電廠建筑施工深基坑支護技術分析

文/葛永志 中國能源建設集團天津電力建設有限公司 天津 300041

隨著水資源的緊缺和適應發達地區電力需求，很多電廠選址選在江浙、上海、天津等地的江河沖淤區，這些地區的土質相對承載力低，土質主要為淤泥，這些地方土方開挖都需要進行邊坡支護，而電廠建筑施工中，汽機基座、循環水泵坑、凝泵坑、循環水管道、翻車機室等部位都需開挖至十幾米到二十米，都需要進行深基坑支護設計，深基坑支護能夠確保整個電廠基坑部位環境，處于可靠性的狀態。

1、深基坑支護方案優選

大型電廠建筑基坑的主要特點是占地廣，開挖面積大、往往大基坑套小基坑，淺基坑套深基坑。由于基坑一般比較寬廣，所以內側大都不能設置支撐，這就造成火電廠基坑支護結構的設計和施工和普通民用建筑基坑支護不同。選擇支護型式和地下水位的高低、土的物理力學性質指標和附近環境條件等，有密切聯系。一般優先采用造價比較低的鋼筋網噴射支護再到土釘，最后為幾種支護方式組合在一起的復合支護方案。深基坑工程的挖土堅持“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則，避免深基坑挖土之后，土體回彈產生較大變形，施工中設法減少土體中有效應力的變化、縮短暴露時間并避免地基土浸水是防止基坑回彈變形的有效手段。所以，在基坑開挖期前、開挖期間與開挖之后，都要采取降排水措施，以保證開挖的順利進行。

2、深基坑支護方式

2.1　排樁或地下連續墻

一般其組成部分包括圍護墻、支撐與防滲帷幕等。排樁的類型主要有鋼管樁、預制混凝土樁、鉆孔灌筑樁、挖孔灌筑樁、加筋水泥土樁等。適合基坑側壁安全等級一、二、三級；在軟土場地中，懸臂式結構要小于5m；在地下水位超出基坑底面時，適合使用降水、排樁加截水帷幕或地下連續墻。

2.2　土釘墻

土釘墻的組成部分包括密集的土釘群、被加固的原位土體、噴射的混凝土面層等。土釘墻即為一種邊坡穩定式的支護，其不同于被動起擋土的圍護墻，它的主要作用為主動嵌固，提高邊坡穩定性，確保開挖基坑后坡面的穩定。適合基坑側壁安全等級最好是二、三級的非軟土場地；基坑深度一般要小于12m；在地下水文超出基坑底面時，適合選擇降水或截水的手段。

2.3　水泥土墻

水泥土墻一般為利用自身重量和剛度對坑壁進行保護的重力式擋墻，通常不宜設置支撐，特殊狀況下采取一定的措施可局部加設支撐。水泥土墻存在深層攪拌水泥土樁墻、高壓旋噴樁墻等類型，適合二、三級基坑側壁安全等級；重力式擋墻與圓拱支擋方案能充分發揮圓形結構物空間效應優勢，均勻受力時，截面只受壓應力控制，可有效控制變形，保證土體穩定，其經濟優勢明顯。實際工程案例中采取格構式布置水泥土墻有達到4.55米的工程實例。其上部采取1:10放坡配合噴漿掛網支護從+1.35米開控至-5.05米，又采用由6排500mm攪拌樁及兩排樁位置格構組成厚度為4.2m的攪拌樁圍護結構，樁長為9.95m。普通水泥土樁施工范圍內地基承載力最好小于150kPa；基坑深度最好小于6m。水泥土墻支護結構計算時要進行抗傾覆/抗滑移、整體性移定、墻體隆起、抗管涌等各項驗算。

2.4　鋼板樁

鋼板樁支護近幾年來大都采用國外進口拉森Ⅲ、拉森型Ⅳ鋼板樁結構，此兩種型號鋼板樁具用強度高，硬度好，重復使用次數多，咬合緊密等特點而深受喜愛。鋼板樁有9米和12米、15米三種規格，寬度每塊400mm,鋼板樁利及鋼板樁之間互相咬合密實來阻止外面水進入基坑。利用鋼板樁的入土深度及本身鋼度來抵抗外面土壓力。不設內支撐的鋼板樁支護由于受鋼板樁本身剛度及強度的限制，基坑深度不能很深，否則會造成變形及位移超標出現支護失穩事故。

2.5　深基坑止水效果的控制

針對地下水位較高的地區，地下水對深基坑工程施工存在較大的危險系數。地下水通常源自于上層滯水、潛水、雨水、承壓水及基坑附近的滲漏管道水。因為水的來源較多，枯水期與豐水期水位變化，在確定止水方案時必須全面考慮深基坑工程的防水、降水與排水三個因素，結合地質勘察部門提供的地質資料，對形成地下水的原因進行分析。

3、電廠建筑深基坑支護防護措施

基坑支護工程是風險性較大的工程，施工過程中可能會遇到各種意外情況，為做到有備無患，要根據工程特點，制定應急措施。

在電廠建筑深基坑支護設計期間，要綜合分析現場的地質情況，既要注重深基坑支護設計的安全防護，又要保障周圍構筑物的安全，設計時，禁止誘發深基坑變形、沉降的問題，全面預防安全風險，做好深基坑支護防護的設計工作。支護防護中的監測，監測不僅僅體現在深基坑支護后期，也要在深基坑支護設計、施工過程內，實行監測，基坑土體的挖出及基坑降水等施工因素將造成坑外土壓力、水壓力向基坑水平移動，帶動周圍土體下沉，導致圍護結構、周圍環境產生變形。通過對圍護結構、周圍環境等的監測，并通過對監測結果的處理，分析地層、支護結構的安全穩定性，及時掌握圍護結構與相鄰環境的變化數據、變形規律和受力范圍，判斷基坑施工對周圍環境的影響程度。通過將監測分析結果及時反饋，可以修正設計參數、優化施工工藝、變更施工方法，做到信息化安全施工。

水泥攪拌樁 當墻頂水平位移超標時，墻體出現裂縫，墻后土體位移伴隨沉降，應調查傾斜情況，如屬抗傾覆穩定性不足，可采取墻后卸土減載，墻前加豎向斜支撐加固方案，豎向斜支撐不得影響主體工程樁安全。如屬于抗滑移穩定性不足，除應在墻后卸土減載外，還應在墻前堆土反壓或支撐，然后設法搶鋪砼墊層，增加坑底整體水平抗力。

基坑土體發生位移后，應首先穩定基坑土體，防止繼續位移，并根據已發生的情況采取相應措施。

特別注意在采取以上應急措施的同時，必須積極創造條件，盡早鋪筑基底砼墊層，特別是靠近基坑邊的砼墊層，以提高基坑抵抗土體變形的整體能力。

結語：

電廠建筑深基坑支護設計中，要明確深基坑支護的基本需求，規范好設計的內容，注重防護措施的應用，積極提高電廠建筑深基坑的質量與性能，避免對電廠建筑的使用造成影響，體現深基坑支護設計的規范性和有效性，保障深基坑支護在電廠建筑中的實踐效果，改善電廠建筑的工程環境。