提水泵站工程中深基坑開(kāi)挖與降水的施工方法

◎楊自龍 廣東建工對(duì)外建設(shè)有限公司

水源工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程中的關(guān)鍵構(gòu)成部分，其對(duì)于社會(huì)大眾的正常生活以及城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重大意義，可以改善城市內(nèi)的生態(tài)環(huán)境，可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。

1.工程概況

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

在經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)以后發(fā)現(xiàn)，1#提水泵站地基范圍內(nèi)分布有粉質(zhì)粘性土、含砂粉質(zhì)粘性土，少部分的泥粉，施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件不理想。

2.施工方案

2.1 基坑開(kāi)挖

結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙來(lái)看，1#泵站基坑開(kāi)挖的深度相對(duì)比較大，最大開(kāi)挖深度達(dá)到了16.35m，為了保證深基坑開(kāi)挖過(guò)程中，邊坡的穩(wěn)定性與安全性，施工單位在7.0m高程部位建設(shè)馬道，馬道的寬度設(shè)計(jì)為6m；在3.0m高程部位建設(shè)馬道，馬道的寬度設(shè)計(jì)為2m；對(duì)于高程超過(guò)7.0m的泵房段、擋土墻部位開(kāi)挖邊坡，坡比設(shè)計(jì)為1:2.5；對(duì)于高程未超過(guò)7.0m泵房段、擋土墻部位開(kāi)挖邊坡，坡比設(shè)計(jì)為1：2。該項(xiàng)目中的基礎(chǔ)采用的敞開(kāi)式大開(kāi)挖形式基礎(chǔ)，基礎(chǔ)自上向下分層進(jìn)行開(kāi)挖，實(shí)際開(kāi)挖過(guò)程中分為五層。為降低道路施工過(guò)程中的換填量，可以在前兩層開(kāi)挖過(guò)程中，將土方設(shè)置為臺(tái)階狀，一次性開(kāi)挖至高程7.0m部位，利用自卸汽車(chē)將開(kāi)挖出來(lái)的土方轉(zhuǎn)運(yùn)至堆料場(chǎng)。為能夠延長(zhǎng)各道工序之間的搭接時(shí)間，施工單位應(yīng)該提前準(zhǔn)備好高程7.0m部位的水泥攪拌樁施工作業(yè)面，施工人員應(yīng)該先將左側(cè)開(kāi)挖至7.0m高程部位，在開(kāi)挖右側(cè)土方過(guò)程中，對(duì)7.0m部位進(jìn)行水泥攪拌樁施工。挖掘機(jī)向后移動(dòng)，同時(shí)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(kāi)始對(duì)第三、四層土方進(jìn)行開(kāi)挖，將其也開(kāi)挖為臺(tái)階狀，一次性開(kāi)挖至高程1.0部位，采用由上向下倒行開(kāi)挖方式。當(dāng)開(kāi)挖至距離基面以上10cm時(shí)，需要預(yù)留保護(hù)層，而后采用人工開(kāi)挖方式進(jìn)行施工。

2.2 基坑降水

在進(jìn)行7.0m部位進(jìn)行水泥攪拌樁施工過(guò)程中，沿著高程3.0m馬道部位的兩側(cè)軸線設(shè)置降水井點(diǎn)，每邊布設(shè)4個(gè)井點(diǎn)，井點(diǎn)的直徑設(shè)計(jì)為200mm。將高程7.0m以?xún)?nèi)的地下水排出至基坑外部。

3.施工方法

3.1 深基坑開(kāi)挖施工方法

3.1.1 測(cè)量放線

（1）基線復(fù)核。正式施工之前，結(jié)合設(shè)計(jì)單位提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及精準(zhǔn)度要求，對(duì)控制點(diǎn)與基準(zhǔn)線的精準(zhǔn)度進(jìn)行復(fù)核?？刂泣c(diǎn)包括：IC08、IC12、IC13均屬于是二級(jí)導(dǎo)線點(diǎn),精準(zhǔn)度復(fù)核以后提交相應(yīng)的報(bào)告[1]。

（2）施工測(cè)量放樣。結(jié)合設(shè)計(jì)單位提供的基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線、水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)，按照國(guó)標(biāo)要求以及該項(xiàng)目精準(zhǔn)度要求，測(cè)量放線出施工控制網(wǎng)，可以對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)作加密處理，將側(cè)放的控制網(wǎng)數(shù)據(jù)報(bào)送至監(jiān)理單位進(jìn)行審批。在總監(jiān)理工程師審批通過(guò)以后，開(kāi)始沿著控制網(wǎng)進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)。

