徐州市夾河街強排泵站深基坑施工方案分析

牛冬春，薛振寧，夏曉娟，劉 肖

（徐州市水利工程建設管理中心,江蘇 徐州 221400）

1 引言

施工質量是決定工程實施效果的關鍵步驟,為了提高工程施工質量采取合適的施工方案是非常必要的[1-4]。因此,在工程實施前對工程施工過程中的重難點問題進行分析,制定適宜的施工方案對工程施工效果影響較大。

2 工程概況

夾河街強排泵站在黃河南路與中山北路交叉口西南角,泵站占地面積約150 m2,在泵站西側黃河南路路南綠化帶內新建預制艙式變電所1座；自泵站頂進DN2800管道122 m至中山北路與夾河東街交叉口頂管工作井內,再沿泵站向北頂進D2220×24鋼管60 m接至故黃河新建出水口。

泵站開挖截面尺寸（長）12.50 m×（寬）12 m,頂標高為38.90 m,底標高為21.60 m,下設10 cmC20砼墊層?，F狀地面標高35.90 m,開挖深度14.40 m。圍護結構采用Φ1000@650 mm鉆孔咬合灌注樁,支護樁樁頂標高34.90 m、樁底標高8.35 m,樁長26.55 m。鋼筋砼樁澆筑C35水下砼,素砼樁澆筑C20水下砼。灌注樁后采用Φ800@650高壓旋噴樁止水帷幕?；又ёo結構安全等級為“一級”。

泵站在黃河南路與中山北路交叉口西南角黃河景園開發商圍擋內,泵站施工范圍內不存在管線保護情況,基坑距離周邊建筑物較遠,但距離中山北路和黃河南路較近。

3 保護對象及施工重難點

3.1 保護對象及措施

泵站基坑沿線的中山北路和黃河南路對夾河街強排泵站基坑工程影響最大,應為重點監測保護對象。

針對基坑道路的保護措施：

（1）施工過程中做好地下水位及周圍建構筑物沉降、開裂監測見證工作；對地表道路做好沉降觀測。

（2）在圍護施工過程中施工方需要每天安排專人對道路進行監測檢查,重點關注地面是否出現新增裂縫,一旦發現將立即停止作業。

3.2 工程特點及難點

3.2.1 基坑工程特點及難點

（1）工程地質相對復雜,上部土質較差

夾河街強排泵站基坑開挖深度范圍內存在①層雜填土,工程性質差,施工前應先清除；下面是②層粉土和③層粉質粘土以及淤泥質粉質黏土,②層粉土厚度在7.6 m～11.70 m左右,③層粉質粘土厚度在0.20 m～2.00 m左右,淤泥質粉質黏土厚度在3.8 m～8.00 m左右,這三層土的力學性質參數較差,屬于不利土層。

（2）地下水位偏高,分布復雜,且受降雨影響較大

擬建場地相對周邊地勢略低,且離故黃河近,對場地上層潛水有補給作用。對本基坑開挖影響的主要為潛水,賦存于②層粉土中。地下水位偏高,初見水位在0.10 m～1.50 m左右,平均在0.62 m左右。

（3）基坑圍護形式較多

夾河街強排泵站基坑包含多種基坑支護形式,有鉆孔灌注樁支護、高壓旋噴樁止水帷幕等,如何更好地組織各類工種施工,確保圍護質量極為關鍵。

（4）周邊住宅業主對本基坑工程的影響

夾河街強排泵站基坑西側為住宅,因此要注意揚塵、噪音的控制。

3.2.2 難點解決方案措施

（1）工程地質條件相對復雜,需要加強基坑監測,強化信息化施工。以基坑自身及周邊環境為對象,根據監測數據調整施工工藝,并制定嚴密的應急機制、響應預案。特別是針對道路以進行重點監測,實施信息化施工,減少對周邊環境影響,以保證管線及周邊建筑安全。

（2）該工程場地內地下水對本工程影響較大,故針對本工程基坑降水,通過強化高壓旋噴樁施工質量,使其達到止水的效果。

（3）針對周邊環境保護,主要控制基坑變形。確?；又ёo強度滿足設計要求的情況下,采用分段分塊開挖模式,開挖至坑底后及時澆筑墊層（必要時可考慮加厚墊層或配筋墊層）等方式控制基坑變形。進一步復核周邊環境、管線,不良地質情況及其它需保護對象,并在施工開始前對已發現的問題進行處理。

（4）施工現場裸土采用密目網覆蓋,動土施工霧炮車緊跟,減少揚塵；噪音控制方面,一是加強機械設備進場報驗及檢修,減少不必要的噪音,在滿足進度要求的前提下,避免長時間夜間施工,減少投訴風險。

4 深基坑施工方案分析

4.1 灌注樁施工

圍護結構采用Φ1000@650 mm鉆孔咬合灌注樁,支護樁樁頂標高34.90 m、樁底標高8.35 m,樁長26.55 m,葷樁40根,素樁40根。鋼筋砼樁澆筑C35水下砼,素砼樁澆筑C20水下砼。

