排澇泵站、水閘基坑支護設(shè)計

任益樓

（嘉興市水利水電勘察設(shè)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(shè)計要點

基坑支護工程以一項系統(tǒng)工程，它綜合了基坑開挖、圍護樁施工、支撐鋼結(jié)構(gòu)安裝和基坑安全監(jiān)測等多項工程技術(shù)，是保證主體工程地下部分施工質(zhì)量達標的基礎(chǔ)。保證了基坑支護的穩(wěn)定性，就是保證了施工期間施工人員的作業(yè)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(jiān)測后安裝第二層支撐，在進行安全監(jiān)測后修建基面。本文主要是對基坑的支護設(shè)計作出討論。

基坑圍護支撐體系的組成根據(jù)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(guān)工程來說，其基坑支護主要是指支撐鋼結(jié)構(gòu)體系。

支撐鋼結(jié)構(gòu)體系包括鋼管樁、鋼圍檁、鋼支撐和格構(gòu)柱組成。第一道鋼支撐的安裝，是在支護鋼管樁搭設(shè)結(jié)束后，使第一層土方剝離的時候進行。由于鋼支撐結(jié)構(gòu)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(yù)應(yīng)力。按照相關(guān)規(guī)定，在施加預(yù)應(yīng)力時，必須嚴格按照要求分級施加預(yù)應(yīng)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(shè)計要點。

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

2 降排水工程的設(shè)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(huán)境中，這就使得基坑降排水技術(shù)成為土方工程、地基與基礎(chǔ)工程施工中的一項重要技術(shù)，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(jié)，不僅提高了地基的強度，還能夠減少土坡土體側(cè)向的位移與沉降，達到穩(wěn)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(shè)計，能夠提供一個比較干燥的環(huán)境，在軟土地基的開挖中有著至關(guān)重要的作用。

從基坑的降水技術(shù)來說，這項技術(shù)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(yè)，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(zhì)量。

在對基坑支護進行降排水技術(shù)的設(shè)計之前，首先需要對專業(yè)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(zhì)勘察報告。在具體的工程實踐中間，由于我國的地理環(huán)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(zhì)可以一言以蓋之的，所以在進行降排水設(shè)計之前，必須對有關(guān)單位所提供的地質(zhì)勘察報告進行細致的分析，再對降水井的位置進行放樣設(shè)計。

（2）在進行降排水工程的設(shè)計時，必須保證集水坑和排水溝設(shè)置在基礎(chǔ)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(shè)計時應(yīng)該位于基礎(chǔ)底部的1m以下。

（3）選擇合適的排水設(shè)備?；又ёo降排水工程的排水設(shè)備，應(yīng)該具有與需要抽排的水利相當?shù)某榕拍芰Γ⑶覔碛幸欢ǖ膫溆昧?，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(qū)域，應(yīng)根據(jù)當?shù)氐乃牡刭|(zhì)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(shù)量、位置、井深以及抽水量。在情況比較復(fù)雜的時候，還應(yīng)該進行現(xiàn)場抽水試驗，以修正設(shè)計方案。

（4）在基坑降排水施工之前，需要向?qū)I(yè)的監(jiān)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(shù)難度上的協(xié)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(xù)，對樁基礎(chǔ)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(shù)主要應(yīng)用在無承壓水土層，在目前的技術(shù)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(wěn)定性的基礎(chǔ)。就土質(zhì)而言，通常使用的基樁包括鋼筋混凝土打入式預(yù)制樁和鉆孔灌注樁，而且這兩種基樁都應(yīng)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(yù)制樁。這種樁基一般都是采用實心預(yù)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(zhì)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(yù)制、就地接樁的方法，達到設(shè)計要求，完成施工目標。雖然鋼筋混凝土打入式預(yù)制樁的質(zhì)量好，性能優(yōu)秀，但是這種鋼筋混凝土打入式預(yù)制樁的造價比較高，而且噪音大、振動大，在人口稠密的區(qū)域會造成很大的影響，所以在用地緊張的區(qū)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(yīng)用，特別是在淤泥和可能發(fā)生流砂的土層，鉆孔灌注樁能夠發(fā)揮比鋼筋混凝土打入式預(yù)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(zhì)與鋼筋混凝土打入式預(yù)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(nèi)所需要的樁基數(shù)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(huán)境造成很大的影響，更加適合應(yīng)用在用地比較緊張的地區(qū)。但是鉆孔灌注樁由于其現(xiàn)場澆筑的特點，在復(fù)雜的環(huán)境中難以控制其施工質(zhì)量，從而使樁身質(zhì)量難以保證，所以在成樁后需要對混凝土的質(zhì)量做出監(jiān)測，保證支護樁的安全使用。

4 結(jié)束語

排澇泵站和水閘的基坑支護設(shè)計，實際上就是大多數(shù)水利工程的基坑支護設(shè)計的一個縮影，其根本的難點都在于對軟弱土質(zhì)的把控，實現(xiàn)基坑支護的穩(wěn)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(chǔ)，其支護工作也是絕不可忽視的，無論是施工還是設(shè)計，都應(yīng)該以穩(wěn)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(shè)咨詢有限公司編著.水利閘站工程監(jiān)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(xué)出版社，1994.

[3]陳寶華，等.水閘[M].南京：中國水利水電出版社，2003.