毗邻湖岸一体化提升泵站深基坑开挖支护施工技术研究

随着时间的推移，深基坑的工程项目变得日益普遍。在深基坑施工过程中存在很多风险因素，如地下水、降水以及围护结构变形等。深基坑工程指的是那些挖掘深度超出5m或涉及到复杂地质状况的地下空间挖掘项目。因此，在开展深基坑施工过程中，需要对各种影响因素有一个全面而深刻的了解，从而选择合理且有效的支护方案来提高深基坑支护效果。为确保深基坑工程的施工过程既安全又稳定，必须实施有力的支撑策略。对深基坑的支护技术进行深入研究，并结合真实的案例进行详细分析。

1 工程概况

深基坑施工过程中，需要制定科学的施工方案对施工过程中周边的地质条件、水文条件和地下管网进行调查，并确定周围建筑物的位置

1.1 工程基本情况

该工程通过新建一体提升化泵站及压力管道，将郴州市北湖泉水引至燕泉河，减少郴州市第四污水厂溢流水量，同时对燕泉河进行补水。1.2 地勘资料

基坑开挖位置处上部地层为①杂填土，厚度约 4.2 m，4.2 m 以下为② -2 粉质黏土,

厚度大于 10 m，①杂填土自稳能力差，基坑开挖形成临空面后，易产生局部垮塌。北湖水及上层滞水对基坑工程有一定影响。1.3 旁泵站设计情况

该工程新建一体化提升泵站基坑设计为圆形，直径7m，周长 22m，面积 38.5m，基坑开挖深度7m。基坑采用逆作法支护施工，工程重要性等级为二级。基坑开挖深度超过5m，属于超过一定规模危险性较大的分部分项工程。

依据 JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规范》相关要求，基坑护壁采用C30抗渗混凝土，抗渗等级为P6，施工前应充分考虑并计算出各阶段护壁所受土压力、地下水产生的水平荷载，并根据土压力合力进行抗滑移、抗倾覆稳定性验算。护壁井受力简图见图1。

1.4周边环境

1)临近建(构)筑物、道路及地下管线与基坑的位置关系。①基坑位于北湖公园南侧绿化带中，周边建筑物主要有商铺、住宅小区、地上停车场等，基坑开挖工作面距离最近构造物约2m，基坑开挖前按规范、设计要求沿基坑周边及建筑物外墙布置监测点，并留下周边环境影像资料，施工过程中加强对周边建筑物监测及安全巡查:2)基坑施工区域周边有6处地下管线，包含高压电缆、供电电缆、通讯光缆、给水管道等相关地下管线，距基坑开挖边缘2~6m。

2)地下管线情况。根据设计单位及地下产权单位交底情况，基坑东北侧有2条供电电缆，埋深0.2~0.3m;西南侧有3条地下管线，其中，通讯光缆1条，埋深0.3m，供电电缆1条，埋深0.2~0.3m，高压电缆1条，埋深03m;南侧有1 根给水管道埋深 1.5 m。

3)北湖情况。北湖公园位于城区中心区，始建于1975年,占地面积 31.6 hm,北部为大片水面，面积12.47 hm。北湖平均水深2m，常水位标高154.80m，洪水位标高 156m，北湖水对基坑工程有一定影响，施工过程中需要做好支护及排水工作。

2 一体化泵站基坑开挖支护方案

开挖支护技术在选择过程中，应该按照因地制宜的原则，从安全、经济以及方便等角度出发，其中安全不仅包括支出系统的安全，也包括保证相邻建筑、市政设施的安全以及可以正常使用;经济指的是支护系统的造价，要从多个角度进行综合分析，保证造价的合理;方便也是在施工中需要落实的重要原则[21

2.1 基坑开挖

1)基坑工作面准备完成后，进行基坑开挖，第一次开挖深度1.2m(人机配合)，采用长挖机挖土下沉，挖土时从中间向四周对称分层取土，每层取土厚度控制在 50cm 范围内。一体化泵站基坑开挖示意图见图 2。

