陳德漢 藍(lán)師園

摘要：北村泵站基坑工程位于住宅區(qū)之間，工期緊張，交通疏導(dǎo)與工程布置存在沖突。本文根據(jù)工程所在的位置和施工要求，將兩套基坑支護(hù)方案進(jìn)行對(duì)比，最終形成一套技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的最佳支護(hù)方案，進(jìn)而明確基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及基坑安全監(jiān)測(cè)措施，獲得了預(yù)期的基坑施工效果，對(duì)于日后水利工程基坑支護(hù)有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：泵站 基坑支護(hù) 基坑安全監(jiān)測(cè)

1 工程概況

北村泵站位于現(xiàn)有北村水閘南側(cè)，雅瑤水道出口處。按照10年一遇最大24小時(shí)暴雨一天排完，控制內(nèi)水位1.50m標(biāo)準(zhǔn)要求新建北村泵站，規(guī)劃流量105m3/s。設(shè)計(jì)安裝3臺(tái)3300ZBG39.5-2.11型豎井貫流泵，電機(jī)配用3臺(tái)TKS1600-8型同步電動(dòng)機(jī)，總裝機(jī)容量4800kW，泵站規(guī)模屬大（2）型。

2 基坑施工難點(diǎn)

本工程主要難點(diǎn)有以下方面：①本工程位于現(xiàn)北村水閘及居民住宅區(qū)之間，主體建筑物距離現(xiàn)有水閘、住宅區(qū)較近，施工場(chǎng)地狹窄，基坑開(kāi)挖較深，最深處達(dá)到12.1m，基坑邊緣基本貼著北村水閘及北村水閘交通橋，需保證施工期基坑安全，并盡量減少對(duì)現(xiàn)有建筑物的影響。②交通疏導(dǎo)方案，對(duì)工程布置影響較大。③主體施工時(shí)間短，水下結(jié)構(gòu)必需在4月15日完工并拆除圍堰。

3 基坑支護(hù)方案比選

北村泵站的基坑位于現(xiàn)有北村水閘南側(cè)，基坑底南側(cè)邊緣距離用地邊線約為12～40m，尤其是外江出水涵洞EF～JK段與現(xiàn)有房屋最小距離僅為12m，沒(méi)有完全放坡開(kāi)挖的場(chǎng)地，為確?；娱_(kāi)挖時(shí)不影響現(xiàn)有建筑物的安全，并盡量減少房屋拆遷，經(jīng)分析，在基坑南側(cè)內(nèi)涌斜坡連接段至外江出水涵洞JK段需采取垂直支護(hù)措施進(jìn)行開(kāi)挖。

本工程內(nèi)涌斜坡連接段至內(nèi)涌進(jìn)水池反濾段建基面高程為-6.825～-7.325m；泵房?jī)?nèi)涌段建基面高程為-13.625m，泵房中間段建基面高程為-9.60m～-13.6m，泵房外江段建基面高程為-7.725m；外江出水涵洞AB～JK段建基面高程為-7.025～-3.8m，基坑頂?shù)孛娓叱虨?.5m～4.4m，基坑開(kāi)挖深度約7.3m～12.1m。根據(jù)地質(zhì)資料，內(nèi)涌進(jìn)水池段及外江出水涵洞段揭露地層為：①人工填土層、②-1沖淤積含淤質(zhì)砂、含礫砂層、②-3沖淤積淤泥質(zhì)粘土層及泥質(zhì)砂巖、砂礫巖；泵房段揭露地層有：①人工填土層、②-1沖淤積含淤質(zhì)砂、含礫砂層、②-3沖淤積淤泥質(zhì)粘土層、②-4沖積含泥細(xì)砂、含礫中粗砂層及泥質(zhì)砂巖、砂礫巖。上述土層中②-3沖淤積淤泥質(zhì)粘土層為高壓縮性土，屬軟弱層，揭露厚度約為1.0～4.6m。

根據(jù)地質(zhì)資料，擬定以下2種基坑支護(hù)方案進(jìn)行比選。①方案1——沖孔灌注樁支護(hù)加旋噴樁圍護(hù)方案。在基坑外側(cè)采用沖孔灌注樁作基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，樁間采用旋噴樁止水防滲。從地面約3.5m高程開(kāi)始以1：1.5放坡開(kāi)挖至2.25m～-2.5m高程，2.25m～-2.5m高程到基坑底采用灌注樁垂直支護(hù)。沖孔灌注樁直徑為1.0m，樁中心間距為1.05m，樁頂設(shè)計(jì)高程為-2.5m～2.25m，單樁長(zhǎng)為9.0m～16.0m，旋噴樁直徑為0.6m，樁中心間距為1.05m，單樁長(zhǎng)為5.0m～5.5m。②方案2——重力式格構(gòu)式攪拌樁擋土墻支護(hù)方案。從地面約3.5m高程開(kāi)始以1：1.5放坡開(kāi)挖至2.25m～-2.5m高程，2.25m～-2.5m高程到基坑底采用重力式格構(gòu)式攪拌樁擋土墻垂直支護(hù)。擋土墻厚4.0m，由格構(gòu)式布置的直徑0.5m，中心間距為0.35m的水泥攪拌樁與樁間土體組成。

