某水閘基坑開挖支護(hù)與降水施工工藝

麥樺

（廣州市河涌監(jiān)測中心，廣東 廣州 510000）

1 基坑開挖支護(hù)中降水施工的意義

針對地下水采取降水措施以避免因基坑內(nèi)外水頭差引發(fā)基坑滲透破壞問題，基坑開挖施工單位可以借助降水措施實現(xiàn)對邊坡穩(wěn)定性、坑底水壓的有效控制，增強土體強化并規(guī)避流砂涌砂等異常情況。降水施工能夠維持基坑底部的干燥性，避免出現(xiàn)基底、坡面滲水問題，從而為現(xiàn)場施工提供便利；降水施工能夠提升邊坡可靠性，避免在基坑底部、邊坡等部位流失土層顆粒，否則基坑深度低于地下水位時將形成影響基坑邊坡與底部穩(wěn)定性的滲流力；在降水施工時，工程單位通常可以借助井點降水法控制地下水位，避免造成邊坡流砂等問題。

2 深基坑開挖施工常見問題分析

在工程進(jìn)度方面，部分工程單位對于基坑開挖把控不到位，存在部分區(qū)域已將基坑開挖完成而部分區(qū)域未曾開展施工的情況；在邊坡修理方面，部分施工單位管理存在欠缺，導(dǎo)致欠挖、超挖等質(zhì)量缺陷出現(xiàn)，存在機(jī)械開挖坡面平整度無法滿足工程設(shè)計要求的情況，后續(xù)需耗費較多時間和人力進(jìn)行修理，影響施工質(zhì)量和進(jìn)度。基坑開挖、支護(hù)與降水三項施工內(nèi)容相輔相成，工程單位需做好各項施工內(nèi)容的協(xié)調(diào)配合工作，部分施工人員隨意更改施工工序，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足、降水效果較差等各類問題。

3 某水閘基坑開挖支護(hù)與降水施工工藝分析

3.1 工程概況

廣東省某排澇站改造項目中，工程單位需針對排水閘、泵站、進(jìn)口段擋墻等部位開展土方開挖施工，開挖的土石方數(shù)量約為86 565 m3，所開挖的基坑邊坡坡度最高為16.40 m，基坑高程最低為6.50 m，高差最高為9.90 m，需按照1∶1 標(biāo)準(zhǔn)開挖邊坡，基坑深度不低于5 m。現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，施工人員需面臨岸坡以及排水閘底部區(qū)域存在的砂土層問題，此類土層存在較大的透水性，施工人員在開挖時更容易面臨滲砂涌砂等特殊情況，需針對基坑內(nèi)外水位差進(jìn)行降水處理；排澇站部分區(qū)域水閘底板下方土層為軟弱的淤泥質(zhì)土，土層承載效果較差，且地下水的腐蝕性較強，能夠分解混凝土材料。

3.2 水閘基坑開挖施工工藝

3.2.1 工序要求

為確保后續(xù)施工有效進(jìn)行，工程單位需針對水閘區(qū)域開展基坑開挖施工，具體工序如圖1，施工人員需嚴(yán)格按照工序標(biāo)準(zhǔn)開展施工，避免產(chǎn)生不必要的質(zhì)量缺陷。

3.2.2 開挖技術(shù)方法

為確保工程施工能夠按工期要求有序完成，基坑開挖人員采取全面開挖的方式處理基礎(chǔ)土，現(xiàn)場操作時需利用符合現(xiàn)場施工需求的挖土機(jī)和推土機(jī)開展施工，推土機(jī)可采取倒退挖樁的操作方式，推土機(jī)則需要將基礎(chǔ)土聚集，并借助自卸汽車運輸。對于淤泥質(zhì)土、砂土、淤泥、表層土，施工人員需建設(shè)專門的堆場運輸和堆放，并最終專人做好防護(hù)處理工作，避免產(chǎn)生不必要的環(huán)境污染。開挖方案中需明確施工人員和器械的具體安排情況，結(jié)合土方填筑要求對挖運方案進(jìn)行嚴(yán)格控制，合理應(yīng)用回填土以控制施工成本。此排澇站不同區(qū)域的基坑開挖深度有所不同，對于開挖深度較高的水閘基礎(chǔ)區(qū)域，施工人員可按照圖2所示方法開展開挖施工，利用多臺設(shè)備的協(xié)調(diào)配合提升施工效率。

