建寧排漬站擴建工程深基坑放坡支護施工技術

劉邵文 鄭永根（.邵陽市水利水電工程公司 邵陽市 4000；.武岡市水利局 邵陽市 4400）

建寧排漬站擴建工程深基坑放坡支護施工技術

劉邵文1鄭永根2
（1.邵陽市水利水電工程公司 邵陽市 422000；2.武岡市水利局 邵陽市 422400）

文章介紹了株洲市建寧排漬站擴建工程深基坑放坡支護工程設計情況和施工工藝過程。監(jiān)測結(jié)果表明，支護后邊坡水平位移及沉降均滿足設計要求，保證了基坑邊坡穩(wěn)定性和基礎施工安全。施工實踐表明，深基坑放坡支護工藝簡單，經(jīng)濟實用，結(jié)合一定的邊坡坡面加固措施可有效保證涉水工程基坑工程安全。

建寧排漬站擴建工程 深基坑 放坡支護

隨著城市建設的不斷發(fā)展，為保證基坑四周土體的穩(wěn)定性，同時滿足地下室施工有足夠空間的要求，且四周相鄰建筑物和地下管線等設施在基坑支護和地下室施工期間不受損害，即坑壁土體的變形，包括地面和地下土體的垂直和水平位移要控制在允許范圍內(nèi)，深基坑支護技術越來越受到人們的關注。放坡由于其不需增加其他大型機械設備，具有能充分利用土體的自穩(wěn)能力、結(jié)構(gòu)輕型、施工簡單、成本低廉等優(yōu)點，結(jié)合一定的邊坡加固技術，可有效保證涉水環(huán)境下深基坑工程的穩(wěn)定。

1 工程概況

株洲市建寧排漬站擴建工程位于株洲市中心城區(qū)，是建寧港防洪、排澇工程的重要組成部分，建寧港河流域面積36.9 km2，干流長12.2 km，河流坡降0.35%。流域內(nèi)防洪標準低，沿岸約2.57 km2地區(qū)易受洪澇災害。建寧港電排站設計流量為78 m3/s，裝機容量為3 000 kW，擬在建寧港出口左岸建設，即沿江南路建寧閘北側(cè)，設計為1座自排閘和2座泵站，地面建筑為兩層房屋，設計地坪標高43.0 m；泵站設計大小尺寸為10 m×20 m，底部標高30.0 m?；娱_挖主要為主廠房區(qū)至副廠房區(qū)域的強排和自排溝槽土方，本工程需開挖的區(qū)域自然地面標高不一致，湘江沿江路堤為現(xiàn)狀的最高點，現(xiàn)狀標高為44.00 m，堤內(nèi)拆除區(qū)域自然地面標高為42.85 m左右?；坶_挖主要開挖難度集中于主廠房至副廠房段，要求最大挖深約17 m（基底標高27.18 m）。

基于工程勘察資料，擬建場地位于株洲斷陷盆地內(nèi)部，屬于沖積階地地貌類型，場地位于湘江邊，第四系覆蓋層厚度較大。地面標高（42.03～44.50）m，最大相對高差3.50 m左右。擬建場地內(nèi)地層為第四系雜填土、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、粉砂及下伏基巖白堊系上統(tǒng)戴家坪組泥質(zhì)粉砂巖。根據(jù)1∶50 000《株洲市水文地質(zhì)工程地質(zhì)調(diào)查報告》（湖南省地礦局水文隊1990）及現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查，場地內(nèi)未見斷裂通過，未見地質(zhì)災害現(xiàn)狀點和隱患點，地層分布較穩(wěn)定，基巖產(chǎn)狀較平緩，巖性較穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單。

場地巖土層按其巖性、結(jié)構(gòu)、物理力學性質(zhì)，結(jié)合地質(zhì)年代及成因，共分為6層，自上而下各巖土層物理力學參數(shù)見附表。

2 基坑支護方法選擇

（1）深層攪拌水泥土圍護墻[1]：是采用深層攪拌機就地將土和輸入的水泥漿強行攪拌，形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。由于一般坑內(nèi)無支撐，便于機械化快速挖土一般情況下較經(jīng)濟，施工中無振動、無噪聲、污染少、擠土輕微，但位移、厚度相對較大，對于長度大的基坑，需采取中間加墩、起拱等措施以限制過大的位移，且需注意防止影響周圍環(huán)境。

附表 巖土層物理力學參數(shù)

（2）高壓旋噴樁[2]：所用的材料亦為水泥漿，它是利用經(jīng)過高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合形成水泥土加固體，相互搭接形成排樁，用來擋土和止水，施工設備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機動性強、占地少，并且施工機具的振動很小，噪聲也較低，不會對周圍建筑物帶來振動影響和產(chǎn)生噪聲等。但施工中有大量泥漿排出，容易引起污染。對于有一定地下水水頭的地層，由于噴射的漿液無法在注漿管周圍凝固，不宜采用該法。

