浅析排水泵站深基坑施工工法

摘要：受周边环境限制,城市排水泵站施工基坑开挖必须采用有效的支护形式,结合天津地区泵站施工实践,本文系统地总结几种排水泵站深基坑施工工法,以供参考。

关键词：排水泵站；深基坑；施工工法

中图分类号：TQ639.2 文献标识码：A

1、排水泵站深基坑工程的主要特点及存在的主要问题

随着城镇建设的快速发展，排水泵站的建设数量随之增多，深基坑工程越来越多。同时，密集的建筑物、大深度的基坑周围复杂的地下设施，使得放坡开挖基坑这一传统技术不再能满足现代城镇建设的需要，因此，深基坑开挖与支护工法的选择引起了各方面的广泛重视。

总体来看，目前排水泵站基坑开挖与支护状况具有以下特点：

（1）基坑越挖越深或为了使用方便，或因为地皮珍贵，或为了符合建管规定，排水泵站不得不向地下空间发展。由传统的地上式转为半地下式、全地下式。更多的排水工艺和电气设备要合理的配置与泵站下部结构中，势必增加泵站的面积和深度。根据规定基坑深度超过4.5米的即为深基坑，故排水泵站的基坑多为深基坑的范畴。

（2）工程地质条件越来越差排水泵站建设只能根据城市规划需要，随遇而安，因此，地质条件往往较差。

（3）基坑四周已建或在建高大建筑物密集，泵站建设不仅要确保本身基坑稳定，更不能殃及池鱼。

（4）基坑围护方法多诸如人工挖孔桩、预制桩、深层搅拌桩、地下连续墙、钢支撑、木支撑、砂袋堆撑、拉锚、抗滑桩、注浆、喷锚网支护法，各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护法以及土钉墙法等等，应有尽有，各显神通。

综合起来，目前存在的主要问题有以下几个方面：

（1）深基坑施工工法有待尽快发展提高，以适应当前工程的需要当前深基坑开挖支护工程已发展到以深、大、复杂为特点的新时期，特别是沿海地区，地下水位较高，深基坑工程施工工艺的改进等问题，均有待于进一步的研究和尽快发展。

（2）施工混乱，管理不力，对属于岩土工程的地下施工项目，资质限制不严格，基坑支护工程转手承包较为普遍，少数施工单位不具备技术条件，人力、物力等基本素质较差，为了追求利润或为迁就业主，随意修改工程设计，降低安全度。现场管理混乱，以致出现险情时惊慌失措。

（3）质量检验方面也有不少问题基坑支护结构的质量检测、验收方法也无章可循，给基坑支护结构的质量监督和质量评价带来困难，没有针对基坑支护工程特点建立竣工验收的质量管理体系，检测部门资质混乱。

2深基坑支护的目的与要求

（1）确保坑壁稳定，施工安全；

（2）确保邻近建筑物、构筑物和管线安全；

（3）有利于挖土及地下室的建造；

（4）支护结构施工方便、经济合理。

3基坑支护体系的选择原则

支护体系的选用原则是安全、经济、方便施工，选用支护体系要因地制宜。

安全不仅指支护体系本身安全，保证基坑开挖、地下结构施工顺利，而且要保证邻近建（构）筑物和市政设施的安全和正常使用。

经济不仅是指支护体系的工程费用，而且要考虑工期，考虑挖土是否方便，考虑安全储备是否足够，应采用综合分析，确定该方案是否经济合理。

方便施工也应是支护体系的选用原则之一。方便施工可以降低挖土费用，而且可以节省工期、提高支护体系的可靠性。

一个优秀的支护体系设计，要做到因地制宜，根据基坑工程周围建（构）筑物对围护体系变位的适应能力，选用合理的支护型式，进行支护结构体系设计。相同的地质条件，相同的挖土深度，允许围护结构变位量不同，满足不同变形要求的不同的支护体系的费用相差可能很大。优秀的设计，应能较好地把握支护结构安全变位量，使支护体系安全，周围建筑物不受影响，费用又小。

支护体系一般为施工过程中临时构筑物，设计中不宜采用较大的安全系数，但适当的安全储备还是需要的。安全系数取1.0，对一个工程不一定出问题；但宏观地看，对一个地区，工程事故数量就可能不少。从安全与经济两方面考虑，可以在采用较小的安全储备条件下，在施工过程中加强监测，并备有应急措施，以保证在事故苗头出现时，采取措施，确保安全施工。

