箱涵基础深基坑开挖和支护方案比选分析

何时建

（福建润闽工程顾问有限公司，福州350001）

1 工程概况

福州市晋安河直排闽江通道工程位于福州市台江区六一中路，工程建设内容为在光明港一侧正对晋安河出口设置引渠段，新挖引渠120m，河底宽度154.0～87.0m。引渠段末端设置红星水闸1 座，水闸过流总净宽24.0m，水闸消能设施（兼压力前池）后接箱涵下穿红星地块、排尾路及江滨中大道至闽江北港，箱涵总长713m，过流净宽20.0m（4 孔×5.0m）。红星排涝站布置在水闸左侧（与闸室间设置导流墩），采用正向进水，抽排流量80m3/s，抽排晋安河涝水进入闽江北港。建筑物设计挡潮标准为200 年一遇，排涝标准为20 年一遇。该工程为Ⅱ等工程，红星水闸、红星泵站和箱涵工程主要建筑物等级为1 级，次要建筑物为3 级。

2 工程地质水文情况

工程区地层主要为第四系人工堆积和冲洪积的松散堆积物。施工场地高程6.5～7.0m，箱涵底板高程0.5～0.8m，平均开挖深度约6.1m。箱涵边坡开挖的土层主要为杂填土（厚度1.5～1.9m）、淤泥质土（厚度4.0～4.8m）、含泥中砂（厚度0.5～1.3m），其中，含泥中砂和淤泥夹砂为具有低水头承压含水层。场地地下水类型主要为空隙潜水，埋深较浅。场地表层杂填土成分复杂不均，局部存在上层滞水。基坑存在抗滑稳定，渗透稳定问题，应采取支护处理措施。

3 箱涵基础开挖支护方案

方案一：为工程初步设计的基坑支护开挖方式。具体为部分放坡开挖+冲（钻）孔灌注排桩+坑内土体加固的支护形式：原地面6.5～4.5m 高程采用放坡开挖，坡比1∶1.5；基坑东、西侧施打冲（钻）孔灌注排桩作为坑壁支护桩，灌注桩桩径1.0m，桩距1.1m，桩长16.0m，桩顶标高3.6m，桩顶冠梁截面为1.2m×1.0m（宽×高）；坑内土体加固采用连排+格栅式高压旋喷桩，由东、西侧坑壁边向坑中心方向进行加固，加固宽度6.0m，高压旋喷桩径0.6m，桩距0.4m，桩长4.0m。基坑地下水控制采用三轴搅拌桩止水帷幕+井点降水的方式，坑内布置双排共6 口降水井，井距15m，井深20.0m；三轴搅拌桩直径850mm，桩距600mm，桩长24m。

方案二：为放坡开挖+坡面止水的方式（见图1）。受施工范围的地质及地下水位的影响，为确保开挖边坡安全稳定，设计开挖坡比为1∶5；在地下水位高程4.8m，沿开挖边坡坡面施打三轴搅拌桩止水帷幕与相邻基坑的支护结构闭合，三轴搅拌桩直径850mm，桩距600mm，桩长15.0m（空孔1.5m）；布置双排共7 口降水井降低地下水位，井距15.0m，井深20.0m；地面来水由坑内布置的3 处强抽点解决，箱涵主体结构墙背回填4.8m 高程以下按利用开挖料回填，4.8m 高程以上按夯填土考虑。

图1 放坡开挖+坡面止水平面图

方案三：放坡开挖+坡脚止水（见图2）。受施工范围的地质及地下水位的影响，为确保开挖边坡安全稳定，设计开挖坡比为1∶5；沿开挖基坑坡脚施打三轴搅拌桩止水帷幕与相邻基坑的止水帷幕结构闭合，三轴搅拌桩直径850mm，桩距600mm，空孔6.0m，桩长15m；布置双排共7 口降水井降低地下水位，井距15m，井深20.0m；地面来水由坑内布置的3 处强抽点解决，箱涵主体结构墙背回填4.8m 高程以下按利用开挖料回填，4.8m 高程以上按夯填土考虑。

图2 放坡开挖断面图

4 箱涵基础开挖支护方案比选

2018 年12 月，根据排尾路以北箱涵施工范围及周边地块的拆迁工作进展，结合已施工的箱涵基坑支护桩的平面位置，箱涵XH0+045.9～0+096.5、XH0+146～0+196 桩号段，总长100.6m 的箱涵基础开挖具备放坡开挖条件。经专题会讨论，原设计方案一采用冲孔灌注桩支护，三轴搅拌桩防渗和内侧高喷桩土体加固方案工程造价高，仅桩基施工工期长达2 个多月，进度满足不了2019 年6 月前必须通水的目标要求。综合考虑该段箱涵施工场地周边房屋已拆除完成，具备放坡开挖和临时堆土场地条件，且施工安排在1～3 月枯水期，会议明确采用放坡开挖和坡脚止水结合的第三方案，工程造价最低且施工工期最短，如遇恶劣暴雨天气，则采用加强坡面防护和加大井点降点投入的保证措施。排尾路以北箱涵基础开挖支护方案对比分析如表1 所示。

表1 排尾路以北箱涵基础开挖支护方案对比

5 结语

该段箱涵施工工期恰好可以在1 月枯水期实施，避开梅雨季节，有利于提高边坡安全稳定性，为放坡开挖方案提供有利条件。实施时果断采用放坡开挖+坡脚止水方案施工。目前，该段箱涵已顺利施工完成，达到预期施工效果，节省工程造价约390 万元，缩短工期1 个多月，为工程提前交付使用奠定了基础，提前发挥了排涝社会效益，可供类似工程提供借鉴和参考。