船塢工程塢口段深基坑支護施工技術要點

◎ 婁劍鋒 中國鐵建港航局集團有限公司第二工程分公司

1.工程概況

此次項目施工位置在江蘇省張家港市，金港常山村長江沿岸，金港在建造4號港池下游側。項目現場本為碎石場，調查范圍現以長江堤岸為界，地貌類型為長江下游三角洲沖積平原，地形單調。現已平整成場地，場地最大地面高程為4.22m，最小為3.05m，相對地面高程差為1.17m，地勢平緩。施工地附近水面長江岸坡淺，水底以淤泥質土為主，表面覆蓋部分雜填物，如拋石等。

2.基坑圍護結構施工

2.1 圍護灌注樁施工

塢口基坑圍護工程選擇φ1000 mm@115mm打孔澆筑樁排，樁體長度為25m。鉆孔操作選用GPS-20旋鉆進行，墻體保護覆蓋泥漿，混凝土選用預拌混凝土轉運到施工地，水下混凝土采用管式澆灌。灌注樁承載力選擇持續擊打的方式，為前面灌注樁混凝土澆注6～8h，其毗鄰下一樁仍繼續建設，無需使用跳打技術，此技藝是一個打破了傳統相鄰樁施工應間隔36h的要求，基坑挖掘后樁體完好，對相鄰樁無干擾，成效良好。

2.2 止水帷幕施工

圍護灌注樁建造完工后，對灌注樁進行高壓擺噴（間距1150mm）止水帷幕建造，最后建造塢口前、泵房樓底板與兩側一排φ1000@800mm標準的高壓旋噴樁止水帷幕。止水帷幕全部使用三管高壓噴射方式進行建造，三管高壓噴射即利用輸送水、氣、漿三種物質的三根注漿管，環繞高壓泵等產生的高壓水流，形成圓柱形氣流，高壓水射流與氣流同軸注入切割土地，成為大間隙，隨后使用泥漿泵將泥漿以低壓填充被切割破壞后的基礎中，水泥漿與土壤攪渾并在土壤中凝結，成為完整的固結整體。旋噴與擺噴的區別是，噴嘴的一側抬起，另一側旋轉時成為大量旋噴樁；噴嘴一側抬起、一側擺動時成為啞鈴樣凝固體，為擺噴墻。建造期間，擺噴注漿樁或旋噴注漿樁，如要保證其打樁質量上乘，用心把控注漿初凝時間、澆筑用量、風量、注漿壓、舉升速度等數值，進行塢口基坑土壤挖掘期間無滲漏情況出現，只出現少量滲漏點。出現較小滲漏點時，填堵施工采用快干水泥，證明防滲墻的防漏成效優良。

3.基坑施工措施及土方開挖

3.1 施工降排水

為降低地下水，在塢口的基坑內布置8口深井。深井由直徑800mm的旋轉鉆機打孔建造，選擇鋼筋混凝土標準井管，每口井長4m，內徑300mm。建造過程如下：井位定位→預埋保護管筒→鉆機待命，開機鉆孔→底部填充砂層→起重井管→填充管壁和孔壁間過濾層→放置泵機、測試泵機運行→正常運行。

在深水井施工完成后進行基坑土方挖掘，且保證其正常運行排水。基坑降水的目的為確保基坑可干燥建設，施工前期開放4井預備降水，另4井短期內轉為后備井和測量井，為預防礦井水和土壤內外壓值出現偏差太大和影響基坑土方挖掘效果，水位需處于挖掘點下入0.5～1.0m處。通過檢測降水成效符合設計標準。根據土方挖掘進程，陸續清除混凝土井管距坑底0.5m處。

3.2 土方開挖

塢口灌注樁和止水帷幕施工建成，選用水力挖泥機組進行基坑中部土基挖掘。因加固過程中水泥漿的一部分仍在上部土層的土壤坑底部且為高強度土壤，因此外圍灌柱樁內部4m附近土方工程選擇0.35m挖掘機進行挖掘，翻土一次，送達水力挖塘機進行第二次挖掘。依照支撐建造的標準，土方挖掘分四次完成，基底留防護層，為厚50cm的土方人工進行挖掘。

4.基坑支撐體系施工

4.1 支撐施工順序

第一道鋼筋混凝土支護建造→土方挖掘達第二道支護底部高程→第二道鋼支護裝設→挖掘到第三道支護底部→第三道支護裝設→土方挖掘→第四部分支護裝設→土方挖掘→進行基坑土建。

