)退水渠、風(fēng)峪溝及橋涵。

2 地質(zhì)條件

根據(jù)勘察報告，地層主要為第四系全新統(tǒng)晚期至上更新統(tǒng)沉積的砂類土與亞粘土等構(gòu)成，場地地震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本地震加速度為0.2g，設(shè)計地震分組為第一組，初判具液化可能。離泵站較近鉆孔中揭露地下水初見水位為自然地面下1.2 m，穩(wěn)定水位埋深為自然地面下1.2 m。泵房和進(jìn)水閘門井底板位于第③層中砂層，可利用天然地基作為持力層。

3 泵站深基坑圍護(hù)方案設(shè)計

此次施工的基坑開挖深度較大，周邊環(huán)境較為復(fù)雜，土質(zhì)條件差。采用的施工方案是:支護(hù)的形式采用鋼筋混凝土灌注排樁加錨桿，局部格柵式擋土墻進(jìn)行，基坑止水采用雙排水泥攪拌漿噴樁止水帷幕，灌注樁中間插打高壓旋噴樁保護(hù)樁中層的穩(wěn)定性?；又ёo(hù)部分基坑側(cè)壁安全等級按二級設(shè)置。

4 泵站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)

4.1 水泥攪拌漿噴樁止水帷幕

1)止水帷幕采用雙排攪拌樁。水泥攪拌樁選擇樁徑500 mm，按照兩排水泥攪拌樁排列，排間距為350 mm;同一排樁的中心距為350 mm;搭接為150 mm。

2)格柵式擋土墻外側(cè)兩排攪拌樁樁長15.0 m，格柵式擋土墻內(nèi)側(cè)攪拌樁樁長11.0 m，基坑臺階處格柵式擋土墻的攪拌樁樁長9.60 m，止水帷幕攪拌樁樁長 15.0 m。

4.2 高壓旋噴樁

1)高壓旋噴樁樁徑600 mm，兩根高壓旋噴樁的間距為400 mm，搭接200 mm。

2)灌注樁中間的高壓旋噴樁樁長18.5 m。

3)高壓旋噴樁采用 P.S32.5，水泥摻入量350 kg/m。

4.3 錨桿

1)A型樁為兩樁三錨，梅花形布置，錨桿孔徑為150 mm，錨桿長28 m，錨桿體采用3索7φ5的1860低松弛鋼絞線。

2)B型樁為兩樁三錨，梅花形布置，錨桿孔徑為150 mm，錨桿長24 mm，錨桿體采用3索7φ5的1860低松弛鋼絞線。

4.4 支護(hù)樁、冠梁

1)鋼筋混凝土支護(hù)樁:A型樁:樁徑800 mm，有效樁長21.00 m;保護(hù)樁長0.8 m，樁中心距1.2 m。B型樁:樁徑800 mm，有效樁長 18.00 m;保護(hù)樁長 0.8 m;樁中心距 1.2 m。

2)支護(hù)樁采用強(qiáng)度等級為C35混凝土。

3)冠梁截面為1 000 mm×500 mm，總長度為73.9 m，混凝土強(qiáng)度等級為C30。

4.5 泵站基坑降水

1)降水井采用管水降水，成孔700 mm，井徑300 mm，井深18.5 m，共計8 口。

2)深水井采用管井降水，成孔700 mm，井徑300 mm，井深25.5 m，共計4 口。

3)降水井和深水井均為混凝土井管，80目尼龍方格濾網(wǎng)，填料采用0.5 mm～1 mm粒徑濾料，填料厚度100 mm。

4)降水方案采用淺井密布。

5 特點和難點

施工場地緊鄰河道，地下水位很高，基坑支護(hù)深度較大，現(xiàn)場條件較為復(fù)雜。

6 主要施工技術(shù)

