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摘要：深基坑开挖是一项复杂的系统工程，由于地质条件恶劣，施工环境差，使得深基坑开挖成为一项重点也是难点工艺。本文以沙井泵站深基坑开挖为例，对该深基坑的钻孔灌注桩复合支护、降排水措施、土方开挖、基坑监测等相关问题进行简要的阐述和分析。
关键词：钻孔灌注桩、降排水、土方开挖、基坑监测
Abstract: the deep foundation pit excavation is a complicated system engineering, due to bad geological condition, the construction environment is poor, makes the deep foundation pit excavation become a key is also difficult process. Based on the deep foundation pit excavation manhole pump station as an example, the deep foundation pit of the cast-in-place pile composite support, draining measures, turkmen excavation, foundation excavation monitor problems related to brief explained and analyzed.
Keywords: bored piles, draining, turkmen excavation, foundation excavation monitor
中图分类号：S276文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
沙井衙边涌泵站是衙边涌泵站排涝项目中的重要组成部分，排涝泵站主要建筑物包括：引水结构、泵房主体结构、出水结构、消能结构等水工建筑物以及进厂道路等附属建筑物。排涝泵站布置于衙边涌下游的南侧，经引水明渠将水引入前池和进水池，泵房东接进水池，西接出水压力水箱，压力水箱后接箱涵将涝水排入茅洲河，泵站主体位于原衙边涌河道位置。场地范围内发育的土层（自上而下）有：杂填土、第四系海淤积层、第四系海冲积层、第四系残积层及燕山期花岗岩。杂填土层主要成分为粉质粘土及夹杂生活建筑垃圾，且不均匀夹填石，未完成自重固结，结构松散稍湿，全场分布，层厚平均为3.56 m；杂填土下为第四系海淤积层淤泥，黑色流塑状富含有机质，全场分布，层厚平均为14.5 m；第四系海冲积层为中细砂，全场分布，层厚平均为1.65m；第四系残积层为粘性土，可塑硬塑状，全场分布层厚12.25m；燕山期花岗岩强风化层层厚8.60m。场地地下水主要为松散土层的孔隙潜水及基岩裂隙水，地下水随季节变化大，水位随降雨量的大小而变化，为强透水层。场内地下水位埋深为0.30∽4.70米，标高变化-0.30∽3.83m。场地环境类型为Ⅱ类。
2、钻孔灌注桩复合支护
根据现场实测标高，原衙边涌河道宽度为15.6m，施工区域内的河道长度为113.08 m。综合灌注桩施工工艺特点，根据地质勘察报告及现场施工条件，为便于土方开挖与结构施工，决定本工程基坑围护方案采用钻孔灌注桩加内撑围护方案。
施工前必须对河道进行基坑回填，土方回填大约5.0 m高（标高4.0m），回填密实后才能开始钻（冲）孔灌注桩的施工，施工完后进行基坑开挖。基坑开挖深度为7.5~11.2m，该基坑地层状况复杂，淤泥层特别深厚，平均近15m深。依据深圳地区建筑深基坑支护技术规范，本工程基坑支护安全等级定为一级。采用外围Ф1200mm的钻（冲）孔灌注桩及桩间的高压旋喷桩、桩顶冠梁同时配合砼内支撑支护形式。泵站基坑支护桩径为1200mm，桩间距为1350mm，整个基坑共计192根，有效桩长25m。基坑内基础桩径1000mm的共计142根，其中21根支撑桩；桩径800mm的共计72根。基坑外侧的钻（冲）孔灌注桩间采用高压旋喷桩连接起挡水止淤作用，旋喷桩有效桩长为21m，桩径为600mm。整个基坑采用两道支撑体系，第一道支撑（标高为3.8m）为永久性结构，不得拆除，第二道支撑（标高为-2.5m）为腰梁内支撑体系，该支撑在结构底板砼强度达到设计强度的90%后拆除。
图1：标高3.800和标高-2.500支撑平面图
采用钻孔灌注桩加内撑围护方案，确保了基坑开挖的稳定和安全，钻孔灌注桩与高压旋喷桩的有效配合，起到了很好的止水效果，整个基坑开挖过程基本无渗水的现象，克服了挖土流砂等现象的产生。基坑的钻孔灌注桩既作为围护结构，又作为泵站水池池壁的结构，基坑的第一道支撑亦作为泵站的永久性结构，所以采用本施工方案，虽然难度偏大，但是能够有效地缩短工期，及控制了投资成本，达到了良好地工程效益。
3、施工降水、排水措施
