淺談泵站施工中的深基坑開挖

張立杰

摘 要：根據(jù)天津航空產業(yè)區(qū)三期配套基礎設施項目雨污水合建泵站的基坑開挖與支護實踐以及本項目自身特點，結合天津市本地的地質特點，淺談對于深基坑的開挖、降水和監(jiān)測的見解，以期為其他類似項目的深基坑施工提供一定的借鑒和參考。

關鍵詞：深基坑；土方開挖；基坑監(jiān)測；土方開挖

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.23.102

1 項目概況

航空產業(yè)區(qū)雨污水合建泵站位于天津市東麗區(qū)，包括雨水泵房一座，長39.20 m，寬24.70 m，底標高-7.550 m；污水泵站一座，長25.88 m，寬9.5 m，底標高為-8.900 m。

航空產業(yè)區(qū)屬于華北平原東部濱海平原地貌，屬海相與路相交互沉積地層，地基土在控制深度內自上而下依次為：①人工填土層（Qml）。主要為耕植土，土層厚度0.6 m，層底標高為0.14～0.33 m，黃褐色，松散～可塑狀，含鐵質，植根，黏性土為主。②第Ⅰ陸相層（Q43al）。主要為河流沉積，土層厚度為1.0～1.1 m，層底標高0.14～0.33 m，黃褐色，可塑，含鐵質，云母，高-中壓塑性。③第Ⅰ海相層（Q42m）。淺海相沉積，分為2個亞層。

2個亞層為：①淤泥質土。土層厚度為5.30～6.30 m，層底標高-6.16～-5.07 m。灰色，流塑，含云母、有機質，高壓塑性，粉質黏土、黏土夾層。②粉質黏土。土層厚度為5.6～6.8 m，層底標高-11.87～-11.66 m，灰色，流塑～軟塑狀，含有機質、云母、貝殼，土質不均，中壓塑形，黏土、淤泥質土夾層。

2 深基坑開挖方法

2.1 深基坑土方開挖方式

本工程場地屬于華北平原東部濱海平原地貌，場地內地下水為第四系潛水，位于第Ⅰ陸相層中?；硬捎梅謱娱_挖方式，每層1 m，放坡進行開挖。首先采用兩臺挖掘機沿對稱方向進行開挖，在原有形狀的基礎上整體分層下挖。每層開挖深度控制在1 m范圍以內，直至挖至設計標高。

剩余最后的一小部分土方開挖時，挖掘機均開出基坑外部，采用長臂挖掘機在基坑上部挖掘清理，每層1 m，放坡進行開挖。首先采用兩臺挖掘機沿對稱方向進行開挖，在原有雨污水泵站的基礎上整體分層下挖。每層開挖深度控制在1 m范圍以內，直至挖至設計標高。

2.2 土方工程施工部署安排

為保證土方開挖的順利進行，防止塌方等不利現(xiàn)象的發(fā)生，我們采用土方開挖與邊坡修整交替進行的辦法（支護部分邊開挖邊支護）。每挖1.5 m深進行邊坡修整，反復交替進行，直至坑底。具體流程如下：①坑底預留300 mm人工清底，以減少雨水和太陽暴曬對土層的擾動。②開挖過程中，時時測量挖深，通過放坡系數(shù)計算該挖深處的下邊緣位置，并由測量人員撒出白灰線進行控制。③如果到達坑底后發(fā)現(xiàn)基底土層與地勘資料不一致，立即通知業(yè)主、監(jiān)理、設計以及地勘部門，以便及時采取措施。④坡道處土方收尾采用長臂挖土機進行挖土，裝車運走。⑤在進行二層土方開挖時，基坑內預留坡道，并根據(jù)土方動態(tài)進行留設。⑥為保證達到土方文明施工要求，避免土方運輸車輛泥土污染市政道路，在現(xiàn)場出入口邊設置專用沉淀池，現(xiàn)場道路作地面硬化處理。⑦基坑開挖、支護連續(xù)施工，盡量減少土體暴露時間，做到支護不過夜，在完成上層作業(yè)面支護的各項操作前，不進行下層深度的開挖。⑧基坑開挖開始前，基坑周邊設置監(jiān)測點。在基坑開挖支護過程中，每天監(jiān)測1次?；油练介_挖及支護完畢后，第一周內每2 d監(jiān)測1次，第二周內每5 d監(jiān)測1次，以后每10 d監(jiān)測1次，直至基坑回填。⑨基坑開挖必須遵循“由上而下，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則，開挖后的邊坡段用人工及時修整，清除待噴面上的松散物，以便掛網噴漿。⑩基坑周邊8 m范圍內地面內嚴禁額外堆放荷載及施加動荷載。

3 深基坑支護穩(wěn)定性分析及措施

在實際工程中，支護結構剛度對基坑整體穩(wěn)定性的影響最為重要，表現(xiàn)為其對側向位移的敏感程度高，所以可將支護樁側向位移量作為本基坑整體穩(wěn)定性的主要控制標準，在施工中應注意以下幾點。

