南江濱路雨水泵站深基坑施工技術

吳業東

摘要：結合南江濱路雨水泵站深基坑施工，分析了地質水文環境特點，進行了方案優化，闡述了止水帷幕和降水施工，基坑開挖和建筑物觀測等施工過程。對類似工程有一定借鑒意義。

Abstract： Combined with the construction of the deep foundation pit of the Nanjiangbin Road rainwater pumping station， the characteristics of the geological and hydrological environment are analyzed， the scheme is optimized， and the construction processes such as water-stop curtain and precipitation construction， foundation pit excavation and building observation are expounded. It has certain reference significance for similar projects.

關鍵詞：泵站;深基坑;開挖防護;施工技術

Key words： pumping station;deep foundation pit;excavation protection;construction technology

中圖分類號：TU753? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）12-0169-04

1? 工程概況

1.1 設計概況

漳州市南江濱路雨水泵站為市政道路配套工程，泵站位于K8+970線路左側，與九龍江距離約100m。泵站泵房長24m，寬16.8m，頂標高7.3m，底板底標高-2.9m，底板下鋪10cmC15素混凝土墊層+60cm中粗砂。

1.2 氣候、水文、地質條件

南江濱路泵站地下水豐富，地下水位標高約3.5m，地下水與九龍江水系連通，標高變化受九龍江潮汐影響。

為準確掌握泵站處地質水文狀況，進場后進行了補充地質鉆探，根據地勘資料揭示，泵站處地層分為：素填土、細砂、淤泥質土、中粗砂、中風化花崗巖。中風化花崗巖巖層頂標高變化明顯，分別為：-4.7m、-1.0m、-2.58m、-6.2m。

BZK1地質鉆孔柱狀圖詳見圖1。

1.3 周邊環境條件

泵站小里程側距離25m處有兩幢居民樓，大里程側基坑上邊緣距離漳州市西環城路水仙花大橋南橋臺29m。

2? 設計優化

泵站原設計方案為矩形鋼筋混凝土沉井，沉井外邊尺寸為24m×16.8m，外墻厚0.7m、隔墻厚0.6m、0.5m，內孔尺寸分別為7.4m×3m、7.4m×8.4m、7.4m×6.5m，沉井頂高程為7.3m，沉井刃腳底高程為-4.80m，沉井結構總高12.1m。

根據進場補充勘測地質資料，沉井刃腳需要進入花崗巖3.8m，難以下沉到位。而且上部為透水沙層，周邊臨近建筑物，采取沉井方案，施工難度大，風險高。通過與設計和業主協商，變更設計為明挖基坑方案。由于地下透水層與九龍江水系連通，基坑臨近居民樓和橋梁，施工風險大，因此增加止水帷幕、疏干井、回灌井措施，保證基坑開挖和周邊建筑物安全。明挖基坑方案有效解決了地質上軟下硬，沉井入巖困難的問題。

3? 施工方案

3.1 總體方案

泵房基坑采用明挖法施工，坑底平面尺寸：長×寬=27m×20m。基坑側壁安全等級為三級，分三段放坡開挖，第一段開挖高度4m，側壁放坡坡率1：1.5，第二段開挖高度4m，側壁放坡坡率1：2.0，第三段開挖高度0.6m，側壁放坡坡率1：1.5，第一段、二段邊坡側壁均采用8cm厚C20細石混凝土內配？準6@150mm雙向鋼筋網片進行護面。第一段、二段邊坡間設1.5m寬平臺并設置排水溝，第二段、三段邊坡設3m寬平臺并設置排水溝，平臺均采用15cm厚C20細石混凝土內配？準8@150mm雙向鋼筋網片進行護面。

雨水泵站處地下水位標高約3.5m且與九龍江水系連通，標高變化受九龍江潮汐影響，為減少基坑開挖及泵房施工時，降水工作量及降低降水施工難度，在基坑四周采用三軸水泥攪拌樁設置止水帷幕，水泥攪拌樁樁徑65cm，樁之間搭接長度20cm，樁長以樁底至中風化花崗巖為準。（圖2）

3.2 施工工藝流程

主要包括止水帷幕施工，基坑開挖防護等內容，具體工藝流程如下：

三軸水泥攪拌樁施工→疏干井及回灌井打設→基坑頂攔水壩施工→第三段邊坡基坑內土方開挖→開挖第三段與第二段邊坡間平臺排水溝→基坑內降水（起用回灌井）→第二段邊坡基坑內土方開挖→開挖第二段與第一段邊坡間平臺排水溝→第二段邊坡護面混凝土及第二階平臺混凝土施工→第一段邊坡基坑內土方開挖→第一段邊坡護面混凝土及第一階平臺混凝土施工→泵房施工→基坑回填。

