衛(wèi)國道雨水泵站深基坑施工技術(shù)

□文/朱 清

1 工程概況

衛(wèi)國道雨水泵站工程包括1座雨水泵站、泵站進(jìn)水管道、出水管道、1座1層附屬用房。基坑支護(hù)范圍為雨水泵站主體及進(jìn)水部分。泵站主體均為地下式現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長28.7 m，寬22.6 m。底板墊層底標(biāo)高（大沽高程）為-9.240 m，設(shè)計地面標(biāo)高為3.400 m，運行期間埋深12.64 m。進(jìn)水部分包括進(jìn)水轉(zhuǎn)彎井（接收坑）1座及轉(zhuǎn)彎井到泵站間22 m長雙排DN2 600mm進(jìn)水管道。進(jìn)水轉(zhuǎn)彎井為地下式現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長8.2 m，寬5.1 m，底板墊層底標(biāo)高為-9.088 m，進(jìn)水管道部分管道基底標(biāo)高為-8.495 m，設(shè)計埋深分別為12.288、11.695 m。

2 周邊環(huán)境影響

泵站基坑位于衛(wèi)國道與昆侖路交口東南角綠化帶內(nèi)，距離立交橋橋墩最近距離為6.2 m。

基坑開挖與支護(hù)對環(huán)境的影響主要分為3類：圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程中產(chǎn)生的擠土效應(yīng)或土體損失引起的相鄰地面隆起或沉降；長時間、大幅度降低地下水可能引起地面沉降，從而引起鄰近構(gòu)筑物及地下管線的變形及開裂；基坑開挖時產(chǎn)生的不平衡力、坑外水土流失而導(dǎo)致周圍土體及圍護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑開挖區(qū)發(fā)生側(cè)移動、地面沉降及坑底隆起，從而引起鄰近構(gòu)筑物及地下管線的側(cè)移、沉降或傾斜。因此保護(hù)基坑周邊環(huán)境首先從基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)施工、降水及基坑開挖上采取措施減小基坑變形；其次，從基坑變形的傳播途徑上采取措施，切斷或減小土體變形對周邊環(huán)境的影響；第三，提高基坑周邊環(huán)境的抵抗變形能力方面采取措施，減小構(gòu)筑物、地下管線或設(shè)施的變形。

3 基坑支護(hù)設(shè)計

泵站為異形基坑，泵站主基坑深度為12.44 m。基坑采用坡率法與鉆孔灌注樁+水泥攪拌樁止水帷幕相結(jié)合的方式進(jìn)行支護(hù)。鉆孔灌注樁直徑800mm，間距1 m，樁長19 m，嵌固深度為9.96 m，在樁頂設(shè)置1道帶1 000mm擋土的鋼筋混凝土冠梁，在樁中部設(shè)置1道鋼筋混凝土腰梁，豎向間距為4.64～5 m。采用單排三軸直徑850mm的水泥攪拌樁形成止水帷幕，樁中心間距600mm，套打一孔，樁長15 m。

鉆孔灌注樁+攪拌樁止水結(jié)合的方案為目前深基坑支護(hù)的常見方式，應(yīng)用較多。因此，將泵站主體和進(jìn)水部分作為一個整體進(jìn)行施工。

第1步，場區(qū)內(nèi)場地平整至標(biāo)高3.200 m；第2步，放線定位，整體施打水泥攪拌樁止水帷幕；第3步，整體施打鉆孔灌注樁；第4步，進(jìn)行支護(hù)開挖施工；第5步，挖至坑底進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)設(shè)計施工；第6步，主體完工后，土方回填，截斷內(nèi)支撐。

4 施工工藝

4.1 施工降水

采用大口井與坑內(nèi)集水井相結(jié)合的排水方法，在基坑開挖之前采用大口井排水待水位降到一定標(biāo)高后開槽，降水高度控制在基底下皮1 000mm。大口井的水位用線繩進(jìn)行測量。成槽后根據(jù)情況采用盲溝加集水井排水為主的施工方法。坑內(nèi)4個大口井深為17 m，坑外1個大口井深14 m。基坑開挖完成后，在墊層施工前用中砂將坑中間大口井填滿。止水帷幕外側(cè)每一邊設(shè)置2眼觀測井，檢查攪拌樁咬合質(zhì)量止水帷幕閉水效果。大口井采用圓400mm無砂混凝土管?；又顾∧煌鈬_挖排水溝，坑邊增設(shè)排水沉淀池，經(jīng)處理后匯合排入附近市政管網(wǎng)。大口井布置見圖1。