錨桿鉆孔應按設計傾角和孔深進行，鉆孔時，如果遭遇障礙物發(fā)生無法鉆進的現(xiàn)象時，要根據(jù)現(xiàn)場情況改變鉆孔的方向。如果鉆孔深度難以滿足設計要求，則可以根據(jù)錨桿抗拔力等同原則在該孔周邊實施加固補強；當遇到軟土層時，可以適當?shù)丶哟髢A角，把錨桿嵌入持力土層。嵌入前，首先要進行清孔工作，保證孔內干凈清潔。在下錨桿的過程中，應該將注漿管、止?jié){袋和錨桿一同放入孔洞當中，參考實際的注漿狀況進行多次注漿。在這一過程中，要嚴格把握砼配合比，并保證漿液可以充滿孔壁，使錨桿擁有充分的抗拔性。噴射混凝土時，務必保證砼厚度合乎設計指標，并攪拌均勻，盡量采取由下而上的方法實施噴射。三天后，對錨固體進行檢測，只有強度超過設計強度的70%，方才可以開挖下一層土方。

在基坑的開挖過程中，由于地下水環(huán)境的復雜性，排水系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，所導致的水患會給基坑工程穩(wěn)定性帶來不利影響。因此，針對地下水患問題，施工人員要參考地質勘察報告和周圍水文環(huán)境，以免施工不當對基坑造成損害。在放坡開挖階段，應該對坡頂、坡面、坡腳實施降排水措施。此外，基坑周邊還要設置排水溝系統(tǒng)，以免地表水滲入坑內。

4 基坑監(jiān)測

本工程基坑開挖最大深度達到10.8 m，支護結構破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境和地下結構施工的影響很嚴重。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程和設計要求，為確保基坑支護結構和周圍環(huán)境的安全，在基坑施工的全過程中，要求對支護結構和周圍環(huán)境，由基坑土方開挖始，至基坑回填完成的時間段內全程進行巡查、監(jiān)測，以便施工。

監(jiān)測內容包括：①水平位移。沿基坑四周支護頂設若干水平位移監(jiān)測點，觀測支護結構在土方開挖及泵站施工期間的側向變形，監(jiān)測點數(shù)及位置依《建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范》（GB 50497—2009）相關規(guī)定確定。②沉降。沿基坑周邊布置若干沉降觀測點，觀測土方開挖及泵站施工對周圍土體和現(xiàn)有道路的影響，監(jiān)測點數(shù)及位置依《建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范》（GB 50497—2009）相關規(guī)定確定。③地下水位測量通過孔內設置水位管，采用水位計測量，精度不宜低于10 mm。④其他檢測項目遵照《建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范》（GB 50497—2009）相關規(guī)定執(zhí)行。

觀測頻率：

水平位移觀測：開挖深度小于5 m，每天觀測1次。開挖深度小于等于設計深度，或者在底板施工過程中，每天觀測1次；底板澆搗完畢7 d后，每2 d觀測1次；底板澆搗完畢14 d后，每5 d觀測1次。施工到室外回填完畢，周邊沉降穩(wěn)定，再觀測1次結束。

沉降觀測：開挖深度小于5 m，每2 d觀測1次。開挖深度小于等于設計深度，或者在底板施工過程中，每天觀測1次；底板澆搗完畢7 d后，每2 d觀測1次；底板澆搗完畢14 d后，每5 d觀測1次。施工到室外回填完畢，周邊沉降穩(wěn)定，再觀測1次結束。

觀測頻率可根據(jù)觀測結果進行適當調整，即觀測較為穩(wěn)定時，可減少觀測次數(shù)；觀測結果變化較大或遇暴雨異常情況時，增加觀測次數(shù)，并采取相應的應急措施。

5 土方開挖

第一部分開挖共取土約14 430 m3。根據(jù)機械的功率，每天每臺挖掘機挖土1 500 m3，所有土方完成共需要5 d時間。土方開挖坡度為1∶1.5進行放線開挖，第一步挖土深度為3.5 m。第一步土方開挖挖成后對灌注樁樁頂進行清理，為施做環(huán)梁作好準備。

第二部分土方采用分層開挖法，每層1 m，放坡進行開挖。首先采用兩臺挖掘機沿對稱方向進行開挖，在原有形狀的基礎上整體分層下挖；每層開挖深度控制在1 m范圍以內，直至挖至設計標高。這部分開挖土方量約9 297 m3，根據(jù)機械的功率，每天每臺挖掘機挖土1 500 m3，所有土方完成共需要3 d完成。

剩余最后的一小部分土方開挖時，挖掘機均開出基坑外部，在肥槽部分處采用長臂挖掘機在基坑上部挖掘清理。每層1 m，放坡進行開挖。首先采用兩臺挖掘機沿對稱方向進行開挖，在原有雨污水泵站的基礎上整體分層下挖；每層開挖深度控制在1 m范圍以內，直至挖至設計標高。這部分開挖土方量約2 000 m3，但由于基坑較深，根據(jù)機械的功率，每天每臺挖掘機挖土500 m3左右，所有土方完成共需要3 d完成。

6 結束語

基坑工程是建筑工程的一個重要組成部分，特別是深基坑工程施工，往往事關工程全局。深基坑的支護工程要從支護的設計和施工兩方面著手，確保質量。深基坑施工直接關系著建筑的安全性、穩(wěn)定性和長久性。良好的基坑支護施工技術是整個工程施工順利的前提與保證，是整個龐大工程的重要開端。因此，加強對建筑深基坑施工技術的認識與研究意義重大。

〔編輯：王霞〕