6.1 鋼筋混凝土支護(hù)樁

采用鋼筋混凝土樁，樁身混凝土強(qiáng)度C35，深度A樁21.00 m，B 樁18.00 m。

1)施工程序:測量放樣、鉆孔就位、成孔、換漿、吊放鋼筋籠及注漿管、洗石、清孔、投石、注漿、拔注漿管。

2)打樁時應(yīng)進(jìn)行隔樁跳打，即單數(shù)編碼樁位先施工，完成單數(shù)樁位后再進(jìn)行雙數(shù)樁位施工。

3)偏差控制:樁位偏差不大于20 mm，垂直度偏差不大于1%，成孔深度誤差小于100 mm。

4)施工過程中待鋼筋籠放到設(shè)計標(biāo)高后，用橫擔(dān)擱置在孔口枕木上，將φ20 mm注漿鐵管直接插至孔底，施工時，應(yīng)控制吊放和節(jié)間鋼筋焊接的時間。

5)泵最大工作壓力應(yīng)不小于1.5 MPa，要控制好壓力使?jié){液均勻上冒，注漿至泛出孔口時方可停止。注漿時應(yīng)采用多種措施以防止相鄰樁冒漿和串孔，如間隔施工、增加速凝劑摻量等，同時還要防止縮頸和塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。

6.2 水泥攪拌漿噴樁

1)水泥攪拌樁采用混法施工，垂直度不大于0.8%，工藝為四攪兩噴。2)水泥攪拌樁采用 P.S32.5，樁身強(qiáng)度 R28d≥1.5 MPa，水泥用量65 kg/m。3)水泥攪拌樁樁身強(qiáng)度達(dá)到1.0 MPa以上方可開挖。

6.3 高壓旋噴樁

1)高壓旋噴樁采用P.S32.5，水泥摻入量350 kg/m。

2)噴射注漿。注漿管置入鉆孔后，達(dá)到設(shè)計標(biāo)高時即可注漿，注漿參數(shù)達(dá)到規(guī)定數(shù)值后，方可提升注漿管，應(yīng)由下而上噴射注漿，提升的過程中必須計算和控制好提升速度以及鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速，注漿管分段提升搭接長度應(yīng)大于100 mm;嚴(yán)禁在噴射過程中斷水和斷氣，嚴(yán)格注意防止噴射孔被堵，要控制好噴漿提升速度以及連續(xù)性。氣、漿、液壓力和流量應(yīng)符合設(shè)計要求，一旦偏離應(yīng)把管清洗后再重新插管、旋噴;深層旋噴時，要先噴漿后旋轉(zhuǎn)和提升，用來防止注漿管扭斷;要嚴(yán)格控制水灰比、單樁水泥用量，在旋噴過程中要防止泥漿沉淀，降低濃度。

6.4 錨桿

1)錨桿桿體下料長度=錨桿自由段(自由段長為5.0 m)+錨固段長度+外露長度，外露長度應(yīng)滿足臺座、腰梁尺寸以及張拉作業(yè)要求。錨桿傾角為15°沿錨桿軸線方向每隔2.0 m設(shè)置一個定位支架，錨桿上下排垂直距離為2.0 m，錨桿鉆孔水平方向孔距在垂直方向誤差不大于100 mm，偏斜度不大于3%。

2)將注漿管與錨桿桿體一起綁扎，一次注漿管距孔底應(yīng)為100 mm～200 mm，二次注漿管的出漿孔要進(jìn)行密封處理。

3)一次灌漿和二次高壓注漿均使用水灰比0.45～0.55的水泥漿，錨固體強(qiáng)度應(yīng)不小于15 MPa。

4)二次高壓注漿壓力宜控制在2.5 MPa～5.0 MPa之間。

5)二次高壓注漿壓力宜控制在2.5 MPa～5.0 MPa之間，注漿時間應(yīng)通過注漿工藝試驗確定或者在一次注漿錨固強(qiáng)度達(dá)到5.0 MPa后進(jìn)行。

