提水泵站工程中深基坑開挖與降水的施工方法

◎楊自龍 廣東建工對外建設有限公司

水源工程是城市基礎設施建設工程中的關鍵構成部分，其對于社會大眾的正常生活以及城市的正常運轉具有重大意義，可以改善城市內的生態環境，可以取得良好的經濟效益、社會效益。

1.工程概況

此次研究以某泵站建設工程項目作為研究案例，該項目位于新開河1渠的第一段，建設目的是為了在旱季時由湄公河的支流提水至新開河1渠，以保證新開河1渠的第一段沿線的用水需求得到滿足。

在經過現場勘測以后發現，1#提水泵站地基范圍內分布有粉質粘性土、含砂粉質粘性土，少部分的泥粉，施工現場的地質條件不理想。

2.施工方案

2.1 基坑開挖

結合設計圖紙來看，1#泵站基坑開挖的深度相對比較大，最大開挖深度達到了16.35m，為了保證深基坑開挖過程中，邊坡的穩定性與安全性，施工單位在7.0m高程部位建設馬道，馬道的寬度設計為6m；在3.0m高程部位建設馬道，馬道的寬度設計為2m；對于高程超過7.0m的泵房段、擋土墻部位開挖邊坡，坡比設計為1:2.5；對于高程未超過7.0m泵房段、擋土墻部位開挖邊坡，坡比設計為1：2。該項目中的基礎采用的敞開式大開挖形式基礎，基礎自上向下分層進行開挖，實際開挖過程中分為五層。為降低道路施工過程中的換填量，可以在前兩層開挖過程中，將土方設置為臺階狀，一次性開挖至高程7.0m部位，利用自卸汽車將開挖出來的土方轉運至堆料場。為能夠延長各道工序之間的搭接時間，施工單位應該提前準備好高程7.0m部位的水泥攪拌樁施工作業面，施工人員應該先將左側開挖至7.0m高程部位，在開挖右側土方過程中，對7.0m部位進行水泥攪拌樁施工。挖掘機向后移動，同時將高程10.0m以上部位的鋼管錨桿全部安裝完成。待水泥攪拌樁施工完成以后，開始對第三、四層土方進行開挖，將其也開挖為臺階狀，一次性開挖至高程1.0部位，采用由上向下倒行開挖方式。當開挖至距離基面以上10cm時，需要預留保護層，而后采用人工開挖方式進行施工。

2.2 基坑降水

在進行7.0m部位進行水泥攪拌樁施工過程中，沿著高程3.0m馬道部位的兩側軸線設置降水井點，每邊布設4個井點，井點的直徑設計為200mm。將高程7.0m以內的地下水排出至基坑外部。

3.施工方法

3.1 深基坑開挖施工方法

3.1.1 測量放線

（1）基線復核。正式施工之前，結合設計單位提供的基礎數據以及精準度要求，對控制點與基準線的精準度進行復核。控制點包括：IC08、IC12、IC13均屬于是二級導線點,精準度復核以后提交相應的報告[1]。

（2）施工測量放樣。結合設計單位提供的基準點、基準線、水準點數據，按照國標要求以及該項目精準度要求，測量放線出施工控制網，可以對水準點作加密處理，將側放的控制網數據報送至監理單位進行審批。在總監理工程師審批通過以后，開始沿著控制網進行開挖作業。

3.1.2 基礎土方開挖方法

結合實際情況而言，基坑道路的設置會對土方開挖的施工效率造成一定的影響，開挖前兩層土方時，下基坑道路應該結合進廠道路進行布設，自卸汽車的爬高大概為8m；開挖第三、四層土方時，可將下基坑道路布設在基坑的左側，沿著攪拌站旁邊的道路接通至堆料場；在開挖第五、六層土方時，因距離地面的距離比較大，會受到施工現場環境的影響，基坑內的運輸道路相對比較陡峭，區域內的土質屬于是粉質粘性土，且地下水涌現，雖然施工現場持續抽水，但是只能保證機械正常施工，無法確保自卸汽車運料過程中的安全，所以使用長臂挖機配合多臺常規性挖機開挖土方。

使用挖土機倒行進行開挖，使用推土機進行集渣，使用20t自卸汽車轉運土方；開挖出來的廢料運輸至經由建設單位、監理單位審批的廢料場內；廢渣不得隨意堆放，不得對周圍環境造成污染；廢渣場需要設置排水溝與擋土溝，避免出現水土流失現象。待基坑底部的表層土清理干凈以后，嚴格的按照設計圖紙要求對基礎進行處理，當監理單位對基礎處理質量驗收合格以后，將基礎部分的土方轉運至堆料場。為了保證土方的回填量與開挖量保持均衡，堆料場內的土方應該妥善保管，后期用于回填基坑，盡可能的避免無效棄土現象出現[2]。

