淺談船閘深基坑施工

李良超

（湖北省孝感市交通基本建設質量監督站，湖北 孝感 432000）

1 工程概況

新溝二線船閘工程位于孝感市新河鎮與武漢市新溝鎮之間，距漢江河口55km，距漢北河出口1.5km，為上游漢北河進出下游漢江航道的主要通航建筑物。工程規模為大(2)型，船閘級別為IV級船閘。船閘基坑分上游基坑和下游基坑。上游基坑為閘室施工第9段上游側結構物的基坑，上閘首基坑底部高程為6.98m，平均開挖深度為14m，分別在16.5m、22.0m高程設3m馬道，邊坡坡比1:2。導航墻基坑底部高程為15.35m，平均開挖深度10m,邊坡坡比1:2。下游基坑為閘室施工第9段下游側結構物的基坑，下閘首基坑底部高程為6.35m，平均開挖深度為14m，分別在16.5m、22.0m高程設3m馬道，邊坡坡比1:2。導航墻基坑底部高程為9.45m，平均開挖深度為16m，邊坡坡比不大于1:2。

2 開挖技術

一般深基坑開挖主要采用放坡開挖，放坡開挖技術一般相對來說簡單，施工方便，造價又低廉，待開挖完成后，結構可自下而上進行施工。但放坡開挖需要較大的場地，且開挖需要投入大量機械設備人力物力。我部承建的船閘土方開挖緊挨漢北河，施工中地下水量豐富，采取了降水措施。由于深基坑開挖土方量巨大，導致施工周期較長，且采用放坡開挖的基坑需等結構完成到一定程度才能進行后方土體回填，因此，施工中應及時對邊坡進行保護，防止失穩，影響基坑的開挖。開挖逐層有序進行，合理鋪排機械設備，提高生產效率。在上游基坑開挖過程中采用放坡開挖，場地周圍無建筑物且土質較好。

3 深基坑支護要點分析

深基坑開挖時，采取一定的支護措施是為了確保在施工過程中基坑中的結構及周邊結構物的安全。深基坑支護不僅要保證基坑邊坡穩定，同時也要滿足隨時間推移的變形控制要求，以確保基坑周邊結構物的安全。

3.1 水泥攪拌樁支護

采用水泥攪拌樁作為支護形式，是通過一根根緊鄰水泥樁緊靠搭接而成，利用水泥作為固化劑，通過水泥攪拌樁機施工，將土與水泥充分攪拌均勻形成水泥土（一般是兩噴四攪），所產生的一系列化學反應，形成水泥土樁（一般參量90kg/m）。在對水泥攪拌支護進行應用時，主要是要發揮水泥的作用使其與土結合得更加牢固，施工時，盡量采用機械類攪拌，這樣會使土和水泥更好地拌合。等到水泥達到一定強度，支護結構形式就形成了。這種類型的支護結構方式大多被用于比較軟的土質如淤泥、粘土、粉質黏土等土質層。水泥樁主要控制要點是水泥用量及樁長，在現場生產過程中需要嚴格控制，保質保量。

3.2 鋼板樁、鋼管樁支護

在對基坑進行開挖時，保護基坑的措施主要有鋼板樁及鋼管樁支護。鋼板樁支護主要的材料是鎖口的熱軌型鋼，鋼管樁支護主要材料為Q235型鋼，一般情況下，將鋼板（管）樁施工在基坑的周圍，這樣便于基坑得以穩定，同時還保障施工人員人身安全。鋼板（管）樁施工中承受壓力的能力很強，較難產生變形，耗費比較低，周轉比較方便，施工相對來說較容易。在水運項目中，鋼板（管）樁應用相對比較廣泛，漢北河船閘就采用了鋼管樁支護，為后期垂直開挖提供了有利的條件。

在我國水運工程深基坑開挖支護具體施工中，要綜合性地對周邊環境、土質特點、地下水位、基坑開挖深度等方面進行考慮，選擇適合的支護方式，保證基坑支護施工的安全、穩定和質量。

4 止水、降水、排水技術

為了使得船閘工程施工及土方開挖處于干狀態，形成干施工條件。施工經常需要通過降低地下水位，來確保地下水位在基坑底部0.5m以下以方便結構施工，這就需要采取必要措施。

