摘要：由于南海区城市高速发展，大量城市基础设施建设同时施工，以致水利工程泵站基坑临时用地经常会与其他工程临时用地交叉。由于附近现有建筑物制约，造成水利工程临时用地特别狭窄。为使工程的顺利进行，泵站基坑经常需要采用垂直支护，本文简单介绍了钢板桩＋钢管内支撑在铺前泵站工程临时基坑垂直支护中的应用。
关键词：泵站基坑；钢板桩；内支撑；水泥搅拌桩
小型泵站工程水利基坑一般开挖深度为３ｍ～８ｍ。因水利基坑一般处于郊外，根据施工允许开挖空间及基坑深度的不同，在南海区常采用的开挖方式有：（１）自然放坡；（２）钢板桩垂直支护开挖；（３）钻孔灌注桩支护垂直支护开挖；（４）钻孔灌注桩＋锚杆；（５）钢板桩＋内支撑垂直支护开挖；（６）钻孔桩＋内支撑垂直支护开挖等。在临时垂直支护方式中，由于钢板桩具有强度高，施工方便，使用寿命长并且可重复使用，造价低等优点得到了广泛应用。由于南海区城市高速发展，大量城市基础设施建设同时施工，以致水利工程泵站基坑临时用地经常会与其他工程临时用地交叉，由于附近现有建筑物制约，造成水利工程临时用地特别狭窄。为使工程的顺利进行，泵站基坑开挖经常需要采取垂直支护开挖，铺前泵站工程的临时施工用地与桥梁工程临时施工用地部分重合，并且两个工程同时施工，以致泵站工程施工用地特别狭窄，基坑需要采取垂直支护，下面就以此为例，简单介绍钢板桩＋钢管内支撑在铺前泵站工程水利基坑中应用。
１基本情况
１．１工程基本情况
大沥镇铺前泵站工程位于南海区大沥镇镇水围滩地上，外江为佛山水道。西侧为铺前电排站，东侧为拟建文华北路跨佛山水道大桥。铺前泵站工程总装机容量为３７０ｋＷ，设计装机流量６０２ｍ３／ｓ。本工程规模为小（１）型，工程等级为４级。
１．２基坑基本情况
（１）基坑基本情况。铺前泵站泵室段基坑最大开挖深度为８２ｍ，宽１３２ｍ，长２２５ｍ。铺前泵站工程泵室段西侧为铺前电排站厂房及进场道路，东侧为拟建文华北路跨佛山水道大桥施工用地。铺前泵站泵室段基础采用Φ５００水泥搅拌桩，桩间距１ｍ，桩长６ｍ，泵室段基础外边采用Φ５００密排水泥搅拌桩形成一个密封体系截渗。（２）基坑西侧限制开挖条件。铺前泵站工程泵室段西侧地面高程为４３０ｍ（珠基，下同），铺前泵站泵室段基坑底面高程为－３９０ｍ。泵室段基坑西侧开挖深度为８２ｍ。本工程施工期基坑东侧现有铺前电排站进场道路需要保留。进场道路宽８ｍ，进场道路外边缘线距铺前泵站工程泵室段基坑底西侧边缘线约３２ｍ。显然基坑西侧不能采用完全自然放坡，需采取垂直支护措施。（３）基坑东侧限制开挖条件。铺前泵站工程泵室段基坑东侧地面高程为３４０ｍ。泵室段基坑东侧开挖深度为７３ｍ。铺前泵站工程泵室段基坑底东侧边缘线约１４ｍ处，拟建文华北路跨佛山水道大桥施工方新建一施工用高压电塔。新建电塔占用铺前泵站施工道路用地，新建电塔东侧为桥梁施工方用地。本工程施工道路只能布置于电塔与基坑之间，施工道路宽５ｍ。在泵室段施工道路高程从３４００将至１００ｍ。泵室段基坑东侧允许最小自然放坡宽度仅为４ｍ。由于以上条件限制，泵室段基坑东侧同样不能采用完全自然放坡开挖，需采取垂直支护措施。
２地质情况
２．１地形地貌
本工程地貌上属珠江三角洲平原腹地，地形开阔平坦，地面高程约为３４～４３ｍ。
２．２地层结构及其工程地质特征
经钻孔揭露，在泵室段钻探揭露深度范围内场地岩土层由人工填土（Ｑｍｌ）、第四系河流相冲淤积层（Ｑａｌ）和第四系风化残积层（Ｑｅｌ）组成，下伏下第三系风化基岩（Ｅ）。分述如下：（１）筑填土：土层以粉土或粉质粘土混砂、碎石、块石等回填为主，稍压实。经杆长修正后的锤击数Ｎ＝４８击。层厚平均３１０ｍ。（２）淤泥质土：为场地内主要软土层之一。土层呈深灰色，饱和，流塑，含粉砂粒较多。经杆长修正后的锤击数平均Ｎ＝３２击。平均厚度２２ｍ。（３）粉细砂（含淤泥质）：土层，饱和，稍密为主，局部松散，含较多淤泥质。