排澇泵站、水閘基坑支護設計

任益樓

（嘉興市水利水電勘察設計研究院 浙江嘉興 314001）

1 排澇泵站及水閘的深基坑支護的設計要點

基坑支護工程以一項系統工程，它綜合了基坑開挖、圍護樁施工、支撐鋼結構安裝和基坑安全監測等多項工程技術，是保證主體工程地下部分施工質量達標的基礎。保證了基坑支護的穩定性，就是保證了施工期間施工人員的作業安全。

從施工流程來看，基坑支護工藝包括測量放線、鋼管樁打入、圍護樁施工、基坑開挖、安裝第一層支撐、安全監測后安裝第二層支撐，在進行安全監測后修建基面。本文主要是對基坑的支護設計作出討論。

基坑圍護支撐體系的組成根據不同的工程需要稍有不同，但就對于排澇泵站和水閘的相關工程來說，其基坑支護主要是指支撐鋼結構體系。

支撐鋼結構體系包括鋼管樁、鋼圍檁、鋼支撐和格構柱組成。第一道鋼支撐的安裝，是在支護鋼管樁搭設結束后，使第一層土方剝離的時候進行。由于鋼支撐結構的一端為活動端，一端為固定端，所以在安裝時會采用吊車吊裝就位，鋼管支撐之間的連接依靠高強螺栓。而且在鋼支撐安裝就位后，其活動端將會頂出鋼圍檁，這時候使用液壓千斤頂對鋼支撐施加預應力。按照相關規定，在施加預應力時，必須嚴格按照要求分級施加預應力。以保證每一道鋼支撐的受力均勻。這就是深基坑支護的一大設計要點。

分級施加預應力的原因，是由于水利工程的地質土比較軟弱，一次性施加預應力會使得基樁支護不夠高穩定，產生難以預測的沉降。根據這一實際情況，在進行基坑支護的設計時，必須使預應力在第一級施加是介于總預應力的50～80%，如果沒有出現異常情況，則進行下一級施加，如果出現異常情況，則通過調整螺栓螺帽，消除異常情況后在進行第二級的預應力施加，世道預應力施加達到設計要求。

2 降排水工程的設計要點

排澇泵站和水閘的施工通常是處于地下水位比較高的環境中，這就使得基坑降排水技術成為土方工程、地基與基礎工程施工中的一項重要技術，能夠通過疏干基土中的水分，使主體工程坐在的土體更加固結，不僅提高了地基的強度，還能夠減少土坡土體側向的位移與沉降，達到穩定邊坡、消除流沙、減少基底土的隆起等目的。特別是對于基坑支護的設計，能夠提供一個比較干燥的環境，在軟土地基的開挖中有著至關重要的作用。

從基坑的降水技術來說，這項技術能夠有效防止流沙、基底的隆起與破壞，防止基坑從邊坡的土粒流失。特別是能夠借助基坑坡面及基底的滲水，使原本在地下水位以下的施工作業，在施工過程中更接近于地面上的施工，不僅方便了施工，更能夠保證施工的安全進行以及工程的整體質量。

在對基坑支護進行降排水技術的設計之前，首先需要對專業工程進行開工條件檢查，其主要步驟可以分為5點。

（1）分析地質勘察報告。在具體的工程實踐中間，由于我國的地理環境多樣性，不同的地理位置造就了不同的土體條件，絕不單單只是軟弱土質可以一言以蓋之的，所以在進行降排水設計之前，必須對有關單位所提供的地質勘察報告進行細致的分析，再對降水井的位置進行放樣設計。

（2）在進行降排水工程的設計時，必須保證集水坑和排水溝設置在基礎底部輪廓線以外的地方，并且保證兩者之間保持一定的距離。但由于集水坑和排水溝都會隨著基坑的開挖而下降，所以集水坑底在設計時應該位于基礎底部的1m以下。