3.2 水泥攪拌樁施工

水泥攪拌樁的長度設計為13.5m，固化劑選擇使用42.5級水泥，漿液的水灰比控制在0.6―0.8，漿液中的水泥摻加量大概為15%。具體情況可以參照圖1。

圖1 水泥攪拌樁施工示意圖

（1）攪拌樁機：深層攪拌機、配套輔助設備。

（2）制備水泥漿：嚴格的按照設計圖紙提供的配合比拌制漿液，拌制好的漿液倒入集料斗中。

（3）預攪下沉：冷卻水循環穩定以后，啟動攪拌組的電動機，松開鋼絲繩。促使攪拌機導架能夠向下沉。下沉的速度使用電流監測表進行控制，正常情況下，下沉的速度控制在0.38-0.75m/min之間，運行電流應該控制在40A以內。攪拌機下沉過程中，啟動灰漿泵，將水泥漿壓入至地基內，噴壓漿液的過程中攪拌機旋轉。下沉過程中盡量不要沖水；如若下沉過程中遇到堅硬土層，且下沉速度較慢時，可以適當進行沖水，但是需要保證沖水不會對樁體的強度造成影響。攪拌過程中，嚴禁出現樁頭未深入至樁頂而漿液耗盡現象。如若因特殊原因停止注漿，為了避免斷樁現象出現，攪拌機應該下沉至停漿點以下0.5m部位，待恢復供應漿液以后，再次提升攪拌機。當攪拌機下沉至設計深度以后，啟動灰漿泵，將水泥漿壓入地基內，噴漿的同時進行旋轉，嚴格的把控攪拌機的提升速度，通常情況下，攪拌機的提升速度控制在0.3―0.5m/min之間。嚴格的把控攪拌機提升速度與提升次數，保證作業的連續性，同時保證注漿量符合設計圖紙要求，漿液攪拌應該均勻，且泵送過程中不得隨意中斷。當攪拌機提升至設計深度的頂面標高部位時，集料斗內的漿液應該全部灌注完成。以此一根完整的加固體就形成的，加固體的外形應該為“8”字形。施工人員向集料斗中摻加適量的熱水，啟動注漿泵，將集料斗、注漿泵、注漿管內的殘漿清理干凈。并對攪拌頭上的雜物進行清洗。

（4）移位。重復以上工序對下一根水泥攪拌樁進行施工。

3.3 鉆孔灌注樁支護施工

3.3.1 測量放線

技術人員測量放線時，應該以建設單位提交的基準點作為控制點，放設閉合性的控制網，將控制網有序的布設在施工區域的四周，精準的側放出樁位，保證樁位的精準性，在對樁位的精準度進行檢查合格以后，才能夠正式施工[3]。具體的施工流程可以參照圖2。

圖2 鉆孔灌注樁施工流程圖

3.3.2 樁機就位

樁機的位置應該符合設計圖紙要求，使用垂吊線對樁機的位置進行調整，保證鉆桿的中心與樁位的中心保持一致，同時保證樁機安裝的牢固性與穩定性。

3.3.3 鉆孔

當鉆頭與地面接觸時，應該立即關閉鉆頭，鉆頭以低轉速進行運轉。正常情況下，鉆頭的鉆進速度保持在1-1.50m/min之間比較合適，如若鉆進過程中出現卡鉆、鉆機失穩、鉆桿偏離等現象時，應該立即暫停鉆孔作業，查明具體原因以后方可以恢復鉆孔作業（見圖3）。

圖3 鉆孔灌注樁施工示意圖

3.3.4 終孔

當鉆進深度達到設計深度時，組織相關參建單位對鉆孔深度進行驗收，待質量驗收合格以后，結束鉆孔作業。

3.3.5 混凝土澆筑

正常情況下，灌注樁施工使用的混凝土的坍落度控制應在80―100mm之間，此外，混凝土還應該具備良好的和易性、流動性。鉆桿提升即將至地面時，可以適當緩慢提管的速度，對孔口進行清理[4]。

3.3.6 鋼筋籠安裝

嚴格的按照規范要求吊裝鋼筋籠，灌注作業應該與鋼筋籠吊裝作業保持同步性，在混凝土灌注作業完成后的3min以內，施工人員開始插筋，插筋與灌漿作業之間的時間差不得超過合理范圍。圖4為鋼筋籠安裝流程示意圖。

圖4 鋼筋籠安裝流程示意圖

3.4 降水施工方法

（1）初期排水:待基坑開挖至4-5m高程部位以后，基坑底部的面積為500m2，基坑內的含水深度按照7m進行計算，基礎開挖至高程6m部位時，在基坑的四周設置降水點，并配備水泵，水泵的排水效率為500m3/h，施工單位預計在5d內將含水層土方全部開挖完。對于基坑內的低洼水可以使用潛水泵進行抽排。

（2）經常性排水。這部分水主要是由以下三部分組成：自然降雨、圍堰滲水、施工廢水。①自然降雨：該地區的枯水期降雨量比較小，基坑內積水面積大概為500m2，將截排水設備排出的未進入基坑積水面積部分的降雨量扣除，剩余進入基坑排水量面積的雨水量基本上可以忽略不計。②施工廢水：其主要是來源于混凝土養護水、沖洗水等。主要是對混凝土養護用水進行分析。③圍堰滲水：圍堰滲水量比較小。

4.結語

綜上所述，深基坑開挖、降水、主體結構施工過程中，施工單位必須要對深基坑內外側進行監測，保證深基坑的穩定性，監測工作以主體結構施工完成、基坑回填完成作為結束點。監測的內容包括:邊坡的穩定性、地下水位、集水井與補水井的水位，附近建筑物的沉降等內容，結合監測數據對施工方案進行合理的調整，并采取相應的防護措施，保證施工過程中的安全性。