南江濱路雨水泵站深基坑施工技術(shù)

吳業(yè)東

摘要：結(jié)合南江濱路雨水泵站深基坑施工，分析了地質(zhì)水文環(huán)境特點(diǎn)，進(jìn)行了方案優(yōu)化，闡述了止水帷幕和降水施工，基坑開挖和建筑物觀測(cè)等施工過程。對(duì)類似工程有一定借鑒意義。

Abstract： Combined with the construction of the deep foundation pit of the Nanjiangbin Road rainwater pumping station， the characteristics of the geological and hydrological environment are analyzed， the scheme is optimized， and the construction processes such as water-stop curtain and precipitation construction， foundation pit excavation and building observation are expounded. It has certain reference significance for similar projects.

關(guān)鍵詞：泵站;深基坑;開挖防護(hù);施工技術(shù)

Key words： pumping station;deep foundation pit;excavation protection;construction technology

中圖分類號(hào)：TU753? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）12-0169-04

1? 工程概況

1.1 設(shè)計(jì)概況

漳州市南江濱路雨水泵站為市政道路配套工程，泵站位于K8+970線路左側(cè)，與九龍江距離約100m。泵站泵房長24m，寬16.8m，頂標(biāo)高7.3m，底板底標(biāo)高-2.9m，底板下鋪10cmC15素混凝土墊層+60cm中粗砂。

1.2 氣候、水文、地質(zhì)條件

南江濱路泵站地下水豐富，地下水位標(biāo)高約3.5m，地下水與九龍江水系連通，標(biāo)高變化受九龍江潮汐影響。

為準(zhǔn)確掌握泵站處地質(zhì)水文狀況，進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行了補(bǔ)充地質(zhì)鉆探，根據(jù)地勘資料揭示，泵站處地層分為：素填土、細(xì)砂、淤泥質(zhì)土、中粗砂、中風(fēng)化花崗巖。中風(fēng)化花崗巖巖層頂標(biāo)高變化明顯，分別為：-4.7m、-1.0m、-2.58m、-6.2m。

BZK1地質(zhì)鉆孔柱狀圖詳見圖1。

1.3 周邊環(huán)境條件

泵站小里程側(cè)距離25m處有兩幢居民樓，大里程側(cè)基坑上邊緣距離漳州市西環(huán)城路水仙花大橋南橋臺(tái)29m。

2? 設(shè)計(jì)優(yōu)化

泵站原設(shè)計(jì)方案為矩形鋼筋混凝土沉井，沉井外邊尺寸為24m×16.8m，外墻厚0.7m、隔墻厚0.6m、0.5m，內(nèi)孔尺寸分別為7.4m×3m、7.4m×8.4m、7.4m×6.5m，沉井頂高程為7.3m，沉井刃腳底高程為-4.80m，沉井結(jié)構(gòu)總高12.1m。

根據(jù)進(jìn)場(chǎng)補(bǔ)充勘測(cè)地質(zhì)資料，沉井刃腳需要進(jìn)入花崗巖3.8m，難以下沉到位。而且上部為透水沙層，周邊臨近建筑物，采取沉井方案，施工難度大，風(fēng)險(xiǎn)高。通過與設(shè)計(jì)和業(yè)主協(xié)商，變更設(shè)計(jì)為明挖基坑方案。由于地下透水層與九龍江水系連通，基坑臨近居民樓和橋梁，施工風(fēng)險(xiǎn)大，因此增加止水帷幕、疏干井、回灌井措施，保證基坑開挖和周邊建筑物安全。明挖基坑方案有效解決了地質(zhì)上軟下硬，沉井入巖困難的問題。

3? 施工方案

3.1 總體方案

泵房基坑采用明挖法施工，坑底平面尺寸：長×寬=27m×20m?；觽?cè)壁安全等級(jí)為三級(jí)，分三段放坡開挖，第一段開挖高度4m，側(cè)壁放坡坡率1：1.5，第二段開挖高度4m，側(cè)壁放坡坡率1：2.0，第三段開挖高度0.6m，側(cè)壁放坡坡率1：1.5，第一段、二段邊坡側(cè)壁均采用8cm厚C20細(xì)石混凝土內(nèi)配？準(zhǔn)6@150mm雙向鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行護(hù)面。第一段、二段邊坡間設(shè)1.5m寬平臺(tái)并設(shè)置排水溝，第二段、三段邊坡設(shè)3m寬平臺(tái)并設(shè)置排水溝，平臺(tái)均采用15cm厚C20細(xì)石混凝土內(nèi)配？準(zhǔn)8@150mm雙向鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行護(hù)面。

