卫国道雨水泵站深基坑施工技术

□文/朱 清

1 工程概况

卫国道雨水泵站工程包括1座雨水泵站、泵站进水管道、出水管道、1座1层附属用房。基坑支护范围为雨水泵站主体及进水部分。泵站主体均为地下式现浇钢筋混凝土结构，长28.7 m，宽22.6 m。底板垫层底标高（大沽高程）为-9.240 m，设计地面标高为3.400 m，运行期间埋深12.64 m。进水部分包括进水转弯井（接收坑）1座及转弯井到泵站间22 m长双排DN2 600mm进水管道。进水转弯井为地下式现浇钢筋混凝土结构，长8.2 m，宽5.1 m，底板垫层底标高为-9.088 m，进水管道部分管道基底标高为-8.495 m，设计埋深分别为12.288、11.695 m。

2 周边环境影响

泵站基坑位于卫国道与昆仑路交口东南角绿化带内，距离立交桥桥墩最近距离为6.2 m。

基坑开挖与支护对环境的影响主要分为3类：围护结构施工过程中产生的挤土效应或土体损失引起的相邻地面隆起或沉降；长时间、大幅度降低地下水可能引起地面沉降，从而引起邻近构筑物及地下管线的变形及开裂；基坑开挖时产生的不平衡力、坑外水土流失而导致周围土体及围护结构向基坑开挖区发生侧移动、地面沉降及坑底隆起，从而引起邻近构筑物及地下管线的侧移、沉降或倾斜。因此保护基坑周边环境首先从基坑的支护结构施工、降水及基坑开挖上采取措施减小基坑变形；其次，从基坑变形的传播途径上采取措施，切断或减小土体变形对周边环境的影响；第三，提高基坑周边环境的抵抗变形能力方面采取措施，减小构筑物、地下管线或设施的变形。

3 基坑支护设计

泵站为异形基坑，泵站主基坑深度为12.44 m。基坑采用坡率法与钻孔灌注桩+水泥搅拌桩止水帷幕相结合的方式进行支护。钻孔灌注桩直径800mm，间距1 m，桩长19 m，嵌固深度为9.96 m，在桩顶设置1道带1 000mm挡土的钢筋混凝土冠梁，在桩中部设置1道钢筋混凝土腰梁，竖向间距为4.64～5 m。采用单排三轴直径850mm的水泥搅拌桩形成止水帷幕，桩中心间距600mm，套打一孔，桩长15 m。

钻孔灌注桩+搅拌桩止水结合的方案为目前深基坑支护的常见方式，应用较多。因此，将泵站主体和进水部分作为一个整体进行施工。

第1步，场区内场地平整至标高3.200 m；第2步，放线定位，整体施打水泥搅拌桩止水帷幕；第3步，整体施打钻孔灌注桩；第4步，进行支护开挖施工；第5步，挖至坑底进行主体结构设计施工；第6步，主体完工后，土方回填，截断内支撑。

4 施工工艺

4.1 施工降水

采用大口井与坑内集水井相结合的排水方法，在基坑开挖之前采用大口井排水待水位降到一定标高后开槽，降水高度控制在基底下皮1 000mm。大口井的水位用线绳进行测量。成槽后根据情况采用盲沟加集水井排水为主的施工方法。坑内4个大口井深为17 m，坑外1个大口井深14 m。基坑开挖完成后，在垫层施工前用中砂将坑中间大口井填满。止水帷幕外侧每一边设置2眼观测井，检查搅拌桩咬合质量止水帷幕闭水效果。大口井采用圆400mm无砂混凝土管。基坑止水帷幕外围开挖排水沟，坑边增设排水沉淀池，经处理后汇合排入附近市政管网。大口井布置见图1。

图1 大口井布置

4.2 土方开挖

第1步，场地平整至标高2.800 m。第2步，施工水泥搅拌桩止水帷幕。第3步，放线定位，施工钻孔灌注桩及钢立柱。第4步，灌注桩及搅拌桩强度达到要求后进行土体开挖，以1∶1坡率放坡1 m。第5步，施作钢筋混凝土冠梁及第1道水平钢筋混凝土支撑。第6步，待第1道支撑强度达到要求后，进一步向下开挖至第2层腰梁层，施作第2道钢筋混凝土腰梁及水平钢筋混凝土支撑。第7步，继续向下开挖，直至坑底，进行主体结构施工。第8步，待主体强度达到设计要求后，进行基坑整体回填，压实回填土后方可拆除支撑。

4.3 基坑施工监测

沿基坑四周支护顶设若干水平位移监测点，观测支护结构在土方开挖及泵站施工期间的侧向变形；沿基坑周边布置若干沉降观测点，观测土方开挖及泵站施工对周围土体及现状道路的影响；地下水位测量通过孔内设置水位管，采用水位计测量，精度不低于10mm。

开挖深度＜10 m，每1 d观测1次，开挖深度小于等于设计深度时或者底板施工过程中，每1 d观测2次，底板浇筑完毕7 d后，每1 d观测1次，底板浇筑完毕14 d后，每2 d观测1次，施工到室外回填完毕，周边沉降稳定，再观测1次结束。

4.4 基坑回填

1）回填前，对基坑中的垃圾、杂物、积水进行清理。

2）回填时确保成品保护，在保证车辆不碰撞混凝土构筑物的同时，还要做到对称回填，杜绝因不对称回填而造成混凝土基础位移。

3）基坑内较密集的地方不用机碾压，采用手扶振动碾或小型打夯机夯实及人工夯实的方法。

4）填筑的平整度直接影响碾压，卸料后用推土机进行摊铺和平整并配合人工找平。同时避免粗颗粒集中现象出现。

5）填筑时必须根据基坑断面分层填筑，分层压实，当每一分层检测合格后，方可进行下一层填筑，压实系数≮0.90，道路下土体回填需同时满足道路要求。

6）基坑采用粘性土回填，最优含水量要求19%，最大干密度≮1.80 g/cm3。

5 结论

1）该深基坑支护施工结合施工现场的具体情况，钢筋混凝土灌注桩、水泥搅拌桩，止水帷幕、混凝土冠梁、混凝土水平支撑，多种支护手段综合运用，充分发挥不同支护结构的特点，即达到了支护止水的功能，又尽量节约了支护费用。

2）该深基坑支护设计较为经济合理，最大程度利用了地下结构自体。虽距离周围桥梁近、受基坑支护上部施工荷载限制影响，施工临时用地范围极小，但因本工程适当提高冠梁及支撑标高能有效解决该问题。

3）施工监测措施保证设计与施工结果相印证，通过第三方监测对基坑支护安全度作出了直观的评价，指导施工方案的优化，节约工程造价6%，缩短施工周期，确保优质工程。