4.1 止水帷幕技術

止水帷幕主要作用是用于減少基坑四周及基坑開挖以后底部地下水上涌流入基坑而采用的連續不間斷的止水體。

在基坑圍護中經常采用水泥土作為止水帷幕來截斷水源。若所開挖好的基坑底部處于地下水位以下，采取明排水不能滿足施工需要時，就必需要設置止水帷幕，以防止地下水滲漏出來。施工上常見的止水帷幕有深層水泥攪拌樁止水帷幕、高壓旋噴樁帷幕等，近年來又出現了新型的壓漿止水帷幕，例如鉆孔咬合樁、地下連續墻等形式的地下維護結構形式，由于防水效果在運用上比較好，有的就不需再做止水帷幕。基坑周圍若采用素混凝土地下連續墻作為止水帷幕時，經常會采用射水成槽方式，素混凝土地下連續墻壁厚通常為25cm左右。

有的基坑開挖施工時需要設置水平向的止水帷幕，通常會采用高壓噴射注漿法形成。高壓旋噴樁，是將水泥漿經過機器產生的高壓通過噴射嘴噴入土層，然后土體充分混合，形成連續搭接在一起的水泥加固體。優點是施工中占地少（施工機械小），振動小、噪音較低，缺點是容易污染環境、造價成本較高，對于比較特殊的土質（永久凍土）不適用。高壓噴射注漿所形成的水泥土止水帷幕通常所用的兩種方法有：①采用來回擺動噴射的方法，與排樁混合在一起形成止水帷幕。②獨自形成止水帷幕法，施工一排高壓旋噴樁相互搭接在一起形成。高壓噴射注漿法所形成的水泥土止水帷幕主要適用于粉土、黏土、淤泥質土、砂土等一般土體。

4.2 井點降水技術

井點降水，是基坑開挖施工中一種常見的采用人工降低地下水位的方法。在基坑開挖一周前，在基坑的四周埋設一定數量的濾水管（根據現場實際地質情況及出水量設置間距），利用抽水設備抽取地下水，當需要開挖時使所挖的土保持干燥。所采用的井點類型有：輕型井點、管井井點、深井井點等。井點降水一般適用于地下水位較高的施工場地，是基坑開挖前后一項重要的施工技術措施，能使土中的水分疏干、促使土體的板結，提高地基的強度及穩定性，同時減少土坡土體沉降與側向位移，穩定基坑邊坡，消除流砂，使基礎工程施工過程中避免受到地下水的不利影響，提供比較好的干施工條件，還可以減少土方量、加快施工進度、提高工程質量和保證施工安全。現場實際需根據土層滲透系數和需降低水位深度來選擇降水方式。

5 監測技術

基坑工程主要的監測項目包括支護結構、水平位移、土體的分層沉降，建筑物的沉降、水平位移，基坑工程監測是通過在支護結構上布設的觀測點，安排專人使用檢測儀器定期對各點進行監測，使得整個基坑在開挖過程中始終處于安全可控的范疇內。

5.1 基坑四周支護結構沿垂直向水平位移的檢測

用測量儀器——全站儀由下至上測量（之前埋設的觀測點）的變形情況，以掌握基坑開挖過程中基坑支護結構在逐漸加大開挖深度上的水平位移情況，全面掌握基坑開挖過程中的各種變形情況，及時提出各種應對不利情況的方案。

5.2 鄰近建筑物沉降檢測

利用現有的基準點對鄰近建筑物進行沉降位移觀測，保證建筑物處于穩定安全的狀態。

5.3 基準點的布設

在施工現場基坑沉降影響范圍之外的穩定地點，布設3個基準點（用混凝土做基礎）為該基坑工程鄰近建筑物沉降監測的基準點。基準點需要每月聯測一次，以檢查基準點是否處于穩定。設立醒目的提醒標志，注意保護基準點，以免被破壞。

通過對基坑工程的監測，以及對掌握的數據進行分析處理和計算，決定是否需要對支護結構、地面建筑物采取保護或加固措施，以確保支護穩定和周邊環境的安全。基坑監測作為深基坑施工一個重要的安全保證環節，在施工中起到非常關鍵的作用。

6 結語

在水運項目中，船閘深基坑施工是一項要求專業性和系統性很高的技術工作，而且施工的快慢會直接影響后期主體結構的施工。因此，在具體的施工過程中，按照現場實際情況需要選擇合理的開挖方法、支護方式、降水形式、檢測技術。在深基坑施工過程中，需要有效地加強現場的施工管理，優化施工方案，統籌謀劃，合理鋪排，不斷提高施工人員的技術水平與專業素質，從而有效地保障施工質量，完成既定的施工目標，為后續的結構施工提供最有利的保障。