調蓄池基坑支護施工方案

陳婷

摘要：研究了金牛湖水環境綜合治理工程調蓄池基坑支護專項施工方案。結果表明：金牛湖調蓄池為全埋地下調蓄池，調蓄池基坑支護深度為7.3～10.0m，基坑圍護周長約為296m，圍護面積為4935m²。基坑支護全面采用鋼管樁+高壓旋噴樁+砼剪力墻+錨桿的支護方式。降排水采用降水井結合超前集水坑明排方式。基坑支護方案在該工程中的應用，在經濟上節省了施工建設成本，得到各方的認可。

關鍵詞：調蓄池;基坑支護;開挖;降排水

中圖分類號：TU753文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）14-0239-02

1引言

金牛湖調蓄池基坑施工過程中，由于周邊環境復雜，除需考慮基坑穩定性外，還需考慮對周邊建構筑物及地下管線的影響。因此，深基坑土方開挖、支護、降水等工序是本項目施工方案須要加強重視的問題。

2工程概況

擬建項目為全埋地下調蓄池，屬金牛湖水環境綜合治理工程。調蓄池頂板標高為10.9m，底板標高為7.35～5.00m，長80.8m，寬45.8m，用地面積約3929.6m²。金牛湖調蓄池基坑支護深度為7.3～¹⁰0m。基坑圍護周長約為296m，圍護面積為4935m²。基坑支護全面采用鋼管樁+高壓旋噴樁+砼剪力墻+錨桿的支護方式。降排水采用降水井結合超前集水坑明排方式。

3場地巖土與水文地質條件

3.1巖土地質條件

根據地質勘察報告，本工程深基坑開挖范圍內地層巖性特征為：①層人工填土，層厚0.6～2.6m，層底標高9.69～15.52m。②淤泥，層厚0.50～2.10m，層底標高8.23～12.34m。③粉質粘土，層厚3.10～6.30m，層底標高12.09～15.52m。④強風化玄武巖，層厚1.10～1.80m，層底標高10.19～10.68m。⑤中風化玄武巖，層厚8.40～17.20m，層底標高7.25～12.89m。

3.2水文地質條件

調蓄池位于金牛湖區域內，主要為地表水，水位主要受大氣和雨污水排放補給。地下水分為兩類：第一類為賦存于填土層中的上層滯水，水位受金牛湖地表水的影響和控制明顯;第二類為巖石裂隙水。金牛湖區域地下水位年變化幅度約1.50～2.00m，主要受季節及降水影響。本項目施工區域地下水水面標高為10.98～13.19m（地下水水位埋深0.10～5.90m）。

4周邊環境

金牛湖蓄水池的南側為龍華區金墾路，相距約11m;金牛湖蓄水池的北側有2棟2層樁基礎磚混結構建筑和1座地上鋼筋混凝土調蓄池，相距約22m;其它為閑置空地。金牛湖蓄水池北側基坑開挖影響范圍內敷設有地下管線。

5工程部署

首先是平整壓實場地;接著安排鋼管樁和高壓旋噴樁設備進場，高壓旋噴樁和鋼管樁按不同施工段同時開始施工，一部分采取先施工高壓旋噴樁，再施工鋼管樁;另一部分采取先施工鋼管樁，再施工高壓旋噴樁，兩種工藝同時施工（因為本項目地質為巖層，高壓旋噴施_丁必須先引孔再施工的順序）;支護鋼管樁和高壓旋噴樁施工完成后進行降水井施工，完成后開始基坑降水，同時開始第一道土方開挖，開挖到第一道錨桿施工位置后停止開挖，開始施工錨桿，完成后施工砼剪力墻、腰梁等，第一道全部完成后且腰梁鎖定完開始下一道工序（第二道土方、錨桿、剪力墻、腰梁等）。

6施工工藝

根據設計圖紙和工期要求，基坑施工流程見下圖：場地平整→測量放線→φ500高壓旋噴樁（含引孔施工）/φ150鋼管樁→坡頂截水溝施工→第一層土方開挖（開挖深度1m，標高約11.00m）→第一排錨桿、剪力墻、腰梁施工→第二排錨桿、剪力墻、腰梁施工→第二層土方開挖（開挖深度2m，標高約9.00m）一第三排錨桿、剪力墻、腰梁施工→第三層土方開挖（開挖深度2m，標高約7.00m）→第四、五排錨桿、砼剪力墻、腰梁施工→開挖到基坑底→第六排錨桿、剪力墻、腰梁施工→坑底排水溝施工。

6.1鋼管樁

采用鋼管樁作為擋土樁，沿場地布置1圈，位于調蓄池底板邊線外3m處。用鋼管樁+全粘結型鋼筋錨桿的直立開挖方式，鋼管樁成孔直徑φ50mm，孔內放人φ114׳0mm鋼管，孔間距0.5m，樁頂平地面，樁底應伸入基坑面下不少于0.6m，樁長7.3～10.00m。