一般讲，软粘土地基中基坑工程要侧重处理支护体系围护结构的稳定性问题，或者说处理好挡土问题；地下水位较高的砂性土地基中基坑工程要侧重处理好水的问题，如何降低地下水位，如何设置好止水帷幕，软粘土地基中基坑工程支护体系失稳往往是支护结构失稳。引起支护结构失稳的原因很多，有设计方面的原因，也有施工方面的原因，也有对地质条件了解不清楚的原因。但原理性错误，也经常遇到。渗透性较大的地基中基坑工程支护体系失败往往是水的问题未处理好。要根据地基土质情况合理选用支护体系。

4、几种排水泵站深基坑施工工法实例

天津地区地下水位较高，在选择支护结构的同时必须考虑地下水问题。

（1）钢板桩+水泥搅拌桩法

新开路泵站工程基坑开挖深度为9.0米，地下水位较高，采取基坑打直径为d600单侧咬合200mm的双排水泥搅拌桩，水泥采用普通矿渣硅酸盐水泥，15%含灰量，深度15米。为了保证钢桩的入土深度（一般为基坑深度的1/3），在打桩前先下挖2米，按1:1放坡，预留2米马步，然后在第一排搅拌桩内侧一米打密排钢板桩（40a），钢板桩长12m，采取“一丁一横”的方式进行打桩，打桩时要注意打桩的垂直度便于支护；为了保证钢板桩的整体稳定性并且加强整体支护能力，钢板桩桩顶下1米设置支撑系统一道，用45b工字钢做水平环梁，用φ600钢管做水平支撑。

基坑内采用大口井降水，水位降至底板一下0.5米。井深以不超过止水帷幕深度为宜。基坑外设置2眼观测井，以观察地下水位变化。同时对基坑、周边建筑物及铁路进行沉降观测，至工程竣工沉降均在允许范围内。

（2）SMW型钢水泥土搅拌桩墙法

西纵泵站工程基坑开挖深度约10米，基坑支护方案为圆形，直径30m，采用d850@600三轴水泥土搅拌桩，长度16.5米，水泥掺量20%，内插HM700*300*13*24型钢，隔一插一。长度16米，入土深度6m左右。桩顶设一道钢筋混凝土冠梁，截面尺寸为1050×600mm2，梁顶标高为3.100m（地面标高2.700m）。在冠梁下方6m处再设一道环梁水平支撑，截面尺寸为800×600mm2，梁顶标高为-2.800m。冠梁与环梁均采用C30级混凝土，施工中务必与水泥土搅拌桩有效连接。

基坑内采用大口井降水，同时为防止外部地表水进入基坑，影响施工及边坡稳定，本工程在绝对标高2.90 m层坡顶及-6.96层坑底处设置400 mm宽，300 mm深的的排水沟，将地表水引走，并防止雨水进入基坑。

（3）钻孔灌注桩+水泥搅拌桩法

桥南泵站工程，基坑长34.4m，宽21.5m，开挖深度9.3米，基坑支护结构形式采用Φ800@1000钻孔灌注桩支护，桩长17.35米。双排Φ700@500双轴水泥搅拌桩帷幕止水，桩长15.35米。坑内设置一道钢筋混凝土冠梁及支撑。

基坑内采用大口井降水。

（4）沉井+水泥搅拌桩法

西站泵站工程，地下结构采用沉井施工法进行施工，沉井平面尺寸为31.9×20.6m，地下三层，主体深度12.24米。在原室外地坪沉井井壁以外2.00米处打设水泥搅拌桩止水帷幕，直径500mm咬合200mm，桩长为18米。

本工程采用排水法下沉沉井。沉井制作前在沉井池壁至止水帷幕之间打设大口井（直径600、20米深）5口。在沉井内部打设大口井（直径600、20米深）4口，施工降水待下部结构主体完成后停止降水。

（5）地下连续墙法

地道泵站工程,为框架结构建筑物,地下两层,地下主体深度约9.48m,地下护承重采用地下连续墙,内部结构为梁、柱框架结构体系。地连墙总长度94.94m，深度为23.7m，厚度为800mm。

为了保证基坑开挖的顺利进行，基坑内设置4个大口井进行降水，深度15m；地连墙外设观察井2个，深度13m。在施工过程中及时观测、了解地下水位的变化。该工程中封井是一个质量保证的关键问题，大口井的封堵方法为：底板施工时，随底板混凝土浇筑依次堵封底板井。封井方法为：在混凝土施工时，将排水井中水抽至槽底标高下0.5m后马上用干拌石子、水泥砂浆填平，然后同底板一同灌满同标号混凝土。