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摘要：市政排水泵站深基坑开挖面小但深度大，支护设计若采用传统的排桩、连续墙、钢板桩与多道水平横向支撑支护方案，将使坑内开挖空间更加狭小，无法使用机械开挖，造成基坑开挖难度增大，工期延长等问题。为此，本文梳理了现有深基坑支护类型及适用范围，结合工程实例，推荐采用逆作法基坑支护方案，并提出了相应的适用条件。
关键词：基坑工程；市政；泵房；支护方案；逆作法
1深基坑支护结构方案评析
深基坑的支护，所常用的结构的类型主要是有钢板桩、连续墙、土钉墙、排桩，以及加劲水泥土墙等各种不同的类型[1]。
钢板桩，是一种带锁口的或者是带有钳口的热轧（或冷弯）型的钢，钢板桩在打入到其后靠锁口或者是其钳口的相互连接的咬合之处，就会形成了连续的钢板桩的支护墙，主要是用来挡土以及是用来挡水的，如下图所示。钢板桩刚性小，变形大，一般适用于基坑工程，开挖深度不大于7m，周围环境要求不高。由于钢板桩的施工插拔对周围环境的影响较大，变形敏感建筑附近的基坑工程不适合[2]。
图1 钢板桩支护平面图 图2 单排桩支护平面图
排桩，是工程中最常用的灌注桩排桩支护墙，它们也是更加简单的支护的结构。灌注桩排桩的外侧，可以与项目的地下水控制要求相结合，设置出相应的隔水帷幕，如图2所示。单排桩适用于：（1）深基坑的工程，一般适合于挖掘深度软土层是不超过20米的；（2）从软粘土到粉砂性土、卵砾石的基坑都是比较适用的。单排桩支护结构具有如下特点：施工工艺是比较的简单的，工艺也比较的成熟，在质量控制方面更为的方便，最重要的是成本比较的低廉；同时又兼具着噪音比较低，没有振动，没有挤土的效果，对于周围环境来说，在施工的期间的影响是比较的小的；可根据基坑变形控制，来进行灵活的调整支护桩的刚度；它仅用作基坑开挖阶段时候的临时的支护体。在确定了平面的位置，以及其主基底的结构的埋置的深度后，进行有条件地设计以及实施。在具有隔水的要求的项目中，应安装单独的隔水帷幕。可根据工程土壤的条件，周围的环境的特征，基坑开挖的深度，以及其经济性方面的要求，综合来选择隔水帷幕。
现浇地下连续墙，是通过原位的连续铸造所形成的钢筋混凝土的支护墙。地下连续墙，是具有挡土以及防水的双重的功能的，如图3所示。地下连续墙，同时又兼具有比较低的噪音，振动的幅度比较的小的优点，同时施工又对周边的环境的影响并不怎么大；刚度比较的大，完整性是比较的好的。挖掘的过程中，其基坑的安全性是较高的，支护结构产生的变形也比较的小；同时墙体具有良好的抗渗透的能力，坑内降水对坑外的影响比较的小；可作为地下室结构的外墙，可与逆作法的施工进行配合、使用，大大地缩短了其工程的施工期，变相的降低了工程造价。在由于条件限制而不能增加壁厚的情况下，可以通过加肋，来形成T形槽部分或是Π形槽段，以增加其墙体的抗弯曲的刚度。存在弃土、废泥处理、粉砂地层易造成槽壁的坍塌、渗漏等各种的问题，需要采取相应措施，来保证其连续墙的施工方面的质量。在超深基坑中，例如，30m至50m的深基坑的工程中，当其他的支护体不能满足其各种要求的时候，通常都会使用地下连续墙来作为其支护体。
图3 连续墙支护平面图
图4 逆作法示意图
加劲水泥土墙，是由插入水泥土桩的H型钢所组成的，H型钢主要是承受了其侧向荷载，而水泥土则是具有了良好的抗渗性的能力。因此，加劲水泥土墙，是具有挡土和阻水的双重的性能的。除了可以插入H型钢之外，还可以插入拉森板桩，或者是微型的钢管等都是可以的。
逆作法，是近年来才发展起来的一种新型的、基坑支护的技术。它是多层地下室以及其他的高层建筑结构的一种有效的方法。逆作法，可以使建筑物的上部的结构，以及地下的基础设施的建设平行作业，这样可以节省高达1/3的工作的时间；围护结构的变形比较小，对邻近的建筑物的影响也相应的比较的小的；也可以使建筑施工的时候能够受风雨的影响比较小。甚至于土方开挖是可以少，或者是基本上不占用总施工期的；能够最大的限度地利用好地下的空间，扩大地下室的建筑的面积。挖掘和施工可以交错的排列，反向结构的自身荷载，直接是由立柱承载并且传递到地基上的，减少了大开挖的过程中卸载对其持力层所产生的的影响。
2市政排水泵站深基坑逆作法
本文依托天津市塘沽区某泵站工程，工程设计为矩形基坑，尺寸为10.3m*24.6m，深16.8m，基坑支护拟采用联排灌注桩+水泥搅拌桩止水帷幕+水平钢支撑相结合的支护体系。该工程地处城市闹市区，坑周边管线、建筑物较密集，施工占用时间非常有限，对其周边的道路、管线甚至是周边的建筑物的变形的影响，都需要控制在最小的范围内。市政排水泵站深基坑开挖面小但深度大，从而导致无法使用机械进行开挖的工作，工期延长。为此，项目通过变更采用基坑逆作法的结构支护的方案，能够充分地提高在地下进行工程的安全系数，也能够在很大程度上节约工程的造价，同时缩短了其施工的工期，有效的防止其周围的地基出现类似于下沉的事件的发生。通过采用地下结构的体系以及与地下结构相结合的设计的方案，优化其基坑所支护的地下连续墙，或者是优化排桩以及地下结构墙体之间的结合、内支撑的系统以及地下结构的水平构件之间的结合，还有支承柱和地下结构的竖向构件之间的结合。主要的施工过程如下：
1、按照基础的外围的面积，首先是对施工四周的支护结构以及支护的体系采用联排灌注桩支护；
2、施工支承柱以及其基础。如果是有地下水，首先先进行降水的处理，然后再进行桩基施工；
3、利用基坑的土方，在夯实修整后才能够作地模，然后浇筑地底下的泵部主体结构中梁以及其板及柱，并且一定要在此提前的预留出来挖土方的出土洞；
4、进行下一层的土方的推土、挖土，以及是把土运送到室外的卸土区中；
5、重复步骤3进行泵站主体结构下一层梁板柱的浇筑；同样是需要提前的预留出来，下一层的挖土方的出土洞；
6、根据基坑分层数，依次重复上述步骤，至完成地下支护结构和泵站主体结构的施工（如图4）。
结语：针对市政水泵站深基坑开挖面小但深度大，基坑周边管线、建筑物较密集，施工占用时间非常有限，对其周围的道路、管线以及是其周边的建筑物的变形要求高等限制条件，本文通过总结现行的深基坑其支护结构的特点，以及其存在的不足之处，推荐采用逆作法基坑支护方案，并结合市政泵站特点给出了逆作法的具体施工步骤。
参考文献：
[1]张迪.复杂环境下深基坑支护优化设计研究[D].西安工业大学,2017.
[2]叶章铭.浅析建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].四川建材.2017(04):89-90.
论文作者:聂记良
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/7/2
标签：基坑论文; 结构论文; 地下论文; 泵站论文; 深基坑论文; 作法论文; 工程论文; 《防护工程》2019年第2期论文;