某工程基坑工程汛期施工對堤防影響分析

■楊 軍，郭文周，解祥成 ■長江委荊江水文水資源勘測局，湖北 荊州 434000

1 工程概況

基坑工程位于荊州市，距長江北岸江堤約650m。工程向南垂直交匯荊江大堤。擬建擴建項目為29層，建筑高度98．3m，總建筑面積42306．3m2。本工程建筑結構安全等級為二級，設計使用年限為50年，地下一層為停車庫。河段概況沙市河段為一微彎分汊型河道，上起楊家腦、下至觀音寺，全長52km。擬建碼頭上游約12km有太平口分流。該段左汊深泓緊貼左岸，年際間擺幅較小，一般小于100m。右汊深泓擺幅相對較大。

2 土方開挖工程施工及基坑監測

2．1 土方挖運工藝流程

根據基礎施工階段施工流程，基坑四周配合土釘墻施工留出相應工作面，具體深度為土釘位置-0．3m，將基坑中間土方總體上一步開挖，即一步到槽底。土方開挖滿足當日支護作業能力即可，不得超挖。具體流程為:深層攪拌樁施工→第一層土方開挖→土釘支護→第二～四層土方開挖→第二～四層土釘支護。

其中:深層攪拌樁施工主要是沖孔灌注樁施工，在第二～四層土方開挖過程中必須配合以基坑周圍的降排水處理，否則不能進行施工開挖。

2．2 土方開挖主要施工方法

(1)根據軸線控制點，按基礎設計邊線工作面和放坡寬度，定出開挖邊線。開挖前先把地面排水系統做好。避免雨水流入基坑，然后再進行大開挖。(2)邊坡修整:將標高引至現場，測出開挖點標高并記錄，按開挖作業順序施工。邊坡采用人工清理，掛線定位。邊坡修整好后，在支護面層背部插入水平排水管，以便將噴混凝土面層后積水排走。(3)基坑開挖時，先開挖到-5m后即暫停開挖，待樁基礎(沖孔或人工挖孔)完成后再進行最后一層(承臺)土方開挖，承臺(基礎梁)土方開挖時，先在設計標高以上預留一層土層待澆筑墊層前將預留土層挖去，開挖完畢立即澆注墊層，基坑挖好后，在基坑底周邊挖排水溝，在四周轉角及中間深集水井排水。在地面四周距坡邊1m處設排水溝，每30m設一集水井。(4)工程基坑大開挖采用2臺KATO挖土機進行大開挖，施工中應準備好砂石袋等搶險物品，以便基坑出現險情時立刻回填壓腳。因本工程考慮到地下水浮托力，基坑中設計抗撥樁，開挖至-5．0m時，先進行抗撥樁施工。(5)上層土釘注漿體及噴射混凝土面層達到設計強度70%后方可開挖下層土及下層土釘施工。基坑開挖和土釘墻施工應按設計要求自上而下分段分層進行。在機械開挖后，予留15～20cm厚度用于人工修整坡面。(6)基坑監測:基坑開挖過程中，做好施工監測，監測內容包括坑壁水平位移，臨近建筑物變形，地下水位，注意觀測支護及周圍邊坡變形，滲、漏水情況觀測，特別加強雨天和雨后監測。

3 堤防安全影響預估

三峽工程蓄水運用后，由于水庫調蓄作用，一方面荊江地區遭遇特大洪水機遇將減少，防洪形勢大為改善，堤防安全得到有效提高。另一方面進入荊江河道水沙過程發生明顯改變，將造成河道長時間、長距離沿程沖刷，河勢將發生相應調整變化。而目前工程河段左岸荊江大堤及右岸荊南長江干堤較長堤段堤外無灘，因此河床沖刷、河勢變化對堤防工程安全將帶來一些新不利影響。

主要表現在:(1)三峽水庫調節作用將引起中水頻率增加，中水位長期浸泡將對工程河段兩岸堤防工程安全帶來影響，管涌、散浸等險情發生機率會有所增大;(2)河道沖刷導致枯水位降低以及枯水期歷時改變，引起水下護岸工程長期出露，對岸坡穩定產生影響，河床刷深切割河床和灘地，荊江與堤基滲流場之間水流交換關系得以加強，對汛期堤基滲流產生影響;(3)“清水下泄”，河床沖刷下切，兩岸水下坡度將有所變陡，易產生新崩岸險情，對大堤安全將產生新不利影響。因此，應加強堤防兩側實時監測，并對堤防兩側涉及堤防安全工程作深入細致評估，及時采取措施，確保兩岸堤防安全。

4 防治與補償措施

(1)由于基坑工程需在堤內地面高程以下最大開挖6．0m，基坑開挖導致砂層出露，基坑坑底處水力坡降較大，易產生基坑滲透穩定問題。建議加強對工程段荊江大堤內外及基坑開挖處巡守工作，特別是汛期應加強巡守，避免發生大險情。(2)基坑開挖過程中，為維護基坑滲透穩定，必須采取一定工程處理措施，如深井降水等，這些措施實施會或多或少地引起周邊地面一定沉降，從而對周圍環境產生一定影響。建議在施工過程中采取一定措施，如控制抽水量及回灌等，盡量避免對周圍地面造成沉降及裂縫。(3)地下結構工程施工過程中，應有效防止建筑物與土體之間裂縫產生，不留滲流薄弱通道，將地下工程與周邊土層回填密封好，防止水流引起土體沖刷和滲透變形，一旦發現裂縫，應及時進行處理。(4)由于荊江大堤特殊防洪地位和地質構造情況，湖北省人民政府辦公廳專門對荊江大堤安全管理問題。基坑工程所在地根據上述規定屬河道管理范圍內安全保護區，雖然基坑工程建設對荊江大堤安全不會產生明顯不利影響，但工程所在安全保護區均有險情，因此基坑工程開挖過程中除應采取必要工程措施以防止施工過程中堤防安全隱患外，建議施工程過程中開挖回填后一定數量剩余土方作為防汛搶險和加強該處堤防安全備用土源，防汛部門可利用這部分土料制定相應應急預案保證堤防工程安全，以防不利情況發生。土料堆場位置、范圍、高度等可與地方河道管理部門進行協商解決。

5 結論

基坑工程堤外沙市河段河道變化主要表現為局部河段主流擺動、河道洲灘消長和主支汊興衰交替變化等。三峽工程蓄水運用以來，該河段河勢格局及河道形態總體穩定，但灘槽形態、過渡段位置有所變化。預計三峽工程建成后，隨著兩岸護岸工程進一步加固，本河段總體河勢基本穩定，但局部河段河勢仍會有所調整。基坑工程與荊江大堤之間段滲流計算結果表明，與基坑不開挖相比，基坑開挖后堤身堤基大范圍等勢線分布變化較小，僅對基坑周邊等勢線分布有一定影響，堤腳和基坑坑底水平和垂直最大出逸比降小于或在其允許滲透比降范圍內，堤身和基坑基本滿足滲透穩定要求，基本處于滲透穩定狀態。工程修建對荊江大堤堤外沙市河段河勢、河道行洪及其它涉水工程基本無影響，不會對荊江大堤及防汛搶險帶來明顯不利影響。

［1］荊州市擴建基坑工程施工組織設計，荊州市博發建筑工程有限責任公司，2011．2．

［2］荊州市購物中心有限公司(一期)巖土工程勘察報告(詳勘階段)，荊州市地建巖土工程有限公司，2011．3．

［3］長江荊江河段近期河道演變分析報告，長江水利委員會荊江水文水資源勘測局，2008．7．