3.1.2 基礎(chǔ)土方開(kāi)挖方法

結(jié)合實(shí)際情況而言，基坑道路的設(shè)置會(huì)對(duì)土方開(kāi)挖的施工效率造成一定的影響，開(kāi)挖前兩層土方時(shí)，下基坑道路應(yīng)該結(jié)合進(jìn)廠道路進(jìn)行布設(shè)，自卸汽車(chē)的爬高大概為8m；開(kāi)挖第三、四層土方時(shí)，可將下基坑道路布設(shè)在基坑的左側(cè)，沿著攪拌站旁邊的道路接通至堆料場(chǎng)；在開(kāi)挖第五、六層土方時(shí)，因距離地面的距離比較大，會(huì)受到施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，基坑內(nèi)的運(yùn)輸?shù)缆废鄬?duì)比較陡峭，區(qū)域內(nèi)的土質(zhì)屬于是粉質(zhì)粘性土，且地下水涌現(xiàn)，雖然施工現(xiàn)場(chǎng)持續(xù)抽水，但是只能保證機(jī)械正常施工，無(wú)法確保自卸汽車(chē)運(yùn)料過(guò)程中的安全，所以使用長(zhǎng)臂挖機(jī)配合多臺(tái)常規(guī)性挖機(jī)開(kāi)挖土方。

使用挖土機(jī)倒行進(jìn)行開(kāi)挖，使用推土機(jī)進(jìn)行集渣，使用20t自卸汽車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)土方；開(kāi)挖出來(lái)的廢料運(yùn)輸至經(jīng)由建設(shè)單位、監(jiān)理單位審批的廢料場(chǎng)內(nèi)；廢渣不得隨意堆放，不得對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染；廢渣場(chǎng)需要設(shè)置排水溝與擋土溝，避免出現(xiàn)水土流失現(xiàn)象。待基坑底部的表層土清理干凈以后，嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)圖紙要求對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理，當(dāng)監(jiān)理單位對(duì)基礎(chǔ)處理質(zhì)量驗(yàn)收合格以后，將基礎(chǔ)部分的土方轉(zhuǎn)運(yùn)至堆料場(chǎng)。為了保證土方的回填量與開(kāi)挖量保持均衡，堆料場(chǎng)內(nèi)的土方應(yīng)該妥善保管，后期用于回填基坑，盡可能的避免無(wú)效棄土現(xiàn)象出現(xiàn)[2]。

3.2 水泥攪拌樁施工

水泥攪拌樁的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為13.5m，固化劑選擇使用42.5級(jí)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?qǐng)D1。

圖1 水泥攪拌樁施工示意圖

（1）攪拌樁機(jī)：深層攪拌機(jī)、配套輔助設(shè)備。

（2）制備水泥漿：嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑呐浜媳劝柚茲{液，拌制好的漿液倒入集料斗中。

（3）預(yù)攪下沉：冷卻水循環(huán)穩(wěn)定以后，啟動(dòng)攪拌組的電動(dòng)機(jī)，松開(kāi)鋼絲繩。促使攪拌機(jī)導(dǎo)架能夠向下沉。下沉的速度使用電流監(jiān)測(cè)表進(jìn)行控制，正常情況下，下沉的速度控制在0.38-0.75m/min之間，運(yùn)行電流應(yīng)該控制在40A以?xún)?nèi)。攪拌機(jī)下沉過(guò)程中，啟動(dòng)灰漿泵，將水泥漿壓入至地基內(nèi)，噴壓漿液的過(guò)程中攪拌機(jī)旋轉(zhuǎn)。下沉過(guò)程中盡量不要沖水；如若下沉過(guò)程中遇到堅(jiān)硬土層，且下沉速度較慢時(shí)，可以適當(dāng)進(jìn)行沖水，但是需要保證沖水不會(huì)對(duì)樁體的強(qiáng)度造成影響。攪拌過(guò)程中，嚴(yán)禁出現(xiàn)樁頭未深入至樁頂而漿液耗盡現(xiàn)象。如若因特殊原因停止注漿，為了避免斷樁現(xiàn)象出現(xiàn)，攪拌機(jī)應(yīng)該下沉至停漿點(diǎn)以下0.5m部位，待恢復(fù)供應(yīng)漿液以后，再次提升攪拌機(jī)。當(dāng)攪拌機(jī)下沉至設(shè)計(jì)深度以后，啟動(dòng)灰漿泵，將水泥漿壓入地基內(nèi)，噴漿的同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，嚴(yán)格的把控?cái)嚢铏C(jī)的提升速度，通常情況下，攪拌機(jī)的提升速度控制在0.3―0.5m/min之間。嚴(yán)格的把控?cái)嚢铏C(jī)提升速度與提升次數(shù)，保證作業(yè)的連續(xù)性，同時(shí)保證注漿量符合設(shè)計(jì)圖紙要求，漿液攪拌應(yīng)該均勻，且泵送過(guò)程中不得隨意中斷。當(dāng)攪拌機(jī)提升至設(shè)計(jì)深度的頂面標(biāo)高部位時(shí)，集料斗內(nèi)的漿液應(yīng)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(yīng)該為“8”字形。施工人員向集料斗中摻加適量的熱水，啟動(dòng)注漿泵，將集料斗、注漿泵、注漿管內(nèi)的殘漿清理干凈。并對(duì)攪拌頭上的雜物進(jìn)行清洗。