雨水泵站處地下水位標(biāo)高約3.5m且與九龍江水系連通，標(biāo)高變化受九龍江潮汐影響，為減少基坑開挖及泵房施工時(shí)，降水工作量及降低降水施工難度，在基坑四周采用三軸水泥攪拌樁設(shè)置止水帷幕，水泥攪拌樁樁徑65cm，樁之間搭接長度20cm，樁長以樁底至中風(fēng)化花崗巖為準(zhǔn)。（圖2）

3.2 施工工藝流程

主要包括止水帷幕施工，基坑開挖防護(hù)等內(nèi)容，具體工藝流程如下：

三軸水泥攪拌樁施工→疏干井及回灌井打設(shè)→基坑頂攔水壩施工→第三段邊坡基坑內(nèi)土方開挖→開挖第三段與第二段邊坡間平臺(tái)排水溝→基坑內(nèi)降水（起用回灌井）→第二段邊坡基坑內(nèi)土方開挖→開挖第二段與第一段邊坡間平臺(tái)排水溝→第二段邊坡護(hù)面混凝土及第二階平臺(tái)混凝土施工→第一段邊坡基坑內(nèi)土方開挖→第一段邊坡護(hù)面混凝土及第一階平臺(tái)混凝土施工→泵房施工→基坑回填。

3.3 三軸水泥攪拌樁施工

技術(shù)指標(biāo)：水泥攪拌樁樁徑650mm，樁之間搭接長度200mm，樁長以樁底至中風(fēng)化花崗巖為準(zhǔn)，平均樁長約8m。

三軸攪拌樁采用強(qiáng)度等級(jí)為42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比為20%，水灰比為1.5-2.0，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu28≥1.0MPa，滲透系數(shù)小于1×10-7cm/s。

施工順序：三軸水泥攪拌樁施工按圖3、圖4順序進(jìn)行，其中陰影部位為重復(fù)套鉆，以保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量，水泥攪拌樁的搭接及施工設(shè)備的垂直度補(bǔ)正依靠重復(fù)套鉆來保證，以達(dá)到止水的作用。

跳槽式雙孔全套復(fù)攪式連接：一般情況下均采用該種方式進(jìn)行施工，詳見圖3。

單側(cè)擠壓式連接方式：對(duì)于止水帷幕轉(zhuǎn)角處或有施工間斷情況下采用此連接，詳見圖4。

3.4 疏干井施工

疏干井直徑60cm，孔深至巖層頂面，采用GPS-10型工程鉆機(jī)成孔。（圖5）

濾管采用外徑300mm，壁厚5mm的CPVC管，底口用管蓋封死，管壁上鉆？準(zhǔn)15mm的小圓孔，孔距25mm，外包兩層濾網(wǎng)，濾網(wǎng)采用編織布，外部再包一層網(wǎng)眼較大的尼龍絲網(wǎng)，每隔50-60mm用10號(hào)鉛絲綁扎一道。

水泵采用200QJ20-45/3型深井潛水泵，出水管采用2寸透明管或膠皮管，地下水通過潛水泵和出水管排至平臺(tái)排水溝，在集水井匯集后，用100WL80-8-4型水泵排至地方污水排放系統(tǒng)。

第二段邊坡基坑內(nèi)土方開挖前，且三軸水泥攪拌樁止水帷幕施工完成7d后對(duì)基坑內(nèi)疏干井進(jìn)行抽水，做到能及時(shí)降低基坑開挖范圍內(nèi)土體中的地下水位。每天24小時(shí)派人現(xiàn)場(chǎng)值班，并做好抽水流量記錄。確保降水連續(xù)進(jìn)行，避免因供電無法保證造成井底突水。