为了保证正常的工程施工及工程进度，施工现场必须采用有效的降排水措施。由于基坑大部分位于原衙边涌河道內，该处地下水丰富，根据本工程的水文地质条件、岩土地质条件及周边环境，决定采取水明排的方式进行降排水。
在基坑开挖过程中，在坑底周边灌注桩边沿基坑纵向设置明沟及集水坑，集水坑每隔15m左右设一处，尺寸为1 m×1 m×1 m，在开挖的同时放入污水泵抽水，随着开挖深度的增加，逐渐增加集水坑的深度。集水坑间的明沟底始终保证低于挖土工作面0.5m，排水沟的坡底排水坡率为0.2%~0.5%，集水坑底低于挖土工作面1m，水流入集水坑后用污水泵抽到坑顶的排水明沟，及时引走。在基坑抛石挤淤基坑稳定并达到一定的荷载之后，用灰砂砖砌筑集水坑，并在集水坑底铺设天然级配砂石200mm作为滤水层，用BW—200水泵从集水坑里抽水，降低地下水位确保了基坑不浸水及底板的顺利施工。
4、土方开挖
在泵站基坑周边钻（冲）孔灌注桩及旋喷桩都已经施工完毕，桩顶冠梁及砼内支撑施工完毕并达到设计强度后进行土方开挖，严格按照“先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。
1）、在开挖前对基坑周边的建（构）筑物、各类管线等进行详细的勘察，对需移除或保护的建（构）筑物先行妥善处理，同时在开挖时加大测量监控的力度，进行位移及沉降的观测，及时反映周边建（构）筑物的动态变化情况。
2）、基坑竖向分层开挖，泵站基坑部分分三大层，第一层开挖深度到标高±0.000m，第二层开挖深度至标高-3.300m，第三层开挖至基坑底，开挖时须分段开挖，分段换填。
图2：基坑开挖顺序示意图
3）、土方开挖作业时，基坑周边灌注桩、中间的支撑桩及基础桩周边的土方预留0.5m保护层，由人工削坡，确保支撑桩与基础桩不被破坏，确保支撑体系的稳固。
4）、每层土方横向开挖均遵循先挖基坑中间部分后挖两侧的原则，最后挖掘两侧排桩的被动土压区，用来保证灌注桩前和桩背土压力变化平稳。
5、基坑监测
为保证施工安全及施工质量，遵循动态信息化施工原则，在基坑开挖及基坑施工过程中应对基坑进行监测。主要监测在基坑开挖全过程及支护结构完成后，基坑周围地表下沉的范围及量值，根据降水和基坑开挖情况以及对周围的影响半径和影响程度布置监测点，一般在不小于2倍基坑开挖深度范围进行布设，同时对地面重要部位也要加强监测，包括沉降及水平位移监测等。垂直位移观测采用蔡司NI005A型精密水准仪配铟钢塔尺，测量精度达0.05mm。水平位移观测采用宾得PTS-V2全站仪。观测频率为：支护结构施工中1次/天，主体结构施工1次/周。
将观测值按位置、编号、日期汇总编制成表并绘制曲线，根据容许值对观测结果进行判别，指导施工。变形测量采用变形测量二等标准。水平位移监测网采用导线网，按两级布设，由控制点组成首级网，由观测点和所连测的控制点组成扩展网。观测精度见下表：
表1：变形测量的等级及精度要求
变形测量等级 垂直位移测量 水平位移
测量 适用范围
变形点高程中误差(mm) 相邻变形点高差中误差(mm) 变形点的点位移中误差
二等 ±0.5 ±0.3 ±3.0 变形比较敏感的高层建筑、工业建筑、高耸构筑物、重要工程设施和重要建筑场地的滑坡监测等
6、结语
该工程已经完工，从土方开挖过程及施工结果上看，土方开挖施工质量较好，基坑降水效果良好，基坑监测数据正常未超过报警值。从本例可以看出，对软弱地基的深基坑开挖，采用钻孔灌注桩复合支护能够取到良好的效果。
参考文献：
1、王天运，李凤霞，申祖武，等 复合支护结构在深基坑边坡加固中的应用 建筑技术2005（12）：916-917
2、SJG05-96 深圳地区建筑深基坑支护技术规范
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：钻孔灌注桩、降排水、土方开挖、基坑监测
Abstract: the deep foundation pit excavation is a complicated system engineering, due to bad geological condition, the construction environment is poor, makes the deep foundation pit excavation become a key is also difficult process. Based on the deep foundation pit excavation manhole pump station as an example, the deep foundation pit of the cast-in-place pile composite support, draining measures, turkmen excavation, foundation excavation monitor problems related to brief explained and analyzed.
