摘要:深基坑支护结构具有安全、经济和能提供宽阔的施工空间等特点。本文结合泵站深基坑工程实例，详细介绍了泵站深基坑支护结构的设计，并对深基坑支护方案选择及安全监测措施进行了分析，为类似工程提供参考借鉴。
关键词:泵站；深基坑；支护结构；设计；安全监测
随着社会经济的飞速发展，各种建筑项目的建设越来越多，深基坑支护结构也以其安全、经济和能提供宽阔的施工空间等优点被广泛应用于一些工程建设中。深基坑支护技术适用于某些建筑需放在较深的地下空间，基坑需要开挖，但基坑平面以外没有足够的空间供放坡之用或此空间内存在邻近建筑物、地下管线、运输道路等不允许放坡而只能采用支护结构保护下进行垂直开挖的工程中，如本文所介绍的深基坑工程。对此，笔者进行了详细的介绍。
1工程概况
某工程为解决由于外江潮水顶托，在外江高水位时内涌涝水无法通过水闸自排的问题，需新建排涝泵站。泵站设计防洪标准为200年一遇洪水位，排涝标准为20年一遇24小时不成灾。进水池控制内水位为5.80m，设计流量18.7m3/s。设计安装4台1400QZB－125型潜水轴流泵，单台电机355KW，总装机容量1420kW，泵站规模中型。
2泵站深基坑施工难点
本泵站深基坑工程因其地理位置，施工要求及时间的限制使得施工难度较大，其主要难点有:(1)本工程泵站与现有水闸为紧挨布置，位于水闸与水闸管理房之间一块空地。泵站进水池端现状存在一高压电线塔，泵站泵房主体建筑物距离现有水闸及管理房较近，施工场地狭窄，基坑开挖较深，最深处达到10.22m，基坑(西侧)边缘紧贴水闸结构边墙，基坑东侧离管理房仅6m，基坑布置在满足开挖安全情况下，须尽量避免对现有建筑物安全造成影响。②导流及交通疏导方案，对工程布置影响较大。(2)主体施工时间短，水下结构须在枯水期完工并拆除围堰。
3基坑支护方案比选
在工程施工前，经过现场勘测，得知该工程边缘用地到水闸和建筑之间的距离较小，外江出水箱涵需破除外江堤防沉箱结构及上部人行道，为减少对外江堤防破坏影响，应尽量减少破堤长度。因此，为确保基坑开挖时不影响现有建筑物的安全，并尽量减少对周边建筑物影响，泵站进水池、主泵房及出口箱涵采取垂直支护措施进行开挖，以减少用地，并保证开挖安全。本泵站深基坑工程进水池与内涌衔接段基面高程为0.90m;进水前池基面高程为0.90～－2.06m;泵室段基面高程为－2.06m，出水池、出水箱涵衔接段及外江挡潮闸段开挖基面为2.3m。基坑顶地面高程为8.40m，基坑开挖深度约6.30～10.22m。根据地质资料，内涌进水池段及外江出水箱涵段揭露地层为:①人工填土层、②－1冲淤积含淤质砂、含砾砂层、②－3冲淤积淤泥质粘土层及泥质砂岩、砂砾岩;泵房段揭露地层有:①人工填土层、②－1冲淤积含淤质砂、含砾砂层、②－3冲淤积淤泥质粘土层、②－4冲积含泥细砂、含砾中粗砂层及泥质砂岩、砂砾岩。上述土层中②－3冲淤积淤泥质粘土层为高压缩性土，属软弱层，揭露厚度约为1.0～4.6m。通过对地质资料的分析，拟定了以下两种泵站深基坑支护结构设计方案进行比较选择:(1)方案1———冲孔灌注桩支护加旋喷桩围护方案。在基坑外侧采用冲孔灌注桩作基坑支护结构，桩间采用旋喷桩止水防渗。从地面约8.4m高程开始以1∶2.5放坡开挖至6.0m～6.50高程，6.0m～－2.06m高程到基坑底采用灌注桩垂直支护。