3.2.3 開挖測量要求

為確保施工人員能夠在開挖期間對開挖量進(jìn)行合理控制，規(guī)避欠挖或超挖情況，工程單位需結(jié)合現(xiàn)場勘測結(jié)果做好基線復(fù)核工作，全面全方位排查基線精度，避免因基線誤差影響施工質(zhì)量。對于現(xiàn)場監(jiān)理人員給出的基準(zhǔn)點，工程單位應(yīng)結(jié)合測繪標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)開挖施工控制網(wǎng)的繪制測量工作，并為土方開挖提供有效的加密水準(zhǔn)點。在施工放樣期間，開挖邊線的放樣需結(jié)合施工控制網(wǎng)開展，而控制網(wǎng)在應(yīng)用前也能夠得到監(jiān)理相關(guān)人員批準(zhǔn)，避免因?qū)徍瞬坏轿灰l(fā)質(zhì)量缺陷。相對而言，平面位置誤差、高程誤差是水閘基坑開挖施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵點，如果存在3 cm 以上高程誤差或5 cm 以上平面位置誤差，將導(dǎo)致工程質(zhì)量存在嚴(yán)重缺陷，在控制相關(guān)誤差的基礎(chǔ)上，施工人員也需要避免連續(xù)出現(xiàn)高程負(fù)值情況，需將負(fù)值總數(shù)控制在30%測點數(shù)量范圍內(nèi)。

在控制基坑開挖區(qū)域誤差的同時，施工人員也需要加強對清基土方開挖的重視，嚴(yán)格按設(shè)計要求控制開采出料場的具體區(qū)域，而現(xiàn)場的區(qū)域劃分則需要根據(jù)測量分析結(jié)果確認(rèn)，避免出現(xiàn)覆蓋層清基儲量等與需求不符的情況。為改善施工現(xiàn)場環(huán)境，工程單位需組織人員改善施工道路，按照200 m 間距開展會車平臺建造工作，避免因會車影響土方運輸效率。按照清基土方開挖施工要求完成表面雜物、植被清理施工后，施工人員需有序做好施工平臺整平處理工作，按順序完成土層開挖、集料、裝車以及運輸堆放工作，并為后續(xù)的土料開采建設(shè)截水溝等排水設(shè)施。

3.3 水閘基坑開挖支護(hù)施工工藝

排澇站工程項目之中，工程單位在泵房、進(jìn)水口等多處區(qū)域需針對性的開展臨時邊坡支護(hù)施工，避免在開挖水閘基坑期間出現(xiàn)排澇站結(jié)構(gòu)沉降等異常情況。為完成臨時支護(hù)工作，施工人員采取了噴錨支護(hù)技術(shù)，按照1.50 m間隔鋪設(shè)長1 m且直徑18 mm的錨固鋼筋，形成的鋼筋網(wǎng)參數(shù)為Ф6@200，并在鋼筋網(wǎng)上方按照50 mm 厚度標(biāo)準(zhǔn)噴施混凝土，混凝土強度級別為C20。在此基礎(chǔ)上，利用制成濾管且頭端呈尖狀的48 mm直徑鋼管插入土中，利用鋼筋焊接濾管孔眼部位的方式將濾管連接，濾漿孔間距約50 cm。為確保濾管深度符合設(shè)計要求，施工人員需做好測量控制工作，鋼管打入時可借助沖擊錘完成，并利用螺旋鉆完成打入前的錨孔鉆設(shè)工作。為確保混凝土噴射施工質(zhì)量與效率符合施工要求，工程單位利用容量為9 m3的空壓機(jī)噴射混凝土，在操作期間結(jié)合厚度測量結(jié)果進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)局部厚度在12 cm 以下的情況。灌漿材料配制時需將添加劑占比控制在4%左右，波動幅度不超出i 1%，早強劑需按照0.03%～0.05%的比重添加到水泥之中，砂漿配比可參考M20實驗室配比。