（3）選擇合適的排水設備?；又ёo降排水工程的排水設備，應該具有與需要抽排的水利相當的抽排能力，并且擁有一定的備用量，保證施工的順利進行。而對于某些特殊的需要進行井點排水的區域，應根據當地的水文地質資料和工程所具體要求的降低水位要求進行計算，從而確定井點數量、位置、井深以及抽水量。在情況比較復雜的時候，還應該進行現場抽水試驗，以修正設計方案。

（4）在基坑降排水施工之前，需要向專業的監理工程師審查承包單位遞送具體工程的基坑降水專項方案，在綜合深基坑專家評審意見后，與施工單位進行技術難度上的協商，確定能夠保證保量的完成，才能夠允許承包單位開始施工，保證工程的施工安全。

（5）核對施工機械的安全許可驗收手續，對樁基礎混凝土的強度進行進一步的檢查。這是為了保證施工能夠的正常、安全的進行。

基坑支護的降排水技術主要應用在無承壓水土層，在目前的技術水平，能夠很好的保證該施工方法的可靠性和有效性，但對于各類砂性土、砂、砂卵石等有承壓水的土層，則必須采用井點降排水法施工。

3 基坑支護樁的類型和選擇方案

排澇泵站和水閘的基坑支護都是建立在軟土地基之上的，其支護樁的類型以及選擇方案，就是保證基坑支護穩定性的基礎。就土質而言，通常使用的基樁包括鋼筋混凝土打入式預制樁和鉆孔灌注樁，而且這兩種基樁都應該選擇摩擦型樁。

對于砂類土、黏性土、有承壓水的各類土地基，其基坑支護樁通常采用鋼筋混凝土打入式預制樁。這種樁基一般都是采用實心預制的方法，不僅在施工的速度比較快，還由于其工廠制造的原因，樁身質量也更能得到保證。而在需要使用超長樁時，也可以通過分段預制、就地接樁的方法，達到設計要求，完成施工目標。雖然鋼筋混凝土打入式預制樁的質量好，性能優秀，但是這種鋼筋混凝土打入式預制樁的造價比較高，而且噪音大、振動大，在人口稠密的區域會造成很大的影響，所以在用地緊張的區域不宜采用。

鉆孔灌注樁則更適合在各類土的軟基上進行應用，特別是在淤泥和可能發生流砂的土層，鉆孔灌注樁能夠發揮比鋼筋混凝土打入式預制樁更加有效的作用。但鉆孔灌注樁不適宜進入承壓水層，會存在著比較大的安全風險。鉆孔灌注樁的性質與鋼筋混凝土打入式預制樁在很多地方都是互補的，灌注樁由于能夠承受較大的垂直和水平荷載，所以在單位面積內所需要的樁基數量比較少，而且在成樁的時候噪音小、振動小，而且不會對周圍的建筑物和環境造成很大的影響，更加適合應用在用地比較緊張的地區。但是鉆孔灌注樁由于其現場澆筑的特點，在復雜的環境中難以控制其施工質量，從而使樁身質量難以保證，所以在成樁后需要對混凝土的質量做出監測，保證支護樁的安全使用。

4 結束語

排澇泵站和水閘的基坑支護設計，實際上就是大多數水利工程的基坑支護設計的一個縮影，其根本的難點都在于對軟弱土質的把控，實現基坑支護的穩定和安全。治水自古以來就是我國的一大難題，從大禹治水到三峽工程，幾千年來，為了水利安全國人的努力從未停歇。而基坑工程作為水利工程的基礎，其支護工作也是絕不可忽視的，無論是施工還是設計，都應該以穩定、安全為先，保證施工的正常進行，保證竣工后的使用安全。

[1]浙江東洲建設咨詢有限公司編著.水利閘站工程監理實施細則[M].北京：中國水利水電出版社，2017.

[2]左東啟，等.水工建筑物[M].北京：河海大學出版社，1994.

[3]陳寶華，等.水閘[M].南京：中國水利水電出版社，2003.