4.2 鋼筋混凝土支撐施工

第一道鋼筋混凝土支撐結構建設前，對周圍灌注樁的樁頭應完成處置，保證樁頭頂高與第一道支護梁底部處于相同水平位置，重點在樁頭鋼筋不可暴露在外，必須入梁，同時開展基礎建設，打實基底，混凝土覆蓋，捆綁鋼筋，最后立模灌注混凝土，圈梁和支護梁澆注一次性完成施工，由一側往前推，混凝土選用商品混凝土施工。凝固后對混凝土進行加固和養護，待其符合設計標準80%后挖掘下方土層。

4.3 鋼支撐安裝施工

4.3.1 鋼支撐安裝順序

雙拼鋼圍檁地表組裝→鋼牛腿、支護裝設焊連→鋼圍檁吊裝待命→水平支護梁裝設→施加軸力→支護節點加固。

4.3.2 鋼支撐安裝施工

土基挖掘到支架標高1 m以下時，將圍護樁鋼筋加固保護層清除一定面積暴露出主鋼筋，焊接支架及牛腿于主鋼筋之上，保證牛腿與支架上的頂部標高達到裝設標準，鋼圍檁材質選用2H700mm×300mm雙拼面型鋼，分節起吊裝設在牛腿上，選用C40混凝土填充鋼圍檁與圍護樁縫隙。鋼圍檁分節裝設完畢后進行接縫焊接形成整體。選擇φ609×16mm鋼管完成支架施工，裝設順序為先將提前拼裝成型的對撐使用起重機懸掛在牛腿和支架上，暫時加固后給予軸力。將立柱支架梁作為支撐裝設的放置點，因基坑較寬，基坑一側停放一臺50t履帶式起重機，進行圍檁及鋼支座入基坑的起吊。基坑采用200型挖掘機進行協助吊裝。

4.3.3 軸力施加

鋼支架設計標準為單獨支架的應力值為500kN，支撐端和活動頭頂端施給應力，選擇單臺QF100-20液壓油泵站配備兩架100T分離千斤頂進行。壓力應用兩次，首次應力應用50%，再次擰緊螺栓，第二次應用至設計數值105%，隨后下楔鐵將其點焊密封好，牛腿和支架需焊接，此法為降低壓力散播。

4.3.4 鋼支撐安裝過程中控制要點

（1）焊縫構造全部根據設計圖紙的標準焊接，焊縫完全焊滿且超過8mm，保證焊縫的表面焊接間隔一致，無汽孔、夾渣、裂縫、瘤點和其他情況，拉伸剪切焊縫的檢查要清除表皮進行，以防出現假焊現象。

（2）支架梁標高把控必須嚴謹，偏差值不得超出30mm外，支架橫梁與立柱預埋件的連接處保證完全焊接且強度達標。

（3）鋼管支架拼接時需拉過線校準其平直度，螺栓同一方向穿過，分兩次擰緊，螺栓外露二牙以上，重點保證支架底面螺絲無缺失。

（4）每道支撐裝設完畢后依照設計標準施加預應力。千斤頂拆除要在預應力增加達到設計需求且加設鋼楔鐵頂緊完成后進行。因預應力有10～15%的擴散損失，應用時軸力值增加到設計數值的100～105%。為保證應用預應力的數值標確，應頻繁校核設備。

（5）如發現預埋件出現偏置，調節兩根預埋件中心拉線，預防支撐與預埋件在施加預應力后因連接面不均稱而造成偏心受壓現象；支撐受力后，檢測和防止非垂直支撐和受壓面造成的改變，預防引起基坑支護排樁墻水平位偏移不斷增加，甚至導致支撐失穩情況出現。

5.安全監測

深基坑支護結構的質量監督工作是重中之重，建造期間設立專業的質量監督工作組，由其開展質量監督。為觀察應力是否符合設計計算參數范圍，提前在內支撐梁內預埋應力計，在頂環梁內同步預埋位移檢測點，以便隨時觀察位移的變化。

通過核算，混凝土支撐梁的報警值設為7000kN，鋼支撐梁的報警值設為3000kN，經嚴格監測，得出混凝土支撐梁的頂級內力為5390kN，首層鋼支撐的有限內力為2349kN，第二層鋼支撐的有限內力為2286kN，第三層鋼支撐的有限內力為1045kN，在控制參數內，平面偏移監測無顯著改變，確定基坑支護體系在建造過程中的安全性和可靠性。

6.結束語

近年來，由于施工地局限或功能需要，高層建筑的深基坑日益增多，此次項目為臨近長江深基坑，其特點深、范圍廣、防滲標準更高，如發生事故便為重大災難事故，因此對基坑的設計更高的標準，于支撐結構而言，需要增加監測頻率并研究，出現情況隨時調整，通過詳細設計，項目已建設完成并效果可觀。