4.1.1 施工工藝原理及特點

鉆孔咬合樁施工采用“鉆機+超緩凝型砼”方案。具有以下特點：

（1）成孔精度可以得到有效控制；

（2）振動小,減少對環境的污染,有利于文明施工；

（3）沉降變形易控制；

（4）成樁質量高,樁身強度可按設計要求提高；

一般地，接地極線路的絕緣配置遠低于特/超高壓直流線路，將二者共塔架設在雷擊情況下存在發生直流線路雙極閉鎖的潛在風險。目前國內外學者對直線線路的耐雷性能和直流線路雙極閉鎖事故研究較多[1-6],但卻鮮有關于極導線與接地極線共塔架設線路的研究。文獻[3]雖然對±500 kV直流極線與接地極線同塔架設時引起的雙極閉鎖事故進行了分析，但尚未給出有效的反事故措施。

（5）具有止水作用。

咬合樁單樁施工工藝流程見圖2。

圖2 咬合樁單樁施工工藝流程

此工藝流程也可表示為圖3所示。

圖3 咬合樁施工工藝圖解

4.1.2 施工方法

（1） 導墻施工

為了提高鉆孔咬合樁孔口的定位精度并提高就位效率,在樁頂上部施作鋼筋砼導墻。導墻寬為3.4 m,厚度40 cm,C30混凝土。

（2） 取土成孔

在樁機就位后,吊裝第一節管在樁機鉗口中,找正套管垂直度后,磨樁下壓套管（每節套管長度約為7 m～8 m,壓入深度約為2.5 m～3.0 m,然后用抓斗從套管內取土,一邊抓土、一邊繼續下壓套管,始終保持套管底口超前于開挖面的深度不小于2.5 m。。

（3） 吊放鋼筋籠

安裝鋼筋籠時應保證鋼筋籠標高正確。

（4） 灌注砼

砼灌注全部采用水下灌注,操作規程如下：

（1）在鋼筋籠吊裝合格后,安裝導管。

（2）安放混凝土漏斗與隔水橡皮球膽,并將導管提離孔底0.5 m。

（3）導管埋入深度宜保持在2 m～6 m之間。

（4）混凝土澆灌中應防止鋼筋籠上浮。

（5）咬合樁砼需連續灌注。

（6）水下灌注砼坍落度控制在18 m～20 cm。

4.2 高壓旋噴樁施工

夾河街強排泵站深基坑工程鉆孔灌注樁外側設置?800@650 高壓旋噴咬合樁止水,水泥漿選用 42.5 級普通硅酸鹽水泥,水泥摻量為 200 kg/m。正式施工前需實施高壓旋噴樁鉆孔、成孔試驗,并確定施工技術參數。高壓旋噴樁施工工藝流程圖見圖4。

圖4 高壓旋噴施工工藝

4.3 土石方開挖

4.3.1 總體思路

土方開挖采用豎向垂直分層開挖方式,冠梁基坑土層部分采用挖機直接開挖。由于豎井基坑深度較深,隨著基坑開挖深度的不同,采用不同的機械配置。當開挖深度小于 15 m時,采用 PC120 小挖機、標準挖機 PC220 及長臂挖機配合開挖轉運土方；當開挖深度大于 15 m 時,采用 PC120 型挖機、PC220 挖機配合 50 t 汽車吊吊裝土斗出土,使用 4 m3（土方斗尺寸 2.5 m×1.5 m×1 m,10 mm 厚鋼板加工制作而成）土方斗轉運土方。每次開挖時,在基坑四周設置 0.4 m 寬、0.3 m深臨時集水溝,用水泵將水抽出,防止基坑內積水。

4.3.2 土方開挖方法

（1）第一階段淺層土方開挖（0～5 m）

土方開挖包括兩部分,一是表層土方,即原地面至冠梁底部分（深度1.3 m）,二是冠梁底至基坑深度 5.0 m 以內部分。表層土方采用 1 臺 PC220 標準挖機快速開挖土方至冠梁底,開挖深度 1.3 m,1∶1.5 放坡開挖。開挖至標高后,立即施工冠梁。待冠梁達到設計強度后,開挖冠梁以下土方（深度 5 m以內）, 采用 1 臺 PC220 標準挖機、1 臺 PC120 小型挖機出土,小挖機在基坑內將土轉運至基坑邊,再由位于基坑邊的標準挖機將土挖出基坑卸至渣土車上直接外運。

（2）第二階段土方開挖（基坑深度 5 m～15 m）

基坑深度 5 m～15 m 范圍土方開挖,采用PC120 小挖機（上下基坑采用 50 t 汽車吊） 在基坑內挖土,再由位于基坑邊的長臂挖機將土挖出基坑卸至渣土車上直接外運。

（3）第三階段土方開挖（基坑深度≥15 m）

基坑深度 15 m 至基坑底垂直段開挖深度較大,采用PC120 小挖機（上下基坑采 用 100 t 汽車吊）在基坑內挖土,將土方轉至吊斗內,然后由汽車吊吊出基坑卸在基 坑邊上（或采用液壓抓斗直接出土）,再由一臺標準挖機將土轉至臨時堆土場或土方車外運。

5 結論

（1）根據調查和收集已有資料,徐州市夾河街強排泵站深基坑工程地質條件復雜,上部土層較差；地下水位高,圍護型式多樣,周邊環境條件復雜,需要保護的構筑物較多。

（2）針對深基坑工程實施過程中的重難點問題,在施工過程中需要加強監測,采取截排水措施,保障基坑工程安全。

（3）根據基坑實際情況和類似工程經驗,對深基坑工程灌注樁、旋噴樁以及土方開挖的施工工藝進行分析,在施工過程中需要結合施工工藝要求進行施工,以保障施工質量。