上述兩種方案施工技術(shù)均成熟可行，詳細(xì)的工程量及投資比較見(jiàn)表1所示。

方案1的優(yōu)點(diǎn)是安全可靠，缺點(diǎn)是入巖施工難度大，工程造價(jià)稍偏大。方案2的優(yōu)點(diǎn)施工難度小，工程造價(jià)稍節(jié)省，利用強(qiáng)風(fēng)化巖層作為擋土墻基礎(chǔ)面，將格柵內(nèi)的土體加固成重力式擋土墻，可以達(dá)到支護(hù)擋土的作用，缺點(diǎn)是擋土墻基礎(chǔ)在巖面上，沒(méi)有嵌入巖層，安全保障性低，攪拌樁施工齡期長(zhǎng)，總體施工工期較長(zhǎng)。從安全可靠、工期節(jié)約等方面考慮，本階段基坑南側(cè)推薦采用直徑1.0m的沖孔灌注樁支護(hù)加旋噴樁圍護(hù)方案。

4 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

本工程沖孔灌注樁支護(hù)范圍為內(nèi)涌斜坡連接段至外江出水涵洞JK段及內(nèi)引涌右岸，支護(hù)縱向長(zhǎng)約300.3m，樁中心間距1.05m，共布置287條，各部位的灌注樁樁頂高程及樁長(zhǎng)列于表2所示。為進(jìn)一步保證基坑安全，減少灌注樁樁頂水平位移，在內(nèi)涌進(jìn)水斜坡連接段～外江出水涵洞AB段沖孔樁處-3.0m和-5.0m高程、外江出水涵洞BC段～JK段沖孔樁處1.0m和-1.0m高程設(shè)置2道張拉錨桿，錨桿直徑為32mm，采用HRB335級(jí)鋼筋，單條錨桿長(zhǎng)15.0m，水平間距2.1m，錨桿與水平面傾角20°，共布置287條。在灌注樁樁頂設(shè)鋼筋砼連系梁，梁高1.0m，寬1.0m。為保護(hù)開(kāi)挖邊坡受雨水沖刷，采用0.1m厚的C20噴射砼對(duì)基坑開(kāi)挖邊坡進(jìn)行護(hù)面。

選取基坑開(kāi)挖深度最深的泵房中間段水泵坑處及距離周?chē)ㄖ镙^近的外江出水涵洞FG段進(jìn)行灌注樁支護(hù)計(jì)算，支護(hù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3～表4所示，由表中數(shù)據(jù)可知計(jì)算結(jié)果均滿(mǎn)足規(guī)范要求。

5 基坑安全監(jiān)測(cè)

為確保基坑開(kāi)挖和周邊房屋安全，需對(duì)泵站南側(cè)基坑進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括支護(hù)結(jié)構(gòu)水平及豎向位移、坡頂水平及豎向位移、周邊建筑物變形、地下水位等。具體布置如下：在基坑南側(cè)邊坡頂部設(shè)置25個(gè)水平及豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距約20m；在灌注樁樁頂聯(lián)系梁上設(shè)置15個(gè)水平及豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距約20m；在灌注樁樁體內(nèi)埋設(shè)測(cè)斜管，共埋設(shè)3支，每支間距約80m，用于監(jiān)測(cè)樁體的深層水平位移；在張拉錨桿處設(shè)置2處錨桿拉力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每處布置3根監(jiān)測(cè)點(diǎn)；在泵站基坑周邊內(nèi)外側(cè)共埋設(shè)3支測(cè)壓管，用于監(jiān)測(cè)基坑開(kāi)挖過(guò)程中地下水位變化情況。

在基坑與南側(cè)房屋間設(shè)沉降、位移觀測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)，共10 個(gè)，用于觀測(cè)該部位土體變形情況。以上各項(xiàng)監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔根據(jù)施工進(jìn)程確定，當(dāng)監(jiān)測(cè)結(jié)果變化速率較大時(shí)，應(yīng)加密觀測(cè)次數(shù)。

6 結(jié)語(yǔ)

本工程是南海地區(qū)水利工程首次遇到的復(fù)雜的深基坑支護(hù)，在城鎮(zhèn)化建設(shè)日益加快的情況下，今后的水利工程建設(shè)會(huì)越來(lái)越多遇到類(lèi)似深基坑的支護(hù)工程，本工程的支護(hù)設(shè)計(jì)對(duì)于日后水利工程基坑支護(hù)有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]許清根，龔浩，周慶榮，趙撫民.深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].江西科學(xué)，2013（06）.

[2]李玉甫.深基坑支護(hù)方案的選擇與應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2012（05）.

[3]張靖.深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工分析[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2012（10）.

作者簡(jiǎn)介：陳德漢（1983-），男，研究生，工程師，從事水工設(shè)計(jì)施工。