浅谈泵站施工中的深基坑开挖

张立杰

摘 要：根据天津航空产业区三期配套基础设施项目雨污水合建泵站的基坑开挖与支护实践以及本项目自身特点，结合天津市本地的地质特点，浅谈对于深基坑的开挖、降水和监测的见解，以期为其他类似项目的深基坑施工提供一定的借鉴和参考。

关键词：深基坑；土方开挖；基坑监测；土方开挖

中图分类号：TU753 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.23.102

1 项目概况

航空产业区雨污水合建泵站位于天津市东丽区，包括雨水泵房一座，长39.20 m，宽24.70 m，底标高-7.550 m；污水泵站一座，长25.88 m，宽9.5 m，底标高为-8.900 m。

航空产业区属于华北平原东部滨海平原地貌，属海相与路相交互沉积地层，地基土在控制深度内自上而下依次为：①人工填土层（Qml）。主要为耕植土，土层厚度0.6 m，层底标高为0.14～0.33 m，黄褐色，松散～可塑状，含铁质，植根，黏性土为主。②第Ⅰ陆相层（Q43al）。主要为河流沉积，土层厚度为1.0～1.1 m，层底标高0.14～0.33 m，黄褐色，可塑，含铁质，云母，高-中压塑性。③第Ⅰ海相层（Q42m）。浅海相沉积，分为2个亚层。

2个亚层为：①淤泥质土。土层厚度为5.30～6.30 m，层底标高-6.16～-5.07 m。灰色，流塑，含云母、有机质，高压塑性，粉质黏土、黏土夹层。②粉质黏土。土层厚度为5.6～6.8 m，层底标高-11.87～-11.66 m，灰色，流塑～软塑状，含有机质、云母、贝壳，土质不均，中压塑形，黏土、淤泥质土夹层。

2 深基坑开挖方法

2.1 深基坑土方开挖方式

本工程场地属于华北平原东部滨海平原地貌，场地内地下水为第四系潜水，位于第Ⅰ陆相层中。基坑采用分层开挖方式，每层1 m，放坡进行开挖。首先采用两台挖掘机沿对称方向进行开挖，在原有形状的基础上整体分层下挖。每层开挖深度控制在1 m范围以内，直至挖至设计标高。

剩余最后的一小部分土方开挖时，挖掘机均开出基坑外部，采用长臂挖掘机在基坑上部挖掘清理，每层1 m，放坡进行开挖。首先采用两台挖掘机沿对称方向进行开挖，在原有雨污水泵站的基础上整体分层下挖。每层开挖深度控制在1 m范围以内，直至挖至设计标高。

2.2 土方工程施工部署安排

為保证土方开挖的顺利进行，防止塌方等不利现象的发生，我们采用土方开挖与边坡修整交替进行的办法（支护部分边开挖边支护）。每挖1.5 m深进行边坡修整，反复交替进行，直至坑底。具体流程如下：①坑底预留300 mm人工清底，以减少雨水和太阳暴晒对土层的扰动。②开挖过程中，时时测量挖深，通过放坡系数计算该挖深处的下边缘位置，并由测量人员撒出白灰线进行控制。③如果到达坑底后发现基底土层与地勘资料不一致，立即通知业主、监理、设计以及地勘部门，以便及时采取措施。④坡道处土方收尾采用长臂挖土机进行挖土，装车运走。⑤在进行二层土方开挖时，基坑内预留坡道，并根据土方动态进行留设。⑥为保证达到土方文明施工要求，避免土方运输车辆泥土污染市政道路，在现场出入口边设置专用沉淀池，现场道路作地面硬化处理。⑦基坑开挖、支护连续施工，尽量减少土体暴露时间，做到支护不过夜，在完成上层作业面支护的各项操作前，不进行下层深度的开挖。⑧基坑开挖开始前，基坑周边设置监测点。在基坑开挖支护过程中，每天监测1次。基坑土方开挖及支护完毕后，第一周内每2 d监测1次，第二周内每5 d监测1次，以后每10 d监测1次，直至基坑回填。⑨基坑开挖必须遵循“由上而下，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，开挖后的边坡段用人工及时修整，清除待喷面上的松散物，以便挂网喷浆。⑩基坑周边8 m范围内地面内严禁额外堆放荷载及施加动荷载。

3 深基坑支护稳定性分析及措施

在实际工程中，支护结构刚度对基坑整体稳定性的影响最为重要，表现为其对侧向位移的敏感程度高，所以可将支护桩侧向位移量作为本基坑整体稳定性的主要控制标准，在施工中应注意以下几点。

