#1汽機(jī)房深基坑施工方案比選

孫海龍

摘 ? ?要：文章以實(shí)際工程項(xiàng)目為載體，對(duì)各個(gè)深基坑施工方案進(jìn)行分析對(duì)比，從中選擇合理的方案，確保工程順利推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：汽機(jī)房;深基坑;工程概況

1 ?工程概況

汽機(jī)房?jī)?nèi)的深坑包括：凝結(jié)水泵坑，結(jié)構(gòu)施工基槽開挖底標(biāo)高為-11.05m（±0.00相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高10.91m）;1號(hào)汽機(jī)房A列，④⑤⑥軸基礎(chǔ)，基槽開挖底標(biāo)高為-9.6m;3）2號(hào)汽機(jī)房A列，⒂⒃⒄軸基礎(chǔ)及GIS樓的對(duì)應(yīng)部分，基槽開挖底標(biāo)高為-9.6m。

2 ?施工方案比選

2.1 ?凝結(jié)水泵坑施工方案比選

凝結(jié)水泵坑基坑開挖底標(biāo)高-11.05m，距離已經(jīng)施工的汽機(jī)基礎(chǔ)底板僅200mm。為防止開挖過程對(duì)汽機(jī)基礎(chǔ)的影響，必須采取可靠的止水、支護(hù)措施，以防止流砂導(dǎo)致汽機(jī)基礎(chǔ)底板下土體被擾動(dòng)、甚至形成空洞。下面對(duì)三個(gè)方案的施工方法、施工周期、經(jīng)濟(jì)分析等分別敘述。

2.1.1 ?方案一：采用高壓旋噴樁將凝泵坑區(qū)域整體固結(jié)（固結(jié)止水），然后采用人工輔助小型機(jī)械開挖成孔（鋼管護(hù)壁，管直徑2000mm，管壁厚度10mm）的施工方案

高壓旋噴樁施工技術(shù)是利用射流作用切割摻攪地層，改變?cè)貙拥慕Y(jié)構(gòu)和組成，同時(shí)灌入水泥漿或復(fù)合漿形成凝結(jié)體，借以達(dá)到加固地基和防滲的目的。

根據(jù)噴射方法的不同，噴射注漿可分為單管法、二重管法和三重管法。本工程擬采用單管法：?jiǎn)螌訃娚涔埽瑑H噴射水泥漿。

（1）加固范圍。①加固平面范圍：6.2m×3m。②布置型式：樁與樁之間充分咬合，咬合200mm以上。樁的數(shù)量：50根。③加固深度：加固體有效底標(biāo)高-12.5m，有效頂標(biāo)高-7.2m（高于汽機(jī)基礎(chǔ)墊層100mm）樁徑800mm，有效樁長(zhǎng)5.3m。④高壓旋噴樁的施工技術(shù)參數(shù)待方案確定后具體編制專項(xiàng)方案。

（2）開挖開始時(shí)間及方法。加固部分土體一般在24小時(shí)后基本初凝，7天后有一定的強(qiáng)度，即可起到止水作用，在采取鋼管護(hù)壁的情況下，可開始土方開挖。鋼管護(hù)筒直徑2m，壁厚10mm，護(hù)筒高度4m，采用人工在桶內(nèi)開挖、外運(yùn)的型式。

（3）施工工期。①高壓旋噴樁工期估算：每根樁成樁時(shí)間約2h;總工時(shí)約需100h，按照每天10h計(jì)算，工期10天。②鋼護(hù)筒內(nèi)土方開挖工期：?jiǎn)慰油练搅?1×1×3.14×3.85=12.1m3，人工開挖2立方米/天，開挖工期6天。③施工總周期：高壓旋噴樁工期+7天+鋼護(hù)筒內(nèi)土方開挖工期=10天+7天+6天=23天。

（4）直接費(fèi)用估算。①高壓旋噴樁直接費(fèi)用估算：5.3m×50根×360元/延米=95400元。②鋼護(hù)筒直接費(fèi)用：5000元/噸×2.61噸×2=26100元。③人工開挖費(fèi)用：200元/立方米×24.2=4840元。合計(jì)：約126340元。

2.1.2 ?方案二：采用鋼板樁支護(hù)+大口井降水的施工方案

凝結(jié)水泵坑與汽機(jī)底板的平面水平距離僅200mm，因此采用的鋼板樁最大只能使用20號(hào)工字鋼，且無法設(shè)置圍檁，只能采取懸臂型式且不允許懸臂樁發(fā)生任何變形，才能保證凝泵坑按圖施工，因無法設(shè)置圍檁等支護(hù)措施，變形必然會(huì)發(fā)生。

（1）鋼板樁施工方案。鋼板樁方案直接費(fèi)用：20b工字鋼材料費(fèi)用：10m×200根×31.1kg=62.2噸;62.2噸×3500元/噸=217700元。打拔鋼板樁I40b，L=12m：200根×130元/根=26000元。機(jī)械進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用按照2萬元考慮。合計(jì)：217700元+26000元+20000元=263700元。

（2）大口井降水施工方案。①打井直接費(fèi)用：總50口，井深10m，單價(jià)約160元/米，50×10×160=80000元。維護(hù)、排水直接費(fèi)用：降到要求水位估算20天，然后土方開挖及后續(xù)施工，預(yù)計(jì)工期20天，總40天，每口井維護(hù)費(fèi)用按15元/天計(jì)算：50口×40天×15元/口.天=30000元。合計(jì)：鋼板樁+大口井直接費(fèi)用=263700+80000+30000=373700元。②打井工期估算：50口/10口/天=5天

