變電站軟土深基坑支護技術及應用

文/李陽洋 中國電力工程顧問集團東北電力設計院有限公司 吉林長春 130021

近年來，隨著我國經濟的快速發展，城市電網建設也隨之快速發展，變電站數量不斷增加，基坑工程設計及施工也得到了大量實踐與積累[1]。但因每個基坑受當地地質、水溫、基坑開挖深度、經濟條件等多方因素影響，都存在特異性，因此在施工時應按照以上因素制定基坑支護方案及施工，才能確保施工安全、建筑穩固，才能有效保證工程的質量[2]。基于此，本文筆者通過對變電站軟土深基坑具體情況的模擬，介紹施工中如何使用支護技術，才能使深基坑方案合理且經濟，以供參考。

1、變電站項目介紹

1.1 變電站軟土深基坑項目概述

現擬于某市一農場南部進行一項220kV 的變電站項目，該項目共含地下一層、地上三層，是一個四層的變電站；該鋼筋混凝土框架結構的項目主體結構長80m、高16m、寬30m；該項目基坑建設以筏板為主要材料，筏板厚1m，基坑開挖深度：5.6m，部分集水井基坑開挖深度：6.1m。該項目南部為水域，北部為農田，西部為施工前期所建圍墻，西部為農民自建房屋，與基坑圍護間相聚6m 左右。

1.2 土層分布

變電站所處位置為軟土地質，經現場勘查發現，地基土主要土層包含：素填土1 層、灰色回填土2 層，灰色砂質粉土3 層，灰色淤泥質黏土1 層，灰色黏土1 層等。經勘測發現，現場施工的地質條件如下：3 層灰色砂質粉土厚度在10m以上，以中密狀態為主，分布于整個施工場地內；1 層粉質黏土是土質較好的硬土層，大量分布于整個場地內。

1.3 環境特點

該項目南部為水域，北部為農田，西部為施工前期所建圍墻，西部為農民自建房屋，與基坑圍護間相聚6m 左右。

2、基坑支護方案選擇

2.1 排樁加內支撐的特點

該方法造價高，且無法便捷挖土，工期長，多用于其他圍護方法無法操作情況下。因本項目為深基坑開挖，且已有建筑距離圍護結構較近，因此須行排樁加內支撐方式。本項目排樁選擇的是可止水及擋土且便于回收的、可重復利用的采用型鋼的SMW共法樁，選擇的支撐類型為安裝及拆除均方便且工期短、自重輕的鋼支撐。

2.2 水泥攪拌重力檔墻的特點

目前，在基坑圍護中，在處理淤泥、淤泥質土、粉土等水含量高的土質時，多以深層攪拌樁水泥土重力擋墻為主[3]。相較于其他方法，該方法不會在施工時產生振動、噪音、泥漿廢水等，且操作簡便、工期短、造價低，因此廣為用于基坑工程施工中；但該方法因基坑深度在5-6m，易出現變形情況，且若施工處土質pH 值不高、有機含量高的話，其加固效果并不理想，此外，若土質為較好的硬土，還需要有足夠的施工面積才能貫穿[4]。

2.3 支護方案選擇

在選擇支護方案時，應結合基坑特點、基坑設計、工程造價、工期、施工便捷性、地質等多方因素[5]。本項目圍護為三軸攪拌樁與一道內支撐相結合的方式，在西部挨近已建房屋處采取三軸攪拌樁，直徑650＊900，采取型鋼插二隔一的內插方法，并將一道鋼管或型鋼支撐于圍護結構內。

2.4 防水手段

由于該項目中的基坑所處土質中有三層透水性較好的灰色砂質粉土層，因此在開挖基坑時一定要時刻關注地下水滲透問題及坑底、圍護穩定性問題。因此，施工人員一定要按照現場地質情況選取適宜的基坑圍護方法，并建立完善的防水機制。本模擬變電站項目的降水施工方法為輕型井點降水，即將排水溝設置于圍護結構周邊，以便及時排出降雨或滲水，避免基坑內部滲水。

2.5 應急措施

為確保整個變電站工程施工順利完成，并確保周圍環境安全，且不會對周圍環境造成破壞，施工時一定要預先做好風險評估，對于有可能出現的風險制定好防范對策及規章制度。一旦施工時出現支撐力過大情況，應加固支護或增設斜撐；在開挖基坑時若出現圍護體變形過大或變形過快情況，應馬上暫停相應范圍內開挖工作，并派人查看并解決該問題；一旦發現局部滲水，應行水泥注漿或旋噴樁止水帷幕。如有必要應提前準備好搶險應急材料，以防意外。

3、現場監督及測評

同時，為了確保順利開挖及整個施工過程順利，提高施工安全及質量，應由專人負責對整個施工過程進行全過程監督及測評，確保施工現場管理動態化、施工信息化。通過以往在開挖深基坑時的經驗來看，在施工之前一定要全面調查基坑周邊環境，提前預估好基坑開挖可能給周邊環境造成的影響，施工時應予以現場有效的指導，及時按照開挖情況調整施工，以保證周圍馬路、已有建筑、地下管線等設施安全。在進行監測時，應主要監測圍護結構深層土體位移、支撐內力、周圍建筑沉降情況、壓頂梁上沉降及水平位移、地下管線、立柱樁沉降等；同時，應將當日監測數據于當日填入相應表格，并進行相關數據分析，以便為設計、建設、監理及施工單位及時提供參考意見，以上單位也應按照相關數據分析評估整個基坑的穩定性及綜合情況，并及時針對異常情況進行處理，進而最大程度保證施工質量及整個工程的安全。

結語：

綜上，在選擇變電站基坑支護技術并進行施工時按照當地軟土地質環境條件施工對于確保工程建設質量及安全至關重要；同時，在選擇支護技術時，一定要按照當時施工實際情況進行選擇，只有選擇適宜的排樁加內支撐及水泥攪拌重力擋墻才能確保施工順利進行，此外一定要制定好相應的應急措施，以免突發意外導致基地施工不穩，影響工程建設。