基坑內(nèi)降水時(shí)，安排專人觀察回灌井水位，確?；毓嗑畠?nèi)水位標(biāo)高與原始標(biāo)高相同或略高于原始水位標(biāo)高。

3.5 回灌井打設(shè)及回灌

回灌井在基坑靠近房屋一側(cè)和靠近道路橋梁一側(cè)布設(shè)，靠近房屋一側(cè)布置在基坑頂與房屋中間位置，間距10m/個(gè)，共布設(shè)7個(gè);靠近道路一側(cè)布置在基坑頂外6m位置，間距20m/個(gè)，共布設(shè)4個(gè)。

回灌井直徑60cm，孔底穿透淤泥質(zhì)土進(jìn)入中、粗砂層2m，采用GPS-10型工程鉆機(jī)成孔。

用鋼板焊制水箱，容量4m3/個(gè)，共設(shè)2個(gè)（每邊回灌井設(shè)置1個(gè)），水箱底部采用型鋼焊支架，水箱坐落于支架上，距離原地面2m高。每個(gè)水箱配1臺(tái)15WG120B管道增壓泵，必要時(shí)開啟增壓泵，加大壓力往回灌井內(nèi)輸水。

主管采用？準(zhǔn)89mm，壁厚4mm的無縫鋼管，用法蘭盤加橡膠墊圈連接，防止漏水。主管一端與水箱連接，另一端與支管連接。

支管采用DN50mm的PE管，并設(shè)閥門。支管一端與總管連接并用8號(hào)鉛絲綁扎以防漏氣，另一端插入回灌井濾管內(nèi)3m。

疏干井抽水之前，提前觀測(cè)好每口回灌井地面標(biāo)號(hào)和靜止水位標(biāo)高，疏干井抽水時(shí)，安排專人24h值班，隨時(shí)觀測(cè)回灌井水位，如水位出現(xiàn)下降，及時(shí)打開閥門進(jìn)行回灌，確?；毓嗑畠?nèi)水位與原始水位相同或略高于原始水位。

當(dāng)水流速度不能滿足回灌要求時(shí)，及時(shí)打開增壓泵，加大供水速度，確保水位標(biāo)高。

3.6 基坑開挖

基坑土方采用挖掘機(jī)開挖，自卸車出土，人工配合整平。

基坑開挖前，先修筑車輛進(jìn)出通道，以方便施工機(jī)械、車輛進(jìn)出基坑，通道寬4m，坡率≤1：7，采用環(huán)形布設(shè)。通道在邊坡位置用水泥攪拌樁進(jìn)行加固。

基坑開挖采用縱向分段、豎向分層開挖，豎向每層開挖深度不超過1m。

邊坡采用挖掘機(jī)刷坡人工配合整平，每層開挖到位后，均及時(shí)按設(shè)計(jì)側(cè)壁放坡坡率對(duì)邊坡進(jìn)行修整，并用坡度尺按照10m左右/斷面進(jìn)行檢查。

開挖出的土方及時(shí)運(yùn)至指定棄土場(chǎng)堆放，基坑頂10m范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆載。

石方采用液壓破碎錘進(jìn)行開挖，根據(jù)測(cè)量方格控制網(wǎng)進(jìn)行鉆孔破碎。

破碎錘破碎巖體時(shí)必須嚴(yán)格按照坡比進(jìn)行破碎，避免出現(xiàn)虧坡或坡比過大的情況出現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)虧坡時(shí)，采用噴射混凝土進(jìn)行修補(bǔ)。

巖層厚度≥1m時(shí)，采用縱向分段、豎向分層開挖，每次開挖深度不超過1m;當(dāng)巖層厚度<1m時(shí)，豎向一次性開挖到位。

土層與巖層交界處，采用破碎錘鑿出1m寬平臺(tái)，并在平臺(tái)土層坡腳部位堆壘約1m寬，0.5m高砂袋，以保證土層邊坡坡腳穩(wěn)定。

在坡腳內(nèi)1m處鑿出臨時(shí)排水溝，排水溝上口寬0.5m，下口寬0.3m，深0.5m，并在四角和每邊排水溝中部鑿出集水井，集水井上口寬0.6×0.6m，深1m。

邊坡護(hù)面混凝土采用“噴射法”施工，混凝土采用“濕拌法”，由漳州市潤豐混凝土有限公司負(fù)責(zé)生產(chǎn)，罐車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。噴射混凝土作業(yè)分段、分片由下而上順序進(jìn)行，每段長度不宜超過6m。