冲孔灌注桩直径为1.0m，桩中心间距为1.20m，桩顶设计高程为6.0m～6.50m，单桩长为12m～21m，旋喷桩直径为0.6m，桩中心间距为1.20m，单桩长为12m。(2)方案2———重力式格构式搅拌桩挡土墙支护方案。从地面约8.4高程开始以1∶2.5放坡开挖至6.00m～6.50m高程，6.0m～－2.06m高程到基坑底采用重力式格构式搅拌桩挡土墙垂直支护。挡土墙厚4.0m，由格构式布置的直径0.5m，中心间距为0.35m的水泥搅拌桩与桩间土体组成。上述两种方案施工技术均成熟可行，详细的工程量及投资比较见表1所示。方案1的优点是支护方案安全可靠，施工技术成熟，可应对不同地质情况，但造价较高。方案2可以满足工程支护深度要求，工程造价低廉。其缺点亦相对明显，重力式格构式搅拌桩挡墙厚度达4m，本工程用地有限，布置较为困难;其与强风化岩无嵌固作用，不能承受侧向剪力，搅拌桩工程量巨大，龄期较长，施工工期较长。从工程应用方面考虑，两种方案均能满足工程需求，综合工程造价、安全可靠性及施工工期用地等因素，推荐采用直径1.0m的冲孔灌注桩支护加旋喷桩围护方案。
4基坑支护设计
本工程冲孔灌注桩支护范围为内涌与泵站进水池衔接段至泵站出水箱涵与外江衔接箱涵段，支护纵向长约90m，桩中心间距1.20m，共布置72条，各部位的灌注桩桩顶高程及桩长列于表2所示。为进一步保证基坑安全，减少灌注桩桩顶水平位移，在灌注桩桩顶这是冠梁，宽×高为1.2m×0.6m，每隔4m设置φ500，壁厚12mm的钢管内撑。为保护开挖边坡不受雨水冲刷，采用0.1m厚的C20喷射砼对基坑开挖边坡进行护面。
5基坑安全监测
为确保基坑开挖和周边房屋安全，需对泵站南侧基坑进行监测。监测项目包括支护结构水平及竖向位移、坡顶水平及竖向位移、周边建筑物变形、地下水位等。具体布置如下:在基坑东侧边坡顶部设置4个水平及竖向位移监测点，监测点间距约20m;在灌注桩桩顶联系梁上设置5个水平及竖向位移监测点，监测点间距约20m;在灌注桩桩体内埋设测斜管，共埋设3支，每支间距约30m，用于监测桩体的深层水平位移;在泵站基坑周边内外侧共埋设3支测压管，用于监测基坑开挖过程中地下水位变化情况。在基坑与东侧管理房间设沉降、位移观测水准点，共3个，用于观测该部位土体变形情况。以上各项监测的时间间隔根据施工进程确定，当监测结果变化速率较大时，应加密观测次数。
6结语
综上所述，深基坑支护结构的施工是一个综合性很强的问题，因为其复杂多变，受环境影响较大，所以如果采取的设计方案不合理，极易导致突发问题发生，给财产和人员安全带来较大的威胁。有关人员应该从深基坑支护的客观实际要求出发，研究制定最为符合实际的设计方案。文中介绍的工程实例所采用的设计方案在该泵站深基坑支护结构施工中取得预期的深基坑支护结构施工效果，可供类似环境的工程施工参考。
参考文献
［1］胡汝兰．泵站深基坑支护结构设计及施工［J］．城市道桥与防洪，2013(05)．
［2］呙勇，蔡汉利，胡胜刚，谭峰屹．深圳新机场T3航站楼泵站深基坑支护设计与监测分析［J］．土工基础，2014(05).
作者：刘君洪 单位：广州市水务规划勘测设计研究院
相关专题：江苏师范大学 南方医科大学研究生院