3.3 三軸水泥攪拌樁施工

技術指標：水泥攪拌樁樁徑650mm，樁之間搭接長度200mm，樁長以樁底至中風化花崗巖為準，平均樁長約8m。

三軸攪拌樁采用強度等級為42.5級的普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比為20%，水灰比為1.5-2.0，無側限抗壓強度qu28≥1.0MPa，滲透系數小于1×10-7cm/s。

施工順序：三軸水泥攪拌樁施工按圖3、圖4順序進行，其中陰影部位為重復套鉆，以保證墻體的連續性和接頭的施工質量，水泥攪拌樁的搭接及施工設備的垂直度補正依靠重復套鉆來保證，以達到止水的作用。

跳槽式雙孔全套復攪式連接：一般情況下均采用該種方式進行施工，詳見圖3。

單側擠壓式連接方式：對于止水帷幕轉角處或有施工間斷情況下采用此連接，詳見圖4。

3.4 疏干井施工

疏干井直徑60cm，孔深至巖層頂面，采用GPS-10型工程鉆機成孔。（圖5）

濾管采用外徑300mm，壁厚5mm的CPVC管，底口用管蓋封死，管壁上鉆？準15mm的小圓孔，孔距25mm，外包兩層濾網，濾網采用編織布，外部再包一層網眼較大的尼龍絲網，每隔50-60mm用10號鉛絲綁扎一道。

水泵采用200QJ20-45/3型深井潛水泵，出水管采用2寸透明管或膠皮管，地下水通過潛水泵和出水管排至平臺排水溝，在集水井匯集后，用100WL80-8-4型水泵排至地方污水排放系統。

第二段邊坡基坑內土方開挖前，且三軸水泥攪拌樁止水帷幕施工完成7d后對基坑內疏干井進行抽水，做到能及時降低基坑開挖范圍內土體中的地下水位。每天24小時派人現場值班，并做好抽水流量記錄。確保降水連續進行，避免因供電無法保證造成井底突水。

基坑內降水時，安排專人觀察回灌井水位，確保回灌井內水位標高與原始標高相同或略高于原始水位標高。

3.5 回灌井打設及回灌

回灌井在基坑靠近房屋一側和靠近道路橋梁一側布設，靠近房屋一側布置在基坑頂與房屋中間位置，間距10m/個，共布設7個;靠近道路一側布置在基坑頂外6m位置，間距20m/個，共布設4個。

回灌井直徑60cm，孔底穿透淤泥質土進入中、粗砂層2m，采用GPS-10型工程鉆機成孔。

用鋼板焊制水箱，容量4m3/個，共設2個（每邊回灌井設置1個），水箱底部采用型鋼焊支架，水箱坐落于支架上，距離原地面2m高。每個水箱配1臺15WG120B管道增壓泵，必要時開啟增壓泵，加大壓力往回灌井內輸水。

主管采用？準89mm，壁厚4mm的無縫鋼管，用法蘭盤加橡膠墊圈連接，防止漏水。主管一端與水箱連接，另一端與支管連接。

支管采用DN50mm的PE管，并設閥門。支管一端與總管連接并用8號鉛絲綁扎以防漏氣，另一端插入回灌井濾管內3m。

疏干井抽水之前，提前觀測好每口回灌井地面標號和靜止水位標高，疏干井抽水時，安排專人24h值班，隨時觀測回灌井水位，如水位出現下降，及時打開閥門進行回灌，確保回灌井內水位與原始水位相同或略高于原始水位。

