箱涵基礎(chǔ)深基坑開(kāi)挖和支護(hù)方案比選分析

何時(shí)建

（福建潤(rùn)閩工程顧問(wèn)有限公司，福州350001）

1 工程概況

福州市晉安河直排閩江通道工程位于福州市臺(tái)江區(qū)六一中路，工程建設(shè)內(nèi)容為在光明港一側(cè)正對(duì)晉安河出口設(shè)置引渠段，新挖引渠120m，河底寬度154.0～87.0m。引渠段末端設(shè)置紅星水閘1 座，水閘過(guò)流總凈寬24.0m，水閘消能設(shè)施（兼壓力前池）后接箱涵下穿紅星地塊、排尾路及江濱中大道至閩江北港，箱涵總長(zhǎng)713m，過(guò)流凈寬20.0m（4 孔×5.0m）。紅星排澇站布置在水閘左側(cè)（與閘室間設(shè)置導(dǎo)流墩），采用正向進(jìn)水，抽排流量80m3/s，抽排晉安河澇水進(jìn)入閩江北港。建筑物設(shè)計(jì)擋潮標(biāo)準(zhǔn)為200 年一遇，排澇標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇。該工程為Ⅱ等工程，紅星水閘、紅星泵站和箱涵工程主要建筑物等級(jí)為1 級(jí)，次要建筑物為3 級(jí)。

2 工程地質(zhì)水文情況

工程區(qū)地層主要為第四系人工堆積和沖洪積的松散堆積物。施工場(chǎng)地高程6.5～7.0m，箱涵底板高程0.5～0.8m，平均開(kāi)挖深度約6.1m。箱涵邊坡開(kāi)挖的土層主要為雜填土（厚度1.5～1.9m）、淤泥質(zhì)土（厚度4.0～4.8m）、含泥中砂（厚度0.5～1.3m），其中，含泥中砂和淤泥夾砂為具有低水頭承壓含水層。場(chǎng)地地下水類型主要為空隙潛水，埋深較淺。場(chǎng)地表層雜填土成分復(fù)雜不均，局部存在上層滯水。基坑存在抗滑穩(wěn)定，滲透穩(wěn)定問(wèn)題，應(yīng)采取支護(hù)處理措施。

3 箱涵基礎(chǔ)開(kāi)挖支護(hù)方案

方案一：為工程初步設(shè)計(jì)的基坑支護(hù)開(kāi)挖方式。具體為部分放坡開(kāi)挖+沖（鉆）孔灌注排樁+坑內(nèi)土體加固的支護(hù)形式：原地面6.5～4.5m 高程采用放坡開(kāi)挖，坡比1∶1.5；基坑?xùn)|、西側(cè)施打沖（鉆）孔灌注排樁作為坑壁支護(hù)樁，灌注樁樁徑1.0m，樁距1.1m，樁長(zhǎng)16.0m，樁頂標(biāo)高3.6m，樁頂冠梁截面為1.2m×1.0m（寬×高）；坑內(nèi)土體加固采用連排+格柵式高壓旋噴樁，由東、西側(cè)坑壁邊向坑中心方向進(jìn)行加固，加固寬度6.0m，高壓旋噴樁徑0.6m，樁距0.4m，樁長(zhǎng)4.0m。基坑地下水控制采用三軸攪拌樁止水帷幕+井點(diǎn)降水的方式，坑內(nèi)布置雙排共6 口降水井，井距15m，井深20.0m；三軸攪拌樁直徑850mm，樁距600mm，樁長(zhǎng)24m。