4? 基坑監(jiān)測(cè)

根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，基坑施工監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：①基坑頂部水平位移;②基坑周邊建（構(gòu)）筑物、道路沉降;③坑邊地面沉降;④地下水位;⑤房屋傾斜。

4.1 基坑頂部水平位移監(jiān)測(cè)

基坑頂部水平位移采用高精度的全站儀，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在三軸水泥攪拌樁上，距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離不大于20m。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用？準(zhǔn)20圓鋼，插入三軸水泥攪拌樁內(nèi)1.5m，外露1cm。

位移觀測(cè)頻率：在基坑開挖過程中、初期每天觀測(cè)2次，每天早晨7：00及下午17：00各觀測(cè)一次。待基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定后每天觀測(cè)1次。并繪出變形曲線。

4.2 基坑周邊建（構(gòu)）筑物、道路觀測(cè)

沉降觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：①樓房處：樓房外墻四角布設(shè)觀測(cè)點(diǎn);②西環(huán)城路路基：沿道路靠近基坑側(cè)路基坡腳埋設(shè)沉降樁，間距20m/個(gè)，布設(shè)數(shù)量4個(gè);③基坑：沿基坑周邊坑頂外0.5m埋設(shè)沉降樁，基坑每邊中間及陽角處各埋設(shè)一個(gè)，另在中間和陽角兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)中間加密一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以確保監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離不大于20m;④橋墩：每墩設(shè)1個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。

4.3 地下水位觀測(cè)

①地下水位采用浮子式地下水位計(jì)進(jìn)行觀測(cè)。②觀測(cè)孔的埋設(shè)：1）基坑：在三軸水泥攪拌樁止水帷幕外2m處布設(shè)，基坑四周角點(diǎn)及每邊中間各布設(shè)一個(gè)。2）回灌井：在回灌井和樓房中間布設(shè)，間距30m/個(gè)，共布設(shè)3個(gè)。③觀測(cè)孔采用鉆機(jī)鉆孔，孔深8m，口徑為110mm，然后下入2寸pvc過濾管（包網(wǎng)），周邊回填粗砂，觀測(cè)孔在基坑開挖之前完成埋設(shè)，并測(cè)得孔內(nèi)穩(wěn)定水位。④觀測(cè)頻率：隨時(shí)觀測(cè)，并做好記錄，繪出水位變化曲線，為回灌井灌水提供依據(jù)。

4.4 建筑物傾斜觀測(cè)

①采用經(jīng)緯儀投影法對(duì)樓房、水仙花大橋橋墩傾斜進(jìn)行觀測(cè)。②在基坑開挖前完成原始數(shù)據(jù)的采集，開挖過程中、初期每天觀測(cè)2次，每天早晨7：00及下午17：00各觀測(cè)一次，待基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定后每天觀測(cè)1次，并做好總傾斜量的計(jì)算和記錄。

4.5 房屋裂縫監(jiān)測(cè)

①基坑開挖施工前，安排人員對(duì)樓房、橋墩進(jìn)行檢查，確定是否存在裂縫，并留取影像資料。②開挖過程中、初期每天觀測(cè)2次，每天早晨7：00及下午17：00各觀測(cè)一次，待基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定后每天觀測(cè)1次。

5? 小結(jié)

南江濱路雨水泵站深基坑施工地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，場(chǎng)地靠近九龍江，地下水豐富，沙層透水性強(qiáng)?；泳o鄰居民樓和市政道路、橋梁，施工風(fēng)險(xiǎn)高。

進(jìn)場(chǎng)初期通過補(bǔ)充勘探，掌握了準(zhǔn)確的地質(zhì)和水文資料，發(fā)現(xiàn)了原設(shè)計(jì)沉井方案存在的問題，為設(shè)計(jì)變更提供了依據(jù)。

通過設(shè)計(jì)優(yōu)化，采取止水帷幕，配合疏干井和回灌井施工，保證了基坑穩(wěn)定。施工過程中對(duì)周邊建筑物，地下水位進(jìn)行監(jiān)控，指導(dǎo)施工，確保了施工安全。

目前項(xiàng)目已順利通車，深基坑施工沒有對(duì)臨近建筑物、道路橋梁造成影響，取得了滿意的效果。

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