锚杆钻孔应按设计倾角和孔深进行，钻孔时，如果遭遇障碍物发生无法钻进的现象时，要根据现场情况改变钻孔的方向。如果钻孔深度难以满足设计要求，则可以根据锚杆抗拔力等同原则在该孔周边实施加固补强；当遇到软土层时，可以适当地加大倾角，把锚杆嵌入持力土层。嵌入前，首先要进行清孔工作，保证孔内干净清洁。在下锚杆的过程中，应该将注浆管、止浆袋和锚杆一同放入孔洞当中，参考实际的注浆状况进行多次注浆。在这一过程中，要严格把握砼配合比，并保证浆液可以充满孔壁，使锚杆拥有充分的抗拔性。喷射混凝土时，务必保证砼厚度合乎设计指标，并搅拌均匀，尽量采取由下而上的方法实施喷射。三天后，对锚固体进行检测，只有强度超过设计强度的70%，方才可以开挖下一层土方。

在基坑的开挖过程中，由于地下水环境的复杂性，排水系统出现问题时，所导致的水患会给基坑工程稳定性带来不利影响。因此，针对地下水患问题，施工人员要参考地质勘察报告和周围水文环境，以免施工不当对基坑造成损害。在放坡开挖阶段，应该对坡顶、坡面、坡脚实施降排水措施。此外，基坑周边还要设置排水沟系统，以免地表水渗入坑内。

4 基坑监测

本工程基坑开挖最大深度达到10.8 m，支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境和地下结构施工的影响很严重。根据现行规范规程和设计要求，为确保基坑支护结构和周围环境的安全，在基坑施工的全过程中，要求对支护结构和周围环境，由基坑土方开挖始，至基坑回填完成的时间段内全程进行巡查、监测，以便施工。

监测内容包括：①水平位移。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，监测点数及位置依《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497—2009）相关规定确定。②沉降。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和现有道路的影响，监测点数及位置依《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497—2009）相关规定确定。③地下水位测量通过孔内设置水位管，采用水位计测量，精度不宜低于10 mm。④其他检测项目遵照《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497—2009）相关规定执行。

观测频率：

水平位移观测：开挖深度小于5 m，每天观测1次。开挖深度小于等于设计深度，或者在底板施工过程中，每天观测1次；底板浇捣完毕7 d后，每2 d观测1次；底板浇捣完毕14 d后，每5 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。

沉降观测：开挖深度小于5 m，每2 d观测1次。开挖深度小于等于设计深度，或者在底板施工过程中，每天观测1次；底板浇捣完毕7 d后，每2 d观测1次；底板浇捣完毕14 d后，每5 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。

观测频率可根据观测结果进行适当调整，即观测较为稳定时，可减少观测次数；观测结果变化较大或遇暴雨异常情况时，增加观测次数，并采取相应的应急措施。

5 土方开挖

第一部分开挖共取土约14 430 m3。根据机械的功率，每天每台挖掘机挖土1 500 m3，所有土方完成共需要5 d时间。土方开挖坡度为1∶1.5进行放线开挖，第一步挖土深度为3.5 m。第一步土方开挖挖成后对灌注桩桩顶进行清理，为施做环梁作好准备。

第二部分土方采用分层开挖法，每层1 m，放坡进行开挖。首先采用两台挖掘机沿对称方向进行开挖，在原有形状的基础上整体分层下挖；每层开挖深度控制在1 m范圍以内，直至挖至设计标高。这部分开挖土方量约9 297 m3，根据机械的功率，每天每台挖掘机挖土1 500 m3，所有土方完成共需要3 d完成。

剩余最后的一小部分土方开挖时，挖掘机均开出基坑外部，在肥槽部分处采用长臂挖掘机在基坑上部挖掘清理。每层1 m，放坡进行开挖。首先采用两台挖掘机沿对称方向进行开挖，在原有雨污水泵站的基础上整体分层下挖；每层开挖深度控制在1 m范围以内，直至挖至设计标高。这部分开挖土方量约2 000 m3，但由于基坑较深，根据机械的功率，每天每台挖掘机挖土500 m3左右，所有土方完成共需要3 d完成。

6 结束语

基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分，特别是深基坑工程施工，往往事关工程全局。深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两方面着手，确保质量。深基坑施工直接关系着建筑的安全性、稳定性和长久性。良好的基坑支护施工技术是整个工程施工顺利的前提与保证，是整个庞大工程的重要开端。因此，加强对建筑深基坑施工技术的认识与研究意义重大。

〔编辑：王霞〕