方案二：為放坡開(kāi)挖+坡面止水的方式（見(jiàn)圖1）。受施工范圍的地質(zhì)及地下水位的影響，為確保開(kāi)挖邊坡安全穩(wěn)定，設(shè)計(jì)開(kāi)挖坡比為1∶5；在地下水位高程4.8m，沿開(kāi)挖邊坡坡面施打三軸攪拌樁止水帷幕與相鄰基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合，三軸攪拌樁直徑850mm，樁距600mm，樁長(zhǎng)15.0m（空孔1.5m）；布置雙排共7 口降水井降低地下水位，井距15.0m，井深20.0m；地面來(lái)水由坑內(nèi)布置的3 處強(qiáng)抽點(diǎn)解決，箱涵主體結(jié)構(gòu)墻背回填4.8m 高程以下按利用開(kāi)挖料回填，4.8m 高程以上按夯填土考慮。

圖1 放坡開(kāi)挖+坡面止水平面圖

方案三：放坡開(kāi)挖+坡腳止水（見(jiàn)圖2）。受施工范圍的地質(zhì)及地下水位的影響，為確保開(kāi)挖邊坡安全穩(wěn)定，設(shè)計(jì)開(kāi)挖坡比為1∶5；沿開(kāi)挖基坑坡腳施打三軸攪拌樁止水帷幕與相鄰基坑的止水帷幕結(jié)構(gòu)閉合，三軸攪拌樁直徑850mm，樁距600mm，空孔6.0m，樁長(zhǎng)15m；布置雙排共7 口降水井降低地下水位，井距15m，井深20.0m；地面來(lái)水由坑內(nèi)布置的3 處強(qiáng)抽點(diǎn)解決，箱涵主體結(jié)構(gòu)墻背回填4.8m 高程以下按利用開(kāi)挖料回填，4.8m 高程以上按夯填土考慮。

圖2 放坡開(kāi)挖斷面圖

4 箱涵基礎(chǔ)開(kāi)挖支護(hù)方案比選

2018 年12 月，根據(jù)排尾路以北箱涵施工范圍及周邊地塊的拆遷工作進(jìn)展，結(jié)合已施工的箱涵基坑支護(hù)樁的平面位置，箱涵XH0+045.9～0+096.5、XH0+146～0+196 樁號(hào)段，總長(zhǎng)100.6m 的箱涵基礎(chǔ)開(kāi)挖具備放坡開(kāi)挖條件。經(jīng)專題會(huì)討論，原設(shè)計(jì)方案一采用沖孔灌注樁支護(hù)，三軸攪拌樁防滲和內(nèi)側(cè)高噴樁土體加固方案工程造價(jià)高，僅樁基施工工期長(zhǎng)達(dá)2 個(gè)多月，進(jìn)度滿足不了2019 年6 月前必須通水的目標(biāo)要求。綜合考慮該段箱涵施工場(chǎng)地周邊房屋已拆除完成，具備放坡開(kāi)挖和臨時(shí)堆土場(chǎng)地條件，且施工安排在1～3 月枯水期，會(huì)議明確采用放坡開(kāi)挖和坡腳止水結(jié)合的第三方案，工程造價(jià)最低且施工工期最短，如遇惡劣暴雨天氣，則采用加強(qiáng)坡面防護(hù)和加大井點(diǎn)降點(diǎn)投入的保證措施。排尾路以北箱涵基礎(chǔ)開(kāi)挖支護(hù)方案對(duì)比分析如表1 所示。

表1 排尾路以北箱涵基礎(chǔ)開(kāi)挖支護(hù)方案對(duì)比

5 結(jié)語(yǔ)

該段箱涵施工工期恰好可以在1 月枯水期實(shí)施，避開(kāi)梅雨季節(jié)，有利于提高邊坡安全穩(wěn)定性，為放坡開(kāi)挖方案提供有利條件。實(shí)施時(shí)果斷采用放坡開(kāi)挖+坡腳止水方案施工。目前，該段箱涵已順利施工完成，達(dá)到預(yù)期施工效果，節(jié)省工程造價(jià)約390 萬(wàn)元，縮短工期1 個(gè)多月，為工程提前交付使用奠定了基礎(chǔ)，提前發(fā)揮了排澇社會(huì)效益，可供類似工程提供借鑒和參考。