綜上，可得出以下結(jié)論：因空間受限，鋼板樁不能加設(shè)任何支撐，在懸臂工況下必然產(chǎn)生一定變形，直接影響凝泵坑施工;鋼板樁的加固方案必須設(shè)置降水井，約需50口，在基坑四周布置，但因汽機(jī)基礎(chǔ)底板已經(jīng)施工，無法進(jìn)行布置。

2.1.3 ?方案三：采用手控卷揚(yáng)機(jī)沖孔樁機(jī)、鋼護(hù)筒的施工方案成孔

（1）直接費(fèi)用估算：鋼護(hù)筒直接費(fèi)用：護(hù)筒長(zhǎng)度約需7m，直徑2m，壁厚10mm，每米重量約0.5噸，兩個(gè)鋼護(hù)筒費(fèi)用=7×0.5×2×5000元/噸=35000元。施工直接費(fèi)用按30000元估算。總計(jì)約65000元。（2）工期：成孔周期2天。

結(jié)論：此方案造價(jià)較低，工期很短，但質(zhì)量保證上不可靠，不宜采用。

2.2 ?汽機(jī)房A列，④、⑤、⑥軸基礎(chǔ)施工方案

汽機(jī)房A列基礎(chǔ)開挖底標(biāo)高-9.6m，比汽機(jī)基座底板開挖標(biāo)高低2.2m。汽機(jī)基座基礎(chǔ)底板邊距A列基礎(chǔ)邊最小為3.325m。因汽機(jī)基礎(chǔ)底板下臥層為回填細(xì)砂層，為防止A列基礎(chǔ)開挖時(shí)發(fā)生流沙現(xiàn)象將汽機(jī)基礎(chǔ)墊層下部掏空，必須采取止水、防止流砂的措施。

2.2.1 ?方案一：高壓旋噴樁止水帷幕

本工程擬采用高壓旋噴樁作為止水帷幕，用止水帷幕來止水，同時(shí)有一定的支護(hù)作用。止水帷幕樁頂標(biāo)高-7.2m，樁底標(biāo)高-12.6m，有效樁長(zhǎng)5.4m，樁徑800mm，樁間咬合200mm，維護(hù)范圍15m×32m，樁的數(shù)量156根。此時(shí)水泥攪拌樁已經(jīng)進(jìn)入海泥層，可以起到良好的止水效果。實(shí)際需要的樁長(zhǎng)需根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況確定，從勘測(cè)報(bào)告看，應(yīng)不會(huì)有較大偏差。

（1）施工工期：156根×2小時(shí)/根=312h，每天工作按12h，312/12=26天，如采用兩臺(tái)樁機(jī)，則只需13天。（2）工程直接費(fèi)用：156根×5.4延米×360元/延米=303264元。

2.2.2 ?方案二：U型止水帷幕

如僅靠近汽機(jī)基礎(chǔ)底板處做U型止水帷幕，將下圖中的下部不設(shè)置高壓旋噴樁，將會(huì)發(fā)生沿圖中箭頭方向的水土流動(dòng)，不利于汽機(jī)基礎(chǔ)底板下的水土穩(wěn)定，進(jìn)而對(duì)汽機(jī)基礎(chǔ)底板樁基承載力產(chǎn)生負(fù)面影響，技術(shù)上不可行。但可以減少53根樁。

2.2.3 ?方案三：采用鋼板樁支護(hù)+大口井降水的施工方案

（1）鋼板樁施工方案：汽機(jī)房A列基礎(chǔ)開挖底標(biāo)高-9.6m，比汽機(jī)基座底板開挖標(biāo)高低2.2m。汽機(jī)基座基礎(chǔ)底板邊距A列基礎(chǔ)邊最小為3.325m。采用懸臂鋼板樁的方案在空間布置上可行。

基坑深度-7.2m以內(nèi)放坡開挖，深度-7.2m～-9.6m范圍采用懸臂鋼板樁支護(hù)，鋼板樁伸入槽底以下4.6m，鋼板樁采用40b普通熱軋工字鋼，樁長(zhǎng)7m，樁數(shù)626根。

①工期估算：626根/每臺(tái)班120根=5天。②直接費(fèi)用估算：打拔鋼板樁：626根×130元/根=81380元;鋼板樁租賃費(fèi)：7元/根.天×626根×30天=131460元。合計(jì)：212840元。

（2）大口井降水方案：因鋼板樁無止水作用，因此基坑必須采取降水措施。基坑降水采用大口井降水，降水井徑500mm，深10.0米，降水井?dāng)?shù)量66口，采用無砂混凝土井管。

直接費(fèi)用估算：打井費(fèi)用160元/米×66口×10米/口=105600元;維護(hù)、排水費(fèi)用：降到要求水位估算20天，然后土方開挖及后續(xù)施工，預(yù)計(jì)工期20天，總40天，每口井維護(hù)費(fèi)用按15元/天計(jì)算：66口×40天×15元=39600元。總計(jì)：鋼板樁+降水井費(fèi)用合計(jì)=212840元+105600元+39600元=358040元。

3 ?結(jié)論

經(jīng)對(duì)比，方案一以高壓旋噴樁止水帷幕方案為最優(yōu)，質(zhì)量、安全可靠;施工周期最短;克服了先淺后深的施工順序問題;費(fèi)用最低，應(yīng)選用方案一。