圖1 大口井布置

4.2 土方開挖

第1步，場地平整至標(biāo)高2.800 m。第2步，施工水泥攪拌樁止水帷幕。第3步，放線定位，施工鉆孔灌注樁及鋼立柱。第4步，灌注樁及攪拌樁強度達(dá)到要求后進(jìn)行土體開挖，以1∶1坡率放坡1 m。第5步，施作鋼筋混凝土冠梁及第1道水平鋼筋混凝土支撐。第6步，待第1道支撐強度達(dá)到要求后，進(jìn)一步向下開挖至第2層腰梁層，施作第2道鋼筋混凝土腰梁及水平鋼筋混凝土支撐。第7步，繼續(xù)向下開挖，直至坑底，進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)施工。第8步，待主體強度達(dá)到設(shè)計要求后，進(jìn)行基坑整體回填，壓實回填土后方可拆除支撐。

4.3 基坑施工監(jiān)測

沿基坑四周支護(hù)頂設(shè)若干水平位移監(jiān)測點，觀測支護(hù)結(jié)構(gòu)在土方開挖及泵站施工期間的側(cè)向變形；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及現(xiàn)狀道路的影響；地下水位測量通過孔內(nèi)設(shè)置水位管，采用水位計測量，精度不低于10mm。

開挖深度＜10 m，每1 d觀測1次，開挖深度小于等于設(shè)計深度時或者底板施工過程中，每1 d觀測2次，底板澆筑完畢7 d后，每1 d觀測1次，底板澆筑完畢14 d后，每2 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(jié)束。

4.4 基坑回填

1）回填前，對基坑中的垃圾、雜物、積水進(jìn)行清理。

2）回填時確保成品保護(hù)，在保證車輛不碰撞混凝土構(gòu)筑物的同時，還要做到對稱回填，杜絕因不對稱回填而造成混凝土基礎(chǔ)位移。

3）基坑內(nèi)較密集的地方不用機碾壓，采用手扶振動碾或小型打夯機夯實及人工夯實的方法。

4）填筑的平整度直接影響碾壓，卸料后用推土機進(jìn)行攤鋪和平整并配合人工找平。同時避免粗顆粒集中現(xiàn)象出現(xiàn)。

5）填筑時必須根據(jù)基坑斷面分層填筑，分層壓實，當(dāng)每一分層檢測合格后，方可進(jìn)行下一層填筑，壓實系數(shù)≮0.90，道路下土體回填需同時滿足道路要求。

6）基坑采用粘性土回填，最優(yōu)含水量要求19%，最大干密度≮1.80 g/cm3。

5 結(jié)論

1）該深基坑支護(hù)施工結(jié)合施工現(xiàn)場的具體情況，鋼筋混凝土灌注樁、水泥攪拌樁，止水帷幕、混凝土冠梁、混凝土水平支撐，多種支護(hù)手段綜合運用，充分發(fā)揮不同支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點，即達(dá)到了支護(hù)止水的功能，又盡量節(jié)約了支護(hù)費用。

2）該深基坑支護(hù)設(shè)計較為經(jīng)濟合理，最大程度利用了地下結(jié)構(gòu)自體。雖距離周圍橋梁近、受基坑支護(hù)上部施工荷載限制影響，施工臨時用地范圍極小，但因本工程適當(dāng)提高冠梁及支撐標(biāo)高能有效解決該問題。

3）施工監(jiān)測措施保證設(shè)計與施工結(jié)果相印證，通過第三方監(jiān)測對基坑支護(hù)安全度作出了直觀的評價，指導(dǎo)施工方案的優(yōu)化，節(jié)約工程造價6%，縮短施工周期，確保優(yōu)質(zhì)工程。