（4）移位。重復(fù)以上工序?qū)ο乱桓鄶嚢铇哆M(jìn)行施工。

3.3 鉆孔灌注樁支護(hù)施工

3.3.1 測(cè)量放線

技術(shù)人員測(cè)量放線時(shí)，應(yīng)該以建設(shè)單位提交的基準(zhǔn)點(diǎn)作為控制點(diǎn)，放設(shè)閉合性的控制網(wǎng)，將控制網(wǎng)有序的布設(shè)在施工區(qū)域的四周，精準(zhǔn)的側(cè)放出樁位，保證樁位的精準(zhǔn)性，在對(duì)樁位的精準(zhǔn)度進(jìn)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?qǐng)D2。

圖2 鉆孔灌注樁施工流程圖

3.3.2 樁機(jī)就位

樁機(jī)的位置應(yīng)該符合設(shè)計(jì)圖紙要求，使用垂吊線對(duì)樁機(jī)的位置進(jìn)行調(diào)整，保證鉆桿的中心與樁位的中心保持一致，同時(shí)保證樁機(jī)安裝的牢固性與穩(wěn)定性。

3.3.3 鉆孔

當(dāng)鉆頭與地面接觸時(shí)，應(yīng)該立即關(guān)閉鉆頭，鉆頭以低轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。正常情況下，鉆頭的鉆進(jìn)速度保持在1-1.50m/min之間比較合適，如若鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)卡鉆、鉆機(jī)失穩(wěn)、鉆桿偏離等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)該立即暫停鉆孔作業(yè)，查明具體原因以后方可以恢復(fù)鉆孔作業(yè)（見(jiàn)圖3）。

圖3 鉆孔灌注樁施工示意圖

3.3.4 終孔

當(dāng)鉆進(jìn)深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，組織相關(guān)參建單位對(duì)鉆孔深度進(jìn)行驗(yàn)收，待質(zhì)量驗(yàn)收合格以后，結(jié)束鉆孔作業(yè)。

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(yīng)在80―100mm之間，此外，混凝土還應(yīng)該具備良好的和易性、流動(dòng)性。鉆桿提升即將至地面時(shí)，可以適當(dāng)緩慢提管的速度，對(duì)孔口進(jìn)行清理[4]。

3.3.6 鋼筋籠安裝

嚴(yán)格的按照規(guī)范要求吊裝鋼筋籠，灌注作業(yè)應(yīng)該與鋼筋籠吊裝作業(yè)保持同步性，在混凝土灌注作業(yè)完成后的3min以?xún)?nèi)，施工人員開(kāi)始插筋，插筋與灌漿作業(yè)之間的時(shí)間差不得超過(guò)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(kāi)挖至4-5m高程部位以后，基坑底部的面積為500m2，基坑內(nèi)的含水深度按照7m進(jìn)行計(jì)算，基礎(chǔ)開(kāi)挖至高程6m部位時(shí)，在基坑的四周設(shè)置降水點(diǎn)，并配備水泵，水泵的排水效率為500m3/h，施工單位預(yù)計(jì)在5d內(nèi)將含水層土方全部開(kāi)挖完。對(duì)于基坑內(nèi)的低洼水可以使用潛水泵進(jìn)行抽排。

（2）經(jīng)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(qū)的枯水期降雨量比較小，基坑內(nèi)積水面積大概為500m2，將截排水設(shè)備排出的未進(jìn)入基坑積水面積部分的降雨量扣除，剩余進(jìn)入基坑排水量面積的雨水量基本上可以忽略不計(jì)。②施工廢水：其主要是來(lái)源于混凝土養(yǎng)護(hù)水、沖洗水等。主要是對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)用水進(jìn)行分析。③圍堰滲水：圍堰滲水量比較小。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，深基坑開(kāi)挖、降水、主體結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，施工單位必須要對(duì)深基坑內(nèi)外側(cè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證深基坑的穩(wěn)定性，監(jiān)測(cè)工作以主體結(jié)構(gòu)施工完成、基坑回填完成作為結(jié)束點(diǎn)。監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括:邊坡的穩(wěn)定性、地下水位、集水井與補(bǔ)水井的水位，附近建筑物的沉降等內(nèi)容，結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)施工方案進(jìn)行合理的調(diào)整，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施，保證施工過(guò)程中的安全性。