任文周

青岛市市政设计研究院有限责任公司 山东 青岛 266000

引言

深基坑支护技术在工程土建施工中广泛应用，支护形式多样，应用于不同地质环境，因此，深入研究适合的深基坑支护技术，对提高工程结构的安全性和可靠性有着现实意义

1 工程概况

泵站位置距海岸线1公里，该泵站为将区域内污水系统收集，经加压提升后由南往北接入污水主管道，最终排入污水处理厂。项目采用一体化泵站，埋深为10m，地下常水位标高为1m，高潮水位标高为3.5m，地质为素填土、淤泥质黏土。地下水丰富，受潮汐影响显著[1]。

2 支护方案

2.1 工艺选择分析

本项目基坑开挖，地下水丰富，钢板桩支护+井点降水，三重管旋喷止水+钻孔灌注桩排桩支护，地连墙等为常用截水支护工艺。根据地勘情况及当地工程经验，海水与地下水系贯通，井点降水效果不明显。泵站基底为淤泥质黏土+素填土，非透水层标高为-13m，拉森钢板桩过长，不建议使用。三重管旋喷止水+钻孔灌注桩排桩支护造价高昂，施工速度慢，不建议采用。查阅相关资料及文献，制作好的沉井可通过下沉穿越地层到预定位置，并可水中作业。结合工艺分析及现场实际情况，采用不排水下沉挖土方案。

2.2 沉井设计要点

（1）沉井尺寸拟定。沉井一般由刃脚、底板、侧壁、隔墙等组成，本项目预制泵站与预制集水井净距为5m，沉井侧壁宽为11.8m，为减少侧壁弯矩采用双孔矩形沉井。根据地勘报告，侧壁与土层侧摩阻力较大，需于沉井外侧设置一级台阶刃脚。沉井平面长宽比不宜大于2，沉井宽为6.8m，根据地勘报告与施工工艺，确定刃脚构造。井壁设凹槽与插筋，确定井壁与底板构造。

沉井计算需考虑下沉阶段与使用阶段，沉井长为11.5m，需考虑分节制作，根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》要求，沉井分两节浇筑底节沉井高度为6m，顶节沉井为5.8m。

（2）沉井结构计算。沉井下沉过程中刃脚所受的力比较复杂，对于分次制作的沉井，取沉井刚入土状态计算刃脚向外弯曲的力。沉井沉至最后阶段，刃脚踏面下土可能全部掏空，此为刃脚向里弯曲的最不利状态。刃脚计算根据水平框架作用判别，刃脚在荷载作用下按悬臂计算，向外弯曲最大弯矩为19kN.m，向内弯曲最大弯矩为18kN.m。

结合地勘报告与拟定沉井尺寸，确定沉井摩阻力及下沉稳定计算，采用抓斗、水里机械吸泥机等水下挖土等方案使沉井到达指定标高。沉井井壁采用水平框架进行下沉阶段内力分析，或采用迈达斯建立板单元模型进行受力分析。

沉井地下水丰富，需考虑不排水封底，需将井底浮泥清除干净，并先铺设碎石垫层，封底混凝土采用导管法灌注。需注意封底混凝土预埋与底板连接筋，增加封底与底板的连接。封底养护7～10天强度达到设计强度后，方可从沉井抽水，按排水封底法施工上部钢筋混凝土底板。

图1 沉井下沉过程最不利弯矩(kN.m)

封底混凝土需进行封底混凝土计算，确定混凝土厚度，待底板完成后，进行沉井使用阶段抗浮稳定验算与封底后井壁计算。采用迈达斯建立板单元模型进行受力计算。

图2 封底后沉井最不利弯矩(kN.m)

一体化泵站基础钢筋预埋筋预埋入沉井底板，可解决一体化泵站抗浮问题。沉井后期填入中粗砂，可方便后期开挖对泵站检修[2]。

3 结束语

滨海地区地下水丰富，受潮汐影响明显，长期处于海水侵蚀，地质相对较差，采用沉井工艺用于小结构物的基坑开挖可减少造价，采取非降水措施，对周边环境影响较小，取得了良好的效果，对类似工程的实施具有借鉴意义。