Keywords: bored piles, draining, turkmen excavation, foundation excavation monitor
中图分类号：S276文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
沙井衙边涌泵站是衙边涌泵站排涝项目中的重要组成部分，排涝泵站主要建筑物包括：引水结构、泵房主体结构、出水结构、消能结构等水工建筑物以及进厂道路等附属建筑物。排涝泵站布置于衙边涌下游的南侧，经引水明渠将水引入前池和进水池，泵房东接进水池，西接出水压力水箱，压力水箱后接箱涵将涝水排入茅洲河，泵站主体位于原衙边涌河道位置。场地范围内发育的土层（自上而下）有：杂填土、第四系海淤积层、第四系海冲积层、第四系残积层及燕山期花岗岩。杂填土层主要成分为粉质粘土及夹杂生活建筑垃圾，且不均匀夹填石，未完成自重固结，结构松散稍湿，全场分布，层厚平均为3.56 m；杂填土下为第四系海淤积层淤泥，黑色流塑状富含有机质，全场分布，层厚平均为14.5 m；第四系海冲积层为中细砂，全场分布，层厚平均为1.65m；第四系残积层为粘性土，可塑硬塑状，全场分布层厚12.25m；燕山期花岗岩强风化层层厚8.60m。场地地下水主要为松散土层的孔隙潜水及基岩裂隙水，地下水随季节变化大，水位随降雨量的大小而变化，为强透水层。场内地下水位埋深为0.30∽4.70米，标高变化-0.30∽3.83m。场地环境类型为Ⅱ类。
2、钻孔灌注桩复合支护
根据现场实测标高，原衙边涌河道宽度为15.6m，施工区域内的河道长度为113.08 m。综合灌注桩施工工艺特点，根据地质勘察报告及现场施工条件，为便于土方开挖与结构施工，决定本工程基坑围护方案采用钻孔灌注桩加内撑围护方案。
施工前必须对河道进行基坑回填，土方回填大约5.0 m高（标高4.0m），回填密实后才能开始钻（冲）孔灌注桩的施工，施工完后进行基坑开挖。基坑开挖深度为7.5~11.2m，该基坑地层状况复杂，淤泥层特别深厚，平均近15m深。依据深圳地区建筑深基坑支护技术规范，本工程基坑支护安全等级定为一级。采用外围Ф1200mm的钻（冲）孔灌注桩及桩间的高压旋喷桩、桩顶冠梁同时配合砼内支撑支护形式。泵站基坑支护桩径为1200mm，桩间距为1350mm，整个基坑共计192根，有效桩长25m。基坑内基础桩径1000mm的共计142根，其中21根支撑桩；桩径800mm的共计72根。基坑外侧的钻（冲）孔灌注桩间采用高压旋喷桩连接起挡水止淤作用，旋喷桩有效桩长为21m，桩径为600mm。整个基坑采用两道支撑体系，第一道支撑（标高为3.8m）为永久性结构，不得拆除，第二道支撑（标高为-2.5m）为腰梁内支撑体系，该支撑在结构底板砼强度达到设计强度的90%后拆除。
图1：标高3.800和标高-2.500支撑平面图
采用钻孔灌注桩加内撑围护方案，确保了基坑开挖的稳定和安全，钻孔灌注桩与高压旋喷桩的有效配合，起到了很好的止水效果，整个基坑开挖过程基本无渗水的现象，克服了挖土流砂等现象的产生。基坑的钻孔灌注桩既作为围护结构，又作为泵站水池池壁的结构，基坑的第一道支撑亦作为泵站的永久性结构，所以采用本施工方案，虽然难度偏大，但是能够有效地缩短工期，及控制了投资成本，达到了良好地工程效益。
3、施工降水、排水措施
为了保证正常的工程施工及工程进度，施工现场必须采用有效的降排水措施。由于基坑大部分位于原衙边涌河道內，该处地下水丰富，根据本工程的水文地质条件、岩土地质条件及周边环境，决定采取水明排的方式进行降排水。