6)錨桿的張拉與施加預(yù)應(yīng)力的要求:錨固段強(qiáng)度應(yīng)大于15 MPa，在達(dá)到強(qiáng)度等級的75%后方可進(jìn)行張拉;錨桿張拉順序要考慮到對鄰近錨桿的影響，最好采取隔錨跳拉;錨桿在張拉到設(shè)計荷載的0.9倍～1.0倍后，再按設(shè)計要求進(jìn)行鎖定;錨桿張拉控制應(yīng)力應(yīng)不大于錨桿桿體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.75倍。

7 泵站基坑開挖

1)閥門井、格柵間、進(jìn)水井等與泵房管線相接位置處需將基坑圍護(hù)樁局部鑿除后進(jìn)行施工，支護(hù)樁樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80%時方可開挖，基坑挖土至錨桿設(shè)計標(biāo)高下500 mm時，開始施工錨桿，待所有錨桿張拉鎖定后，才能向下挖土。2)泵站基坑開挖時必須將基坑周圍10 m范圍內(nèi)取土不小于1 m，基坑開挖以及地下室施工期間，基坑以外6 m范圍內(nèi)的地面堆載量應(yīng)小于10 kPa，基坑回填以前要明確標(biāo)示保護(hù)范圍。3)泵站基坑開挖時如果發(fā)現(xiàn)有地下水滲漏，應(yīng)該立即停止挖土，在采取有效的堵漏措施和疏干滲漏到基坑中的水后方能繼續(xù)挖土。4)泵站基坑開挖時要嚴(yán)格按設(shè)計深度進(jìn)行開挖，嚴(yán)禁超挖。開挖到設(shè)計標(biāo)高以后，應(yīng)該及時進(jìn)行素混凝土墊層及基礎(chǔ)底板的施工。5)土方開挖完成后要立即進(jìn)行基坑封閉，防止水浸，嚴(yán)格禁止泡坑，對基坑坡頂?shù)孛嬉M(jìn)行防滲處理，嚴(yán)格禁止地表水滲入邊坡土體。6)根據(jù)JGJ 120-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范，泵站基坑開挖及地下室施工期間進(jìn)行了以下監(jiān)測工作。a.支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移觀測監(jiān)測;b.周邊建筑物及地下管線的變形觀測監(jiān)測;c.周邊道路沉降及開裂變化情況觀測監(jiān)測;d.地下水位變化情況觀測監(jiān)測。7)由于風(fēng)峪雨水泵站施工基坑支護(hù)深度較大，現(xiàn)場條件較復(fù)雜，支護(hù)施工中遇到的問題和突發(fā)的情況和隱患要及時解決，泵站基坑支護(hù)的施工順序根據(jù)泵站建筑物開工位置，按施工順序合理安排布置，對可能的隱患及時發(fā)現(xiàn)、處理。

8 結(jié)語

通過本次泵站深基坑施工，施工過程中對支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移、周邊建筑物及地下管線的變形、周邊道路沉降及開裂變化、地下水位變化等的觀測監(jiān)測數(shù)據(jù)，均沒有超出報警值，在施工過程中，規(guī)范施工、動態(tài)管理、信息化施工，結(jié)合現(xiàn)場實際情況制定了應(yīng)急搶險措施，證明泵站深基坑施工采用的施工方案是可行的。

[1] 劉建航，侯學(xué)淵.基坑施工時空效應(yīng)理論與實踐[Z].上海市地鐵總公司，同濟(jì)大學(xué)，1997.

[2] 李憲奎.土體錨桿的施工方法及其所采用的錨桿組合件.中國，0144443.6[P].2002-08-22.

[3] 焦德貴，謝弘帥.軟土地區(qū)深基坑無支撐圍護(hù)的設(shè)計與施工[J].建筑施工，2011(2):22-26.

[4] 王增先.雨水泵站沉井施工[J].山西建筑，2011，37(4):59-60.