姜曉毅

（山東電力建設第三工程有限公司，山東青島 266100）

1.工程概況

印尼某電站項目取水泵房地下結(jié)構(gòu)尺寸為長29.5m×寬12m，泵房前半部分為三道進水渠道，長24m，結(jié)構(gòu)高度為9.5m，樁基采用φ500mm的預制管樁。泵房區(qū)域場地為臨河漫灘地貌，地質(zhì)層自上而下分別為：（1）填土層（松散，層厚3m）；（2）淤泥質(zhì)粘土（流塑狀態(tài)，層厚10m）；（3）粉質(zhì)粘土：（軟塑狀態(tài)，層后12m）；（4）粉細砂（松散～中密，層厚10m）；（5）粉細砂（中密～密實，層厚7m），地下水主要為孔隙潛水和下部承壓水，地下水受地表降水補給以及河水的側(cè)向補給影響，孔隙潛水最高水位在-0.1m處。

2.支護方案選擇

泵房緊鄰河道，河道邊坡陡峭，開挖深度達9.6m，為深基坑工程。區(qū)域內(nèi)的淤泥土層為流塑、軟塑狀，自然條件下處于平衡狀態(tài)。但在場地填方時，由于外加荷載的作用，水平應力抵消不均，越靠近河邊，土體向河道滑移情況越嚴重。因此本工程應在確保土體的自然平衡不破壞的前提下考慮支護措施。由此，可選用的支護方案有排樁、地下連續(xù)墻及沉井等支護方案。由于地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)無法作為本工程主體結(jié)構(gòu)的一部分，造價成本高，因此不在考慮范圍之內(nèi)?，F(xiàn)場主要針對沉井及排樁支護方案進行初步設計[1]。

方案1：內(nèi)支撐排樁支護加攪拌樁止水帷幕的組合方案，在基坑外側(cè)施工單排φ800mm的灌注樁，相鄰樁中心間距為1.2m。排樁施工完成后，在樁頂部及樁身-6m處施工兩道混凝土內(nèi)部支撐，在排樁外側(cè)施工雙排φ700mm的攪拌樁，攪拌樁搭接200mm，形成止水帷幕。

方案2：沉井施工，采用水泥土攪拌樁加固周邊土體，在泵房外邊緣布置5排L=20m，D=650mm水泥土攪拌樁，在作為止水帷幕的同時防止沉井結(jié)構(gòu)內(nèi)部涌泥。由于沉井結(jié)構(gòu)自重大，為保證沉井均勻，在刃腳底部施工3排L=20m，D=650mm水泥土攪拌樁用來承受沉井結(jié)構(gòu)的重量，泵房前端為敞口設計，需在墻體間設計臨時鋼支撐連接，形成剛性封閉。

根據(jù)以上兩種設計方案及工程量，從安全、質(zhì)量、工期、成本等方面的對比分析：

安全性對比：內(nèi)支撐排樁支護側(cè)向強度高，安全系數(shù)高，沉井由于下部空間狹小，需用人工破除刃腳攪拌樁，安全風險大。

質(zhì)量對比：內(nèi)支撐排樁支護為臨時支護結(jié)構(gòu)，不影響主體質(zhì)量。沉井前端為敞口設計。該結(jié)構(gòu)有多個薄弱點，泵房主體在破樁沉井時，很難保證均勻下沉，對泵房結(jié)構(gòu)質(zhì)量有一定的隱患，質(zhì)量控制難度大。

工期對比：內(nèi)支撐排樁支護體系施工3個月，泵房主體施工3個月。工期共6個月。沉井攪拌樁施工加養(yǎng)護工2個月，兩節(jié)沉井5個月，總工期約7個月。