（3）槽鋼鋼板樁[3]。這是一種簡易的鋼板樁圍護墻，由槽鋼正反扣搭接或并排組成。槽鋼長（6～8）m，型號由計算確定。耐久性良好，二次利用率高，且施工方便，工期短。但不能擋水和土中的細小顆粒，在地下水位高的地區(qū)需采取隔水或降水措施；抗彎能力較弱，支護剛度小，開挖后變形較大，僅適用于深度≤4 m的較淺基坑或溝槽。

（4）鉆孔灌注樁[4]。鉆孔灌注樁具有承載能力高、沉降小等特點。鉆孔灌注樁的施工，因其所選護壁形成的不同，有泥漿護壁方式法和全套管施工法兩種。施工時無振動、無噪聲等環(huán)境公害，無擠土現(xiàn)象，對周圍環(huán)境影響小，但樁間縫隙易造成水土流失，特別是在高水位軟粘土質(zhì)地區(qū)，需根據(jù)工程條件采取注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等施工措施以解決擋水問題。

（5）地下連續(xù)墻[5]。地下連續(xù)墻是基礎工程在地面上采用一種挖槽機械，沿著深開挖工程的周邊軸線，在泥漿護壁條件下，開挖出一條狹長的深槽，清槽后，在槽內(nèi)吊放鋼筋籠，然后用導管法灌筑水下混凝土筑成一個單元槽段，如此逐段進行，在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁，作為截水、防滲、承重、擋水結(jié)構(gòu)。本法特點是：施工振動小，墻體剛度大，整體性好，施工速度快，節(jié)省土石方，可用于密集建筑群中建造深基坑支護及進行逆作法施工，可用于各種地質(zhì)條件下，包括砂性土層、粒徑50 mm以下的砂礫層中施工等。適用于建造建筑物的地下室、地下商場、停車場、地下油庫、擋土墻、高層建筑的深基礎、逆作法施工圍護結(jié)構(gòu)，工業(yè)建筑的深池、坑、豎井等。但造價較高，施工要求專用設備。

（6）土釘墻[5]。土釘墻是一種邊坡穩(wěn)定式的支護，其作用與被動的具備擋土作用的上述圍護墻不同，它是起主動嵌固作用，增加邊坡的穩(wěn)定性，使基坑開挖后坡面保持穩(wěn)定。本法特點是：穩(wěn)定可靠、施工簡便且工期短、效果較好、經(jīng)濟性好，但不適用于土質(zhì)不好地區(qū)。

（7）SMW工法[5]。SMW工法亦稱勁性水泥土攪拌樁法，即在水泥土樁內(nèi)插入H型鋼等 （多數(shù)為H型鋼，亦有插入拉伸式鋼板樁、鋼管等），將承受荷載與防滲擋水結(jié)合起來，使之成為同時具有受力與抗?jié)B兩種功能的支護結(jié)構(gòu)的圍護墻。本法特點是：環(huán)境影響小、結(jié)構(gòu)強度可靠、擋水防滲性能好、可以配合多道支撐應用于較深的基坑，但需要設備多，成本較高。

（8）放坡開挖[5]。基坑土方開挖的施工工藝一般有兩種：在支護體系保護下開挖（有支護開挖）和放坡開挖（無支護開挖）。對于具備放坡開挖條件的基坑工程，即基坑不太深而且基坑平面之外有足夠的空間供放坡這用，放坡開挖既簡單又經(jīng)濟，在能保證邊坡穩(wěn)定條件下應優(yōu)先選用。

根據(jù)株洲市建寧排漬站擴建工程的特點、周邊環(huán)境情況及地質(zhì)情況，本工程基坑開挖支護采取放坡開挖，并在開挖過程中增加一定的邊坡支護手段——噴混凝土。

3 放坡支護施工

土石方大開挖自沿江南路堤段最外邊線開始，逐級向堤內(nèi)推進，直至前池進水渠端。每次開挖的深度按設計高度和坡度要求進行，上級段開挖后做好坡面防護及集水排水設施后，再進行下級段的開挖。

第一步：破堤開挖（挖方量約8 000 m3），首先開挖至堤內(nèi)自然標高位置，再與前池前端同時由外端向中間推進，按設計剖面要求形成坡面。

第二步：在堤與場內(nèi)的自然標高基本水平后，在場內(nèi)形成土石方運輸?shù)呐R時道路，分兩個點同時進行開挖。第一施工點自前池前端開始向中間開挖（挖方量約14 000 m3），第二點自堤外開始向中間開挖（挖方量約20 000 m3）。

（1）基坑放坡。針對本工程的特點，以開挖難度集中于主廠房至副廠房段為例。土方采取放坡分三階開挖，第一階開挖深度為8.0 m，上部放坡系數(shù)為1∶2，下部為1∶1.2；第二階開挖深度為6.0 m，放坡系數(shù)為1∶1.2，第三階開挖深度為3.0 m，放坡系數(shù)為1∶1.2。第一階和第二階交接處設置2.0 m寬的堤路，第二階和第三階交接處設置1.6 m寬的堤路。最后一級基坑底的長度和寬度為構(gòu)筑物外邊軸線外加1.5 m作為施工作業(yè)面和挖排水溝用。