在基坑开挖过程中，在坑底周边灌注桩边沿基坑纵向设置明沟及集水坑，集水坑每隔15m左右设一处，尺寸为1 m×1 m×1 m，在开挖的同时放入污水泵抽水，随着开挖深度的增加，逐渐增加集水坑的深度。集水坑间的明沟底始终保证低于挖土工作面0.5m，排水沟的坡底排水坡率为0.2%~0.5%，集水坑底低于挖土工作面1m，水流入集水坑后用污水泵抽到坑顶的排水明沟，及时引走。在基坑抛石挤淤基坑稳定并达到一定的荷载之后，用灰砂砖砌筑集水坑，并在集水坑底铺设天然级配砂石200mm作为滤水层，用BW—200水泵从集水坑里抽水，降低地下水位确保了基坑不浸水及底板的顺利施工。
4、土方开挖
在泵站基坑周边钻（冲）孔灌注桩及旋喷桩都已经施工完毕，桩顶冠梁及砼内支撑施工完毕并达到设计强度后进行土方开挖，严格按照“先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。
1）、在开挖前对基坑周边的建（构）筑物、各类管线等进行详细的勘察，对需移除或保护的建（构）筑物先行妥善处理，同时在开挖时加大测量监控的力度，进行位移及沉降的观测，及时反映周边建（构）筑物的动态变化情况。
2）、基坑竖向分层开挖，泵站基坑部分分三大层，第一层开挖深度到标高±0.000m，第二层开挖深度至标高-3.300m，第三层开挖至基坑底，开挖时须分段开挖，分段换填。
图2：基坑开挖顺序示意图
3）、土方开挖作业时，基坑周边灌注桩、中间的支撑桩及基础桩周边的土方预留0.5m保护层，由人工削坡，确保支撑桩与基础桩不被破坏，确保支撑体系的稳固。
4）、每层土方横向开挖均遵循先挖基坑中间部分后挖两侧的原则，最后挖掘两侧排桩的被动土压区，用来保证灌注桩前和桩背土压力变化平稳。
5、基坑监测
为保证施工安全及施工质量，遵循动态信息化施工原则，在基坑开挖及基坑施工过程中应对基坑进行监测。主要监测在基坑开挖全过程及支护结构完成后，基坑周围地表下沉的范围及量值，根据降水和基坑开挖情况以及对周围的影响半径和影响程度布置监测点，一般在不小于2倍基坑开挖深度范围进行布设，同时对地面重要部位也要加强监测，包括沉降及水平位移监测等。垂直位移观测采用蔡司NI005A型精密水准仪配铟钢塔尺，测量精度达0.05mm。水平位移观测采用宾得PTS-V2全站仪。观测频率为：支护结构施工中1次/天，主体结构施工1次/周。
将观测值按位置、编号、日期汇总编制成表并绘制曲线，根据容许值对观测结果进行判别，指导施工。变形测量采用变形测量二等标准。水平位移监测网采用导线网，按两级布设，由控制点组成首级网，由观测点和所连测的控制点组成扩展网。观测精度见下表：
表1：变形测量的等级及精度要求
变形测量等级 垂直位移测量 水平位移
测量 适用范围
变形点高程中误差(mm) 相邻变形点高差中误差(mm) 变形点的点位移中误差
二等 ±0.5 ±0.3 ±3.0 变形比较敏感的高层建筑、工业建筑、高耸构筑物、重要工程设施和重要建筑场地的滑坡监测等
6、结语
该工程已经完工，从土方开挖过程及施工结果上看，土方开挖施工质量较好，基坑降水效果良好，基坑监测数据正常未超过报警值。从本例可以看出，对软弱地基的深基坑开挖，采用钻孔灌注桩复合支护能够取到良好的效果。
参考文献：
1、王天运，李凤霞，申祖武，等 复合支护结构在深基坑边坡加固中的应用 建筑技术2005（12）：916-917
2、SJG05-96 深圳地区建筑深基坑支护技术规范
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。