6.2高壓旋噴樁施工

高壓旋噴樁施工涉及的土質主要為強風化和中風化玄武巖。需先用錨桿機（鉆機）進行引孔后再進行高壓旋噴樁施工。本項目采用單管旋噴法施工，設置了2排高壓旋噴樁，樁徑φ500mm，排距均為0.3m，樁底應伸入基坑面下不少于0.6m深，樁長分三種類型，與支護鋼管樁等長。樁長分別為7.3m、7.7m和10.0m。

6.3鋼花管錨桿

本項目中鋼管樁錨桿長為6～12m，布置5～6排，每排相距1.50m，錨桿水平間距為²0m，傾角25°，采用鉆孔法或擊入法置人土體內。

6.4剪力墻

剪力墻根據開挖的坡面布置于基坑支護體的內側，在高壓旋噴樁和鋼管樁的組合體的基礎上，起到最終的止水擋土作用。剪力墻墻高6.9～9.59m，混凝土強度C25，厚度200mm。鋼筋網為φ12單層網片，網格間距250mm×250mm。剪力墻在鋼管樁、高壓旋噴樁，及錨桿完成之后，分次施工，其總體施工順序是自上而下進行，俗稱“倒掛剪力墻”。

6.5土方開挖

金牛湖調蓄池基坑開挖涉及的土質主要為淤泥、強風化玄武巖和中風化玄武巖。

基坑邊坡開挖嚴格按設計放線，基坑周邊5m內分層分段開挖土方，第一層開挖深度為1m，然后再施工第一排剪力墻和錨桿安裝。施工第二排支護結構后，第二層土方開挖深度為2m，施工第三排支護結構，再第三層土方開挖。以此類推開挖至設計標高。之后每層開挖深度2m，每段開挖長度不超過20m，嚴禁超挖;基坑底部設計標高300mm以上的土層應人工開挖。挖土須配合錨桿、砼剪力墻、腰梁等工序施工，須支護結構達到設計強度后方可下一層開挖。

邊坡開挖應由經驗豐富的司機專職操作，不能隨意換人，以確保邊坡平整，滿足設計要求。

7基坑降排水

根據地質和地下水情況，做好降、排水施工。土方開挖前水位須降至開挖面0.5m以下，場區內做到無水開挖。

基坑地表層2.5m深土層開挖時，采用超前集水坑明排方式進行降水。

上層土方開挖后，在基坑內，沿剪力墻腳底線，按井間距20～25m，均勻布置12口φ220mm降水井，井深8m，采用潛水泵或小型自吸泵抽取地下水。

基坑四周布置一圈排水溝，分別在基坑四角布置集水坑，集水坑中設置潛水泵降排水。在基坑頂設一圈截水溝攔截地表水，抽出的坑內積水也排往截水溝，水溝通往沉砂池，經多級沉淀，達到排放標準后方可排放到附近金牛湖內。

施工期間配備應急電源、應急水泵，以防臺風、暴雨導致坑內積水。

8基坑監測

根據本工程的實際情況和設計要求，本項目基坑監測主要為基坑支護結構的監測：主要包括基坑周邊土體深層水平位移、地下水位、沉降及周圍建筑物、道路、地下管線的沉降觀測。

現場監測的周期與頻率為：基坑開挖深度小于等于5m時為1次/2d;基坑開挖深度5～10m時為1次/1d，施工過程中如出現異常情況，須加密監測;底板澆筑后7d內，2次/1d;底板澆筑后7～14d，1次/2d;底板澆筑后14～28d，1次/3d;底板澆筑28d后，1次/5d。

9應急措施

（1）切實加強基坑施工期間的變形監測工作，包括圍護體系自身的穩定性和對周邊環境影響的程度兩個方面。

（2）當任何監測對象的允許位移值達到警戒值時，必須立即停止施工，分析原因，及時采取相應對策，可采用基坑邊卸載，坡頂超前錨桿注漿，加長、加密錨桿及放慢挖土速度的方法處理，必要時可用砂土或袋裝砂土在坡腳采取反壓回填措施。

（3）當基坑側壁出現滲水或涌水的現象時，可以在邊坡處或者坑壁設置長度1m的引流管，土內的管端應用篩網包好，避免泥沙漏入，同時減小水壓，保持基坑邊坡土體干燥。

（4）挖至設計標高時，應及時做砼墊層，以便將坑底封死。

（5）在施工過程中，成立應急救援小組，做好應急物質的的準備，如發生坑壁失穩征兆或位移過量過大時，可立即停止開挖，實施補強加固措施，待檢查合格后方可繼續施工。

（6）場內應備有至少一臺挖機可隨時調用，以便應急搶險時及時調用。

10結論

本項目風險主要在于上部淤泥層的穩定和止水降水效果，成功關鍵在于高壓旋噴樁、剪力墻及錨桿的施工質量。本方案經專家論證通過，按照方案指導施工，做好安全技術措施，可以降低施工風險至安全范圍。基坑支護方案在本工程中的應用，在經濟上節省了施工建設成本，得到各方的認可。