徐州市夾河街強排泵站深基坑施工方案分析

牛冬春，薛振寧，夏曉娟，劉 肖

（徐州市水利工程建設(shè)管理中心,江蘇 徐州 221400）

1 引言

施工質(zhì)量是決定工程實施效果的關(guān)鍵步驟,為了提高工程施工質(zhì)量采取合適的施工方案是非常必要的[1-4]。因此,在工程實施前對工程施工過程中的重難點問題進行分析,制定適宜的施工方案對工程施工效果影響較大。

2 工程概況

夾河街強排泵站在黃河南路與中山北路交叉口西南角,泵站占地面積約150 m2,在泵站西側(cè)黃河南路路南綠化帶內(nèi)新建預(yù)制艙式變電所1座；自泵站頂進DN2800管道122 m至中山北路與夾河?xùn)|街交叉口頂管工作井內(nèi),再沿泵站向北頂進D2220×24鋼管60 m接至故黃河新建出水口。

泵站開挖截面尺寸（長）12.50 m×（寬）12 m,頂標高為38.90 m,底標高為21.60 m,下設(shè)10 cmC20砼墊層。現(xiàn)狀地面標高35.90 m,開挖深度14.40 m。圍護結(jié)構(gòu)采用Φ1000@650 mm鉆孔咬合灌注樁,支護樁樁頂標高34.90 m、樁底標高8.35 m,樁長26.55 m。鋼筋砼樁澆筑C35水下砼,素砼樁澆筑C20水下砼。灌注樁后采用Φ800@650高壓旋噴樁止水帷幕。基坑支護結(jié)構(gòu)安全等級為“一級”。

泵站在黃河南路與中山北路交叉口西南角黃河景園開發(fā)商圍擋內(nèi),泵站施工范圍內(nèi)不存在管線保護情況,基坑距離周邊建筑物較遠,但距離中山北路和黃河南路較近。

3 保護對象及施工重難點

3.1 保護對象及措施

泵站基坑沿線的中山北路和黃河南路對夾河街強排泵站基坑工程影響最大,應(yīng)為重點監(jiān)測保護對象。

針對基坑道路的保護措施：

（1）施工過程中做好地下水位及周圍建構(gòu)筑物沉降、開裂監(jiān)測見證工作；對地表道路做好沉降觀測。

（2）在圍護施工過程中施工方需要每天安排專人對道路進行監(jiān)測檢查,重點關(guān)注地面是否出現(xiàn)新增裂縫,一旦發(fā)現(xiàn)將立即停止作業(yè)。

3.2 工程特點及難點

3.2.1 基坑工程特點及難點

（1）工程地質(zhì)相對復(fù)雜,上部土質(zhì)較差

夾河街強排泵站基坑開挖深度范圍內(nèi)存在①層雜填土,工程性質(zhì)差,施工前應(yīng)先清除；下面是②層粉土和③層粉質(zhì)粘土以及淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土,②層粉土厚度在7.6 m～11.70 m左右,③層粉質(zhì)粘土厚度在0.20 m～2.00 m左右,淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土厚度在3.8 m～8.00 m左右,這三層土的力學(xué)性質(zhì)參數(shù)較差,屬于不利土層。

（2）地下水位偏高,分布復(fù)雜,且受降雨影響較大

擬建場地相對周邊地勢略低,且離故黃河近,對場地上層潛水有補給作用。對本基坑開挖影響的主要為潛水,賦存于②層粉土中。地下水位偏高,初見水位在0.10 m～1.50 m左右,平均在0.62 m左右。

（3）基坑圍護形式較多

夾河街強排泵站基坑包含多種基坑支護形式,有鉆孔灌注樁支護、高壓旋噴樁止水帷幕等,如何更好地組織各類工種施工,確保圍護質(zhì)量極為關(guān)鍵。

（4）周邊住宅業(yè)主對本基坑工程的影響

夾河街強排泵站基坑西側(cè)為住宅,因此要注意揚塵、噪音的控制。

3.2.2 難點解決方案措施

（1）工程地質(zhì)條件相對復(fù)雜,需要加強基坑監(jiān)測,強化信息化施工。以基坑自身及周邊環(huán)境為對象,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整施工工藝,并制定嚴密的應(yīng)急機制、響應(yīng)預(yù)案。特別是針對道路以進行重點監(jiān)測,實施信息化施工,減少對周邊環(huán)境影響,以保證管線及周邊建筑安全。