施工人員可采取灌漿法將漿液灌入，管端與孔底間距需控制為200 mm，及時利用止水帶對溢出漿液的管控封堵，灌漿壓力需按照0.50～1.00 MPa數(shù)值范圍以及3 min以上的穩(wěn)壓時間進(jìn)行控制。灌漿工具可選用高壓注漿泵，把那個利用土工布處理封口，采取低壓慢灌的操作方式灌漿，如果出現(xiàn)土體異常變動情況，則需要終止灌漿操作并封閉管口，如果土體無異常情況，則需要按標(biāo)準(zhǔn)控制灌漿壓力和灌漿量，灌漿量與土層類型有關(guān)，如：黏性土層不低于0.30包/m（鋼管長度）水泥漿，松散雜填土層不低于1包/m水泥漿。

4 水閘基坑降、排水施工工藝

由于排澇站水閘基坑較深，基坑外側(cè)水量較大，為避免周邊河水對基坑穩(wěn)定性造成影響，工程單位需采取降水措施控制基坑周邊水量，提升基坑底部、邊坡等施工作業(yè)區(qū)域的干燥性，下面對降水施工工藝進(jìn)行詳細(xì)論述。

工程單位可按照圖3 所示方式開展基坑初期降水、排水處理工作，避免降雨匯水、岸坡與地基滲水、接頭漏水、基坑積水等影響基坑支護(hù)效果。相對而言，此工程施工時間為正處于枯水期，降水、排水壓力較小，該工藝能夠滿足初期施工需求。

現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果表明，排澇站水閘基坑區(qū)域的施工廢水、降雨匯水與基坑滲水是降排水施工的重點，而混凝土養(yǎng)護(hù)廢水則是其中占比最高的水源。現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，工程單位每天澆筑混凝土的體積最多為250 m3，為滿足降排水需求，需按照1.20 倍澆筑體積的方式控制抽水量，即每天能夠滿足300 m3的抽水需求。為此，在抽水設(shè)備選型時，施工人員需配置泥漿泵（S-2DN6/3）和潛水泵（IS125-100-250）分別3臺和4臺。

為滿足基坑排水需求，施工人員按照圖4所示地面導(dǎo)溝排水技術(shù)施工，需將導(dǎo)水溝設(shè)置于排澇站水閘基坑附近，滿足混凝土澆筑廢水、降雨匯水以及基坑滲水的處理需求，利用集水井匯集導(dǎo)溝中的水，并借助抽水泵處理積水。排水期間，施工人員需確保導(dǎo)水溝高程不超出基坑開挖面，按照0.50 m標(biāo)準(zhǔn)控制導(dǎo)水溝高度和寬度，按照1.25 m標(biāo)準(zhǔn)控制集水井深度，按照1：1 坡度比調(diào)整邊坡坡度，并利用30 cm 厚度的碎石鋪設(shè)在集水井中作為護(hù)底，同時也需要為集水井配齊2臺互為主備的泥漿泵設(shè)備，按照1.10 m/s的標(biāo)準(zhǔn)控制抽水效率。

為進(jìn)一步改善施工環(huán)境，提升基坑支護(hù)可靠性，施工人員可利用井位降水技術(shù)改善基坑外部水位，井位布置點位應(yīng)符合設(shè)計要求，采取測量放樣技術(shù)手段將誤差控制在50 mm 范圍內(nèi)，特殊地質(zhì)情況下也需要經(jīng)技術(shù)、設(shè)計人員現(xiàn)場勘測計算后確認(rèn)具體施工方法。

5 結(jié)語

綜上所述，水閘基坑開挖工程單位需重視降水、排水施工對施工環(huán)境的改善效果，避免基坑外部水位過高或內(nèi)部積水過多引發(fā)邊坡涌砂、坑底滲漏等異常情況，基坑支護(hù)施工也需要嚴(yán)格按照方案要求開展各項施工，嚴(yán)格控制測量放樣誤差，需結(jié)合現(xiàn)場實際情況選擇適宜的支護(hù)方案和降排水措施，確保水閘基坑開展支護(hù)施工有序開展。