成本對比：根據(jù)初步設計工程量統(tǒng)計，內(nèi)支撐排樁支護成本約為600萬，沉井攪拌樁及臨時支撐成本約為700萬。

通過多方面比較，針對本工程深厚淤泥地質(zhì)條件下的深基坑施工，內(nèi)支撐排樁支護方案優(yōu)勢明顯，可作為本工程支護方案，支護形式如圖1。

圖1 支護形式圖

3.支護施工

3.1 灌注樁排樁施工

排樁支護采用一圈φ800mm的灌注樁，樁間距為1.2m，樁身長度不小于25m。施工前應進行成孔試驗，試驗數(shù)量不宜少于2次。本工程采用旋挖鉆機成孔，并通過導管法進行混凝土水下澆注成樁，施工時混凝土強度應比設計樁身強度提高一個等級進行配制。灌注樁樁頂應充分泛漿，泛漿高度不應小于 500mm，確保鑿去浮漿后樁身混凝土強度等級滿足設計要求。施工過程中為盡可能降低對鄰樁的干擾性，確保成樁的施工質(zhì)量，完成澆筑混凝土的樁與正在施工的樁間距應不小于4倍樁徑，本工程采用的是隔三打一的方式進行施工，完成澆筑的灌注樁身混凝土強度達到設計強度65%左右，即可開始相鄰灌注樁施打。待灌注樁排樁施工結(jié)束后，對樁頂混凝土進行清理和鑿除，施工壓頂梁，灌注樁主筋應錨入壓頂梁中，壓頂梁澆筑應采用與灌注樁同標號混凝土進行現(xiàn)場澆注[2]。

3.2 水泥土攪拌樁止水帷幕施工

在距離泵房結(jié)構(gòu)邊線3m處，采用SJB-Ⅱ型雙軸攪拌樁機施工兩排直徑為700mm的水泥土攪拌樁，形成止泥、止水帷幕，相鄰樁縱向及橫向中心間距均為500mm，咬合200mm。水灰比0.5～0.55，水泥摻入比15%。由于場地淤泥層深厚，為保證樁基的正常施工，應對場地進行平整。清除成樁部位的樹根、雜填土等障礙物，確保樁身的施工質(zhì)量。然后在平整好的場地上鋪設原木及H型鋼軌道，確保施工時樁機不下陷，安全施工。

4.基坑開挖

在壓頂梁支撐體系強度達到設計強度后，開始基坑開挖。開挖的過程遵循分段分層分塊進行挖土，先中間后兩邊，邊挖邊支撐，限時完工的開挖原則。首段開挖范圍自-1m～-6.5m，采用1臺PC200型長臂挖掘機在基坑長邊兩側(cè)進行開挖，土方隨挖隨清，禁止基坑外側(cè)堆放，開挖完成后按設計圖紙施工第二道支撐體系。在第二道支撐體系混凝土強度達到設計強度后，繼續(xù)開挖至-9.55m，開挖深度為采用PC200長臂挖掘機配合PC60小挖掘機開挖，開挖完成后，應及時完成基坑封底施工，加強底部支撐。

5.基坑監(jiān)測

本基坑安全等級為二級。依據(jù)《建筑基坑監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》，檢測報警值為：一般區(qū)域最大變形＞40mm，臨近建筑側(cè)最大變形＞30mm，變形速率＞3mm/d，并持續(xù)3d以上。地下水位變化＞500mm。第一道支撐設計軸力：2100kN，第二道支撐設計軸力：4400kN。

5.1 基坑周邊環(huán)境的沉降監(jiān)測

基坑周邊建（構(gòu)）筑物、道路、管線的沉降觀測是基坑監(jiān)測工作的一項重要內(nèi)容，測點布置應以查明支護結(jié)構(gòu)周邊環(huán)境在施工過程中的沉降為目的。本工程選定基坑周邊20m～30m范圍內(nèi)的部棧橋基礎為沉降觀測對象，按二等水準測量要求方法施測。每次觀測要采用儀器設備、測站線路、觀測人員“三固定”的方法借以提高觀測精度；每次觀測還應注記基坑施工進展、天氣情況，并繪制觀測點位置平面圖；每次觀測采用附合或閉合線路施測并當場檢查。

5.2 支護體系樁身側(cè)向位移監(jiān)測

基坑支護樁側(cè)向變形情況與兩側(cè)土壓力大小變化密切相關?；訙y斜是通過測量測斜管軸線與鉛垂線之間夾角變化量來監(jiān)測支護樁在不同深度側(cè)向水平位移。本項目在基坑四邊分別設置一個測點。將測斜導預埋在樁體內(nèi)。使用CX-01型測斜儀在測斜管中逐段（每隔500mm測讀一次，測完后，將測頭旋轉(zhuǎn)180°再測一次，兩次觀測深度應一致）測出產(chǎn)生位移后管軸線與鉛垂線的夾角，分段求出水平位移，累加得出總位移量及沿管軸線整個孔深位移的變化情況。經(jīng)檢查樁身位移最大值為28mm，小于設計允許值40mm，符合設計要求。

6.結(jié)語

印尼該電站通過采用內(nèi)撐式灌注樁排樁支護加水泥土攪拌樁止水帷幕的組合形式，順利完成泵房施工。通過本工程實踐，證明該支護組合形式具有受力均勻、封閉止水、安全系數(shù)高的特點，且施工工藝操作簡便、施工成本可控。