2)沿护壁井外边缘采用人工配合机械开挖基坑，高度 1.5 m，基坑开挖完成后立即施工基坑锁口及护壁拱墙，防止地表水流人孔内，冲刷孔壁从而影响基坑边坡的稳定性。基坑位于公园绿化带中场地受限，混凝土罐车无法直接靠近基坑，护壁拱墙混凝土需借助汽车泵泵送入仓。

3)拱墙在垂直方向进行分层开挖施工，一般土层每节高度不大于1m为1个循环，在不利地质区域段每节高度不大于0.5m(即挖好1节浇筑1节，前1节浇筑完成后2d，开挖下1节)。4)基坑开挖方式选用:坑内微型挖机挖土，吊车吊运装土，小型环保汽车弃土。5)为保证施工进度，在混凝土中加人早强剂提高混凝土初期强度值，以便提早开展下一模的施工

6)每次拱墙施工前，对基坑平面位置及垂直度复核，确保基坑施工满足设计要求。

7)严格控制井底的开挖标高，设专人指挥,分层开挖，确保不超挖、不扰动基坑土层面，设计基底标高以上03m土层，在设计基坑底高程以上预留 0.3m厚的土层暂时不挖，待大面积土方开挖完毕时用人工清理挖至设计标高，同时修整基坑底，如果已经超挖，应进行砂石回填[4;井坑开挖完成后及时绑扎钢筋浇筑混凝土。

8)浇筑混凝土时要加强振捣，确保混凝土与孔壁间联结密实。开挖和浇筑过程中应清除坑壁松弱部分，确保施工作业人员安全。

2.2 护壁钢筋施工

护壁拱墙钢筋采用HPB300光钢筋HRB400带肋钢筋，材料进场检验、加工出厂检验焊接接头检查均应符合现行国家标准规定。

钢筋采用 25T 汽车吊将已经加工好的半成品钢筋吊人井下绑扎。采用同强度水泥砂浆垫块作为钢筋保护层，先绑扎锁口梁钢筋，均匀地在井壁上打人锚筋，然后先把1根水平筋固定在锚筋上，并在水平筋上划出立筋的分档位置，根据画好的分挡标志绑扎立筋，然后在立筋上画好竖向水平筋的分档线，按照竖向分档标志绑扎水平筋。先绑扎外层钢筋，再绑扎内层钢筋。绑扎立筋时，上节护壁立筋伸人下一节护壁的搭接长度不小于200mm。适当位置预埋好上下扶梯预埋筋。预留孔洞处钢筋若需截断，截断钢筋弯成直角后与洞口加强筋焊接。

2.3 护壁模板安装

1)完成钢筋绑扎之后，通过监理单位及建设

单位验收合格后，可进行模板安装。2)护壁井施工模板采用 15 mm 厚竹胶复合模板，60 mmx80 mm 木方进行加固，间距200 mm，φ20 mm 环向钢筋作为内楞，φ48mmx4mm钢管采用伞状结构进行支撑。

3)每节模板及支架的拆除应在灌注混凝土3d之后进行。模板拆除后应及时进行维修、清理堆码整齐，以利下一节护壁施工使用。

2.4 护壁混凝土浇筑

1)采用汽车泵将混凝土均匀对称的泵人基坑护壁拱墙中，混凝土分层浇筑，分层厚度30- 40 cme

2)应根据天泵出料口口径确定好浇筑口宽度、采用插入式振动器分层捣实混凝土，插入形式为垂直式;振捣时要求“快插慢拨”，有序振捣，保证不漏振、不过振。

3)分层处采用插入式振动棒与混凝土面成斜角斜向插人振捣，振动过程中必须插人下层混凝上10cm 以上直至上表面泛浆，确保上下层混凝土联结密实[1，振捣棒插入间距在 40cm 以内，振捣时间为 50~60s混凝土浇注应连续进行。