當水流速度不能滿足回灌要求時，及時打開增壓泵，加大供水速度，確保水位標高。

3.6 基坑開挖

基坑土方采用挖掘機開挖，自卸車出土，人工配合整平。

基坑開挖前，先修筑車輛進出通道，以方便施工機械、車輛進出基坑，通道寬4m，坡率≤1：7，采用環形布設。通道在邊坡位置用水泥攪拌樁進行加固。

基坑開挖采用縱向分段、豎向分層開挖，豎向每層開挖深度不超過1m。

邊坡采用挖掘機刷坡人工配合整平，每層開挖到位后，均及時按設計側壁放坡坡率對邊坡進行修整，并用坡度尺按照10m左右/斷面進行檢查。

開挖出的土方及時運至指定棄土場堆放，基坑頂10m范圍內嚴禁堆載。

石方采用液壓破碎錘進行開挖，根據測量方格控制網進行鉆孔破碎。

破碎錘破碎巖體時必須嚴格按照坡比進行破碎，避免出現虧坡或坡比過大的情況出現，當出現虧坡時，采用噴射混凝土進行修補。

巖層厚度≥1m時，采用縱向分段、豎向分層開挖，每次開挖深度不超過1m;當巖層厚度<1m時，豎向一次性開挖到位。

土層與巖層交界處，采用破碎錘鑿出1m寬平臺，并在平臺土層坡腳部位堆壘約1m寬，0.5m高砂袋，以保證土層邊坡坡腳穩定。

在坡腳內1m處鑿出臨時排水溝，排水溝上口寬0.5m，下口寬0.3m，深0.5m，并在四角和每邊排水溝中部鑿出集水井，集水井上口寬0.6×0.6m，深1m。

邊坡護面混凝土采用“噴射法”施工，混凝土采用“濕拌法”，由漳州市潤豐混凝土有限公司負責生產，罐車運輸至施工現場。噴射混凝土作業分段、分片由下而上順序進行，每段長度不宜超過6m。

4? 基坑監測

根據《建筑基坑支護技術規程》規定，基坑施工監測內容包括：①基坑頂部水平位移;②基坑周邊建（構）筑物、道路沉降;③坑邊地面沉降;④地下水位;⑤房屋傾斜。

4.1 基坑頂部水平位移監測

基坑頂部水平位移采用高精度的全站儀，監測點布置在三軸水泥攪拌樁上，距監測點的距離不大于20m。

監測點采用？準20圓鋼，插入三軸水泥攪拌樁內1.5m，外露1cm。

位移觀測頻率：在基坑開挖過程中、初期每天觀測2次，每天早晨7：00及下午17：00各觀測一次。待基坑圍護結構變形穩定后每天觀測1次。并繪出變形曲線。

4.2 基坑周邊建（構）筑物、道路觀測

沉降觀測點的設置：①樓房處：樓房外墻四角布設觀測點;②西環城路路基：沿道路靠近基坑側路基坡腳埋設沉降樁，間距20m/個，布設數量4個;③基坑：沿基坑周邊坑頂外0.5m埋設沉降樁，基坑每邊中間及陽角處各埋設一個，另在中間和陽角兩監測點中間加密一個監測點，以確保監測點的距離不大于20m;④橋墩：每墩設1個觀測點。

4.3 地下水位觀測

①地下水位采用浮子式地下水位計進行觀測。②觀測孔的埋設：1）基坑：在三軸水泥攪拌樁止水帷幕外2m處布設，基坑四周角點及每邊中間各布設一個。2）回灌井：在回灌井和樓房中間布設，間距30m/個，共布設3個。③觀測孔采用鉆機鉆孔，孔深8m，口徑為110mm，然后下入2寸pvc過濾管（包網），周邊回填粗砂，觀測孔在基坑開挖之前完成埋設，并測得孔內穩定水位。④觀測頻率：隨時觀測，并做好記錄，繪出水位變化曲線，為回灌井灌水提供依據。

4.4 建筑物傾斜觀測

①采用經緯儀投影法對樓房、水仙花大橋橋墩傾斜進行觀測。②在基坑開挖前完成原始數據的采集，開挖過程中、初期每天觀測2次，每天早晨7：00及下午17：00各觀測一次，待基坑圍護結構變形穩定后每天觀測1次，并做好總傾斜量的計算和記錄。

4.5 房屋裂縫監測

①基坑開挖施工前，安排人員對樓房、橋墩進行檢查，確定是否存在裂縫，并留取影像資料。②開挖過程中、初期每天觀測2次，每天早晨7：00及下午17：00各觀測一次，待基坑圍護結構變形穩定后每天觀測1次。

5? 小結

南江濱路雨水泵站深基坑施工地質環境復雜，場地靠近九龍江，地下水豐富，沙層透水性強。基坑緊鄰居民樓和市政道路、橋梁，施工風險高。

進場初期通過補充勘探，掌握了準確的地質和水文資料，發現了原設計沉井方案存在的問題，為設計變更提供了依據。

通過設計優化，采取止水帷幕，配合疏干井和回灌井施工，保證了基坑穩定。施工過程中對周邊建筑物，地下水位進行監控，指導施工，確保了施工安全。

目前項目已順利通車，深基坑施工沒有對臨近建筑物、道路橋梁造成影響，取得了滿意的效果。

參考文獻：

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