（2）該工程場地內(nèi)地下水對本工程影響較大,故針對本工程基坑降水,通過強化高壓旋噴樁施工質(zhì)量,使其達到止水的效果。

（3）針對周邊環(huán)境保護,主要控制基坑變形。確?；又ёo強度滿足設(shè)計要求的情況下,采用分段分塊開挖模式,開挖至坑底后及時澆筑墊層（必要時可考慮加厚墊層或配筋墊層）等方式控制基坑變形。進一步復(fù)核周邊環(huán)境、管線,不良地質(zhì)情況及其它需保護對象,并在施工開始前對已發(fā)現(xiàn)的問題進行處理。

（4）施工現(xiàn)場裸土采用密目網(wǎng)覆蓋,動土施工霧炮車緊跟,減少揚塵；噪音控制方面,一是加強機械設(shè)備進場報驗及檢修,減少不必要的噪音,在滿足進度要求的前提下,避免長時間夜間施工,減少投訴風(fēng)險。

4 深基坑施工方案分析

4.1 灌注樁施工

圍護結(jié)構(gòu)采用Φ1000@650 mm鉆孔咬合灌注樁,支護樁樁頂標高34.90 m、樁底標高8.35 m,樁長26.55 m,葷樁40根,素樁40根。鋼筋砼樁澆筑C35水下砼,素砼樁澆筑C20水下砼。

4.1.1 施工工藝原理及特點

鉆孔咬合樁施工采用“鉆機+超緩凝型砼”方案。具有以下特點：

（1）成孔精度可以得到有效控制；

（2）振動小,減少對環(huán)境的污染,有利于文明施工；

（3）沉降變形易控制；

（4）成樁質(zhì)量高,樁身強度可按設(shè)計要求提高；

一般地，接地極線路的絕緣配置遠低于特/超高壓直流線路，將二者共塔架設(shè)在雷擊情況下存在發(fā)生直流線路雙極閉鎖的潛在風(fēng)險。目前國內(nèi)外學(xué)者對直線線路的耐雷性能和直流線路雙極閉鎖事故研究較多[1-6],但卻鮮有關(guān)于極導(dǎo)線與接地極線共塔架設(shè)線路的研究。文獻[3]雖然對±500 kV直流極線與接地極線同塔架設(shè)時引起的雙極閉鎖事故進行了分析，但尚未給出有效的反事故措施。

（5）具有止水作用。

咬合樁單樁施工工藝流程見圖2。

圖2 咬合樁單樁施工工藝流程

此工藝流程也可表示為圖3所示。

圖3 咬合樁施工工藝圖解

4.1.2 施工方法

（1） 導(dǎo)墻施工

為了提高鉆孔咬合樁孔口的定位精度并提高就位效率,在樁頂上部施作鋼筋砼導(dǎo)墻。導(dǎo)墻寬為3.4 m,厚度40 cm,C30混凝土。

（2） 取土成孔

在樁機就位后,吊裝第一節(jié)管在樁機鉗口中,找正套管垂直度后,磨樁下壓套管（每節(jié)套管長度約為7 m～8 m,壓入深度約為2.5 m～3.0 m,然后用抓斗從套管內(nèi)取土,一邊抓土、一邊繼續(xù)下壓套管,始終保持套管底口超前于開挖面的深度不小于2.5 m。。