（2）坡面防水。在已形成的基槽開挖坡面上采用噴射水泥砂漿80 mm厚，作為坡面防雨水沖刷的防護層，根據(jù)坡面的成型進度，隨時跟進，以保證坡面的穩(wěn)定性，如遇大雨及雨雪天氣，應在噴射的水泥砂漿上覆蓋一層彩條布，增強防滲漏的能力。同時在第一階與第二階、第二階與第三階之間的堤路上設置300×300排水溝，每隔30 m設一集水井，這樣上層階坡面上的自然降水及部分上層土內(nèi)的地下滲水排至于溝和集水井內(nèi)，由潛水泵排至原排漬站前池，流入湘江河流。開挖面地表的積水和地下水，隨著開挖深度的進行，首先開挖臨坡面邊線土方，沿放坡面自然形成溝槽，并沿溝槽每隔20 m設置集水井（集水井比溝槽深1.0 m左右），隨著開挖深度增加，溝槽及集水井跟著下沉，采用潛水泵排至原排漬站前池，流入湘江河流。

4 應急措施及注意事項

（1）應急措施。在基坑開挖期間，設專人檢查基坑穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)問題及時上報有關施工負責人員，及時處理。在施工中如發(fā)現(xiàn)局部邊坡位移較大，須立即停止開挖，通知圍護單位做好加固或加錨桿處理，進行邊坡噴混凝土，待穩(wěn)定后繼續(xù)開挖?，F(xiàn)場準備300條編制袋，平常裝好堆放100袋砂袋與場內(nèi)，以備緊急搶險。在基坑底部預留一定量的反壓土，既可減小基坑的變形，又可作為出現(xiàn)緊急情況的應急物資。當基坑出現(xiàn)險情時，立即組織力量用預留土帶的土進行反壓，并由人工搬運砂袋反壓。直至位移穩(wěn)定再采取加固措施，險情消除后再繼續(xù)開挖。如施工過程中發(fā)現(xiàn)水量過大，及時增設潛水泵或其它降水方法降水處理。遇到地下水的應急措施，如在基坑底開挖時，局部出現(xiàn)地下水反涌現(xiàn)象時，應停止開挖，并在地下水反涌處采取專門排水措施，待地下水反涌現(xiàn)象消除后，再進行土方開挖?，F(xiàn)場準備潛水泵、電動機，潛水泵、電動機或電源一旦在使用中發(fā)生故障，應及時更換，以求在最短的時間內(nèi)恢復正常排水。

（2）注意事項?？舆叢粶识逊e棄土，不準堆放建筑材料、存放機械、車輛?；舆呁獠亢奢d不得大于15 kPa?？舆叢坏贸Ｓ辛魉?，防止?jié)B水進入基坑及沖刷邊坡，降低邊坡穩(wěn)定。為確保施工階段周圍建筑、道路、市政管線及基坑本身的安全，出現(xiàn)超過預警情況時，應立即報警，若情況比較嚴重，應立即停止施工，并立即通知基坑支護并對周邊已有建筑采取應急措施。挖機操作人員應確認周圍無人時，才能進行。一次挖土不要太深，提斗時緩慢向上，不能過猛，裝車時嚴禁鏟斗從汽車駕駛室上越過。人工清槽應在挖土機工作半徑之外，司機落鏟時要特別小心。遇土質(zhì)有變化時，及時通知技術部門采取加固措施。

5 結(jié) 語

采用放坡支護工藝完成的株洲市建寧排漬站深基坑支護工程，經(jīng)受了雨季和基礎施工期的考驗，監(jiān)測證實了邊坡的穩(wěn)定性，保障了基礎的安全施工和現(xiàn)有臨近水工建筑物的安全，證實了邊坡支護是安全可靠的。與其它支護方案比較，放坡支護工藝簡便、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟實用，是基坑土方開挖支護技術有效手段之一，具有廣闊的應用前景。

[1]孫紅學.深層攪拌水泥土樁墻支護設計與施工[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2006，16（2）:275-277.

[2]于洋，周海鷹.高壓旋噴樁在工程中的應用研究 [J].四川建筑，2007，27（9）:80-81.

[3]王萍，姜朋明.鋼板樁在基坑支護中的應用 [J].蘇州大學學報，2010，30（10）:266-268.

[4]張素珍.鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量研究[J].山西建筑，2007，33（5）:112-113.

[5]竇艷霞，高彥.深基坑支護技術研究與實施[J].山西建筑，2007，33（9）:143-144.

2016-04-28）

劉邵文（1969-），男，大學本科，工程師，從事水利水電建設與施工管理工作。