局部为中砂富集或夹淤泥质土薄层。经杆长修正后的锤击数平均Ｎ＝８８击。平均厚度６４５ｍ。（４）淤泥质土：为场地内主要软土层。土层呈深灰色，饱和，流塑，含砂，局部相变为粉土。平均厚度２０５ｍ。（５）残积粉质粘土：土层呈褐红色，饱和，硬可塑～硬塑，含砂，遇水易软化。平均层厚３３０ｍ。（６）强风化岩带：岩性为泥质为主。呈褐红色，已风化呈半岩半土状，岩质松软，手折可断。遇水易软化。风化不均匀，局部夹弱风化岩薄层。强风化岩石坚硬程度为极软岩，岩体完整程度为破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类。泵室基坑底部下土层第一层为粉细砂层（含淤泥质），平均厚度约３ｍ。第二层淤泥质土层厚约２ｍ。第三层为残积粉质粘土。
３基坑支护设计方案
由于需要保护铺前电排站进站道路和高压塔，铺前泵站泵室段基坑东西两侧施工空间狭窄，均不能采用完全自然放坡开挖方案，需要采取垂直基坑支护方案。
３．１基坑支护方案比选
针对本工程实际情况，本工程可选用的垂直基坑支护方案有：（１）钻孔灌注桩＋内支撑；优点是刚度大，变形小，对周围环境扰动小，但成本高，工期长。（２）钢板桩＋内支撑，优点是施工简单，工期短，可重复使用，费用低，缺点是刚度小，变形大，对周围环境扰动稍大。结合本工程实际，经过对技术，工期，造价等综合比较分析，本工程选用拉森Ⅲ型钢板桩垂直支护方案。桩长１２ｍ拉森Ⅲ型钢板＋双排钢管内支撑基坑支护方案采用理正深基坑软件计算，计算成果如下：
３．２基坑支护施工方案
根据以上分析，本工程采取的具体基坑支护方案如下：（１）泵室西侧（旧铺前电排站侧）支护开挖方案。①自旧铺前电排站进场道路厂房外０６ｍ开始，由地面高程４３０ｍ按１∶１０放坡至１７ｍ高程；②在１７ｍ高程施打桩长１２ｍ拉森Ⅲ型密排钢板桩，钢板桩桩底进入粉质黏土层１３～２８ｍ。（２）泵室东侧支护开挖方案。①离电塔２ｍ处施打尾径１００桩长４ｍ密排木桩保护电塔；②１００ｍ高程以上按照１∶１５自然放坡到地面３４０ｍ高程；③在距离铺前泵站建筑物边缘线２ｍ处，与西侧支护方案对应，在１００ｍ高程施打桩长１２ｍ拉森Ⅲ型钢板桩。在０８ｍ高程采用Φ４００无缝钢管将支护钢板桩进行对撑。在基坑面开挖至－１５０ｍ高程进行水泥搅拌桩施工，－１５０ｍ高程至原设计桩顶（－３９０ｍ）之间空钻。完成水泥搅拌桩施工后，待水泥搅拌桩达到龄期（２８ｄ），再向下开挖。开挖面达到－２０ｍ高程时，在－１５０ｍ高程采用Φ４００无缝钢管将钢板桩进行对撑。待两层钢管对撑完成后，再进行开挖施工。在土方开挖前开始降水，在基坑土方开挖过程中，将地下水位降至土方开挖面１０ｍ以下。土方开挖过程中持续降水，下大雨时需相应加大排水力度。为确保基坑开挖和基坑东西两侧建筑物安全，需对基坑进行监测。监测项目包括钢板桩桩顶水平及竖向位移、坡顶水平及竖向位移、周边建筑物变形、地下水位等。
４结论
本工程泵室段基坑支护完成后，经受住了强台风“彩虹”造成特大暴雨的考验。经第三方现场监测，桩顶最大位移１０ｍｍ，地面最大沉降量２５ｍｍ，与计算结果基本吻合，道路及电塔均未产生明显位移。铺前泵站泵室段主体工程已顺利完成施工，土方已回填完成。由此可见本工程支护体系合理有效，达到了支护预期效果，安全、经济，可以为类似工程提供参考。
参考文献
［１］中华人民共和国建设部等，建筑基坑支护技术规程（ＪＧＪ１２０－２０１２）［Ｓ］，北京：中国建筑工业出版社，２０１２．
［２］孙愚男．钢板桩在泵站基坑支护中的应用［Ｊ］．沿海企业与科技，２０１０，２（４）：１２１—１２４．
［３］吴立鹏，詹红跃．拉森钢板桩在泵站基坑工程中的应用，中国土木工程学会水工业分会结构专业委员会五届会议暨换届会议［Ｓ］，２０１１．
作者：邹为为 杨允大 单位：佛山市南海南源水利水电勘测设计院有限公司