（3） 吊放鋼筋籠

安裝鋼筋籠時應(yīng)保證鋼筋籠標高正確。

（4） 灌注砼

砼灌注全部采用水下灌注,操作規(guī)程如下：

（1）在鋼筋籠吊裝合格后,安裝導(dǎo)管。

（2）安放混凝土漏斗與隔水橡皮球膽,并將導(dǎo)管提離孔底0.5 m。

（3）導(dǎo)管埋入深度宜保持在2 m～6 m之間。

（4）混凝土澆灌中應(yīng)防止鋼筋籠上浮。

（5）咬合樁砼需連續(xù)灌注。

（6）水下灌注砼坍落度控制在18 m～20 cm。

4.2 高壓旋噴樁施工

夾河街強排泵站深基坑工程鉆孔灌注樁外側(cè)設(shè)置?800@650 高壓旋噴咬合樁止水,水泥漿選用 42.5 級普通硅酸鹽水泥,水泥摻量為 200 kg/m。正式施工前需實施高壓旋噴樁鉆孔、成孔試驗,并確定施工技術(shù)參數(shù)。高壓旋噴樁施工工藝流程圖見圖4。

圖4 高壓旋噴施工工藝

4.3 土石方開挖

4.3.1 總體思路

土方開挖采用豎向垂直分層開挖方式,冠梁基坑土層部分采用挖機直接開挖。由于豎井基坑深度較深,隨著基坑開挖深度的不同,采用不同的機械配置。當開挖深度小于 15 m時,采用 PC120 小挖機、標準挖機 PC220 及長臂挖機配合開挖轉(zhuǎn)運土方；當開挖深度大于 15 m 時,采用 PC120 型挖機、PC220 挖機配合 50 t 汽車吊吊裝土斗出土,使用 4 m3（土方斗尺寸 2.5 m×1.5 m×1 m,10 mm 厚鋼板加工制作而成）土方斗轉(zhuǎn)運土方。每次開挖時,在基坑四周設(shè)置 0.4 m 寬、0.3 m深臨時集水溝,用水泵將水抽出,防止基坑內(nèi)積水。

4.3.2 土方開挖方法

（1）第一階段淺層土方開挖（0～5 m）

土方開挖包括兩部分,一是表層土方,即原地面至冠梁底部分（深度1.3 m）,二是冠梁底至基坑深度 5.0 m 以內(nèi)部分。表層土方采用 1 臺 PC220 標準挖機快速開挖土方至冠梁底,開挖深度 1.3 m,1∶1.5 放坡開挖。開挖至標高后,立即施工冠梁。待冠梁達到設(shè)計強度后,開挖冠梁以下土方（深度 5 m以內(nèi)）, 采用 1 臺 PC220 標準挖機、1 臺 PC120 小型挖機出土,小挖機在基坑內(nèi)將土轉(zhuǎn)運至基坑邊,再由位于基坑邊的標準挖機將土挖出基坑卸至渣土車上直接外運。

（2）第二階段土方開挖（基坑深度 5 m～15 m）

基坑深度 5 m～15 m 范圍土方開挖,采用PC120 小挖機（上下基坑采用 50 t 汽車吊） 在基坑內(nèi)挖土,再由位于基坑邊的長臂挖機將土挖出基坑卸至渣土車上直接外運。

（3）第三階段土方開挖（基坑深度≥15 m）

基坑深度 15 m 至基坑底垂直段開挖深度較大,采用PC120 小挖機（上下基坑采 用 100 t 汽車吊）在基坑內(nèi)挖土,將土方轉(zhuǎn)至吊斗內(nèi),然后由汽車吊吊出基坑卸在基 坑邊上（或采用液壓抓斗直接出土）,再由一臺標準挖機將土轉(zhuǎn)至臨時堆土場或土方車外運。

5 結(jié)論

（1）根據(jù)調(diào)查和收集已有資料,徐州市夾河街強排泵站深基坑工程地質(zhì)條件復(fù)雜,上部土層較差；地下水位高,圍護型式多樣,周邊環(huán)境條件復(fù)雜,需要保護的構(gòu)筑物較多。

（2）針對深基坑工程實施過程中的重難點問題,在施工過程中需要加強監(jiān)測,采取截排水措施,保障基坑工程安全。

（3）根據(jù)基坑實際情況和類似工程經(jīng)驗,對深基坑工程灌注樁、旋噴樁以及土方開挖的施工工藝進行分析,在施工過程中需要結(jié)合施工工藝要求進行施工,以保障施工質(zhì)量。