2.5 基底验收

基坑开挖至设计标高后，尽快组织相关人员开展基底验收，基底地基承载力不小于150 kPa,若地基承载力不满足设计要求时，对基底超挖50cm，超挖部分采用粒径小于40 mm 的碎石并拌和粗砂分层压实整平至基底高程，每层虚铺厚度不大于20cm，压实至地基承载力符合设计要求。2.6 封底和底板

基坑开挖至基坑底时，通知业主、设计、勘察监理进行现场验收，符合地勘要求并检查合格后，应及时封底[61，进行垫层施工，垫层初凝后，在垫层上弹出各种钢筋安装定位线，底板钢筋将根据弹出的定位线进行安装，验收合格后浇筑底板混凝土，底板厚度为 500mm、混凝土强度等级均为C20.混凝土浇筑前24h内对垫层进行酒水润，混凝土浇注采取"平面分层、薄层浇筑、依次推进、整体浇筑"方法浇筑，浇筑方向从底板中间开始向两头推进!，不留任何施工冷缝，振捣密实后用刮尺修平，初凝后为了防止板面出现收缩裂缝，再用灰匙压抹表面。

2.7 爬梯施工

把成品钢爬梯分段焊接在井壁预埋件上，钢爬梯栏杆外挂密目网。

2.8 基坑排水

1)根据地勘报告显示，新建泵站处地下水不丰富，为确保基坑护壁工作开展及基础底板时作业面呈疏干状态，需要在开挖基坑内设置2处0.8mx0.8mxlm集水坑收集临时积水，同时采用抽水泵对基坑内的积水进行抽排，随挖随排，且必须保证抽水的连续性，不得长时间停顿。浇筑基坑底板时，在底板上预留1处1mxlmx05m集水井，确保基坑积水能够连续排放，不影响下一步工序施工。工程全部完工后方能停止抽水。

2)基坑周边设置三级沉淀池，基坑排水经过沉淀后通过排污车抽排至污水管道中。

3)准备足够的注浆、堵漏材料，以及足够的沙袋放在基坑内以备抢险使用[81

3 基坑施工安全措施

1)基坑周边渣土、工器具堆放距基坑边距离应不小于2m，高度不超过1.5m，对基坑周边的堆载物，应设专人负责，随时核对基坑周边的堆载物是否超载。加强日常监测、巡视，并建立相应制度，纳人常态管理工作。发现问题立即采取措施，并报告项目部，超出设计允许的堆载，必须撤出现场，必要时停止基坑内作业。

2)施工人员进人施工现场必须按要求配戴好安全帽，高处作业系好安全带，对发现违规者子以罚款处理，屡教不改严替进入施工现场。施工机械操作人员应遵循有关机械操作安全管理规定不得违章作业。

3)机械开挖土方时应按照规定进行施工，挖掘机前沿距工作面边缘至少应保持1~15m的安全距离，以防塌方，造成翻机事故。禁止机械开挖与人工开挖同时进行，人工基坑清理时，两人操作间距应大于2.5m，挖掘机进场工作时，首先应该鸣笛示意，提醒施工人员和场外观望者注意避让。机械指挥人员应全神贯注，随时注意观察施工区域有无异常，指挥手语清晰果断。安全员要在现场进行全程监控，对于违反有关安全方面的行为坚决予以制止。

4 实施效果

使用上述方案，一体化泵站基坑开挖自开工之日起至封底混凝土施工完毕，实际工期为1个月，平均施工效率为1.75m/周。为保证基坑开挖施工安全，在基坑开挖施工过程中第三方监测机构对基坑变形进行持续性监测，土体最大沉降量5.5 mm，最大沉降速率 0.4mm/d;支护结构沉降最大2.8 mm，最大沉降速率为0.6mmd。支护结构水平位移数据在允许值范围内波动，属于误差范围。根据以上数据可知，整个基坑监测的位移沉降值远远小于报警值，相对稳定。

5 结束语

与一般的基坑工程相比，深基坑工程具有较大的危险性，必须采用合适的开挖支护方式才能保证工程的安全性[9]。对深基坑开挖与支护技术进行了深人探讨，并结合实际案例进行分析。