浅谈船闸深基坑施工

李良超

（湖北省孝感市交通基本建设质量监督站，湖北 孝感 432000）

1 工程概况

新沟二线船闸工程位于孝感市新河镇与武汉市新沟镇之间，距汉江河口55km，距汉北河出口1.5km，为上游汉北河进出下游汉江航道的主要通航建筑物。工程规模为大(2)型，船闸级别为IV级船闸。船闸基坑分上游基坑和下游基坑。上游基坑为闸室施工第9段上游侧结构物的基坑，上闸首基坑底部高程为6.98m，平均开挖深度为14m，分别在16.5m、22.0m高程设3m马道，边坡坡比1:2。导航墙基坑底部高程为15.35m，平均开挖深度10m,边坡坡比1:2。下游基坑为闸室施工第9段下游侧结构物的基坑，下闸首基坑底部高程为6.35m，平均开挖深度为14m，分别在16.5m、22.0m高程设3m马道，边坡坡比1:2。导航墙基坑底部高程为9.45m，平均开挖深度为16m，边坡坡比不大于1:2。

2 开挖技术

一般深基坑开挖主要采用放坡开挖，放坡开挖技术一般相对来说简单，施工方便，造价又低廉，待开挖完成后，结构可自下而上进行施工。但放坡开挖需要较大的场地，且开挖需要投入大量机械设备人力物力。我部承建的船闸土方开挖紧挨汉北河，施工中地下水量丰富，采取了降水措施。由于深基坑开挖土方量巨大，导致施工周期较长，且采用放坡开挖的基坑需等结构完成到一定程度才能进行后方土体回填，因此，施工中应及时对边坡进行保护，防止失稳，影响基坑的开挖。开挖逐层有序进行，合理铺排机械设备，提高生产效率。在上游基坑开挖过程中采用放坡开挖，场地周围无建筑物且土质较好。

3 深基坑支护要点分析

深基坑开挖时，采取一定的支护措施是为了确保在施工过程中基坑中的结构及周边结构物的安全。深基坑支护不仅要保证基坑边坡稳定，同时也要满足随时间推移的变形控制要求，以确保基坑周边结构物的安全。

3.1 水泥搅拌桩支护

采用水泥搅拌桩作为支护形式，是通过一根根紧邻水泥桩紧靠搭接而成，利用水泥作为固化剂，通过水泥搅拌桩机施工，将土与水泥充分搅拌均匀形成水泥土（一般是两喷四搅），所产生的一系列化学反应，形成水泥土桩（一般参量90kg/m）。在对水泥搅拌支护进行应用时，主要是要发挥水泥的作用使其与土结合得更加牢固，施工时，尽量采用机械类搅拌，这样会使土和水泥更好地拌合。等到水泥达到一定强度，支护结构形式就形成了。这种类型的支护结构方式大多被用于比较软的土质如淤泥、粘土、粉质黏土等土质层。水泥桩主要控制要点是水泥用量及桩长，在现场生产过程中需要严格控制，保质保量。

3.2 钢板桩、钢管桩支护

在对基坑进行开挖时，保护基坑的措施主要有钢板桩及钢管桩支护。钢板桩支护主要的材料是锁口的热轨型钢，钢管桩支护主要材料为Q235型钢，一般情况下，将钢板（管）桩施工在基坑的周围，这样便于基坑得以稳定，同时还保障施工人员人身安全。钢板（管）桩施工中承受压力的能力很强，较难产生变形，耗费比较低，周转比较方便，施工相对来说较容易。在水运项目中，钢板（管）桩应用相对比较广泛，汉北河船闸就采用了钢管桩支护，为后期垂直开挖提供了有利的条件。

在我国水运工程深基坑开挖支护具体施工中，要综合性地对周边环境、土质特点、地下水位、基坑开挖深度等方面进行考虑，选择适合的支护方式，保证基坑支护施工的安全、稳定和质量。

4 止水、降水、排水技术

为了使得船闸工程施工及土方开挖处于干状态，形成干施工条件。施工经常需要通过降低地下水位，来确保地下水位在基坑底部0.5m以下以方便结构施工，这就需要采取必要措施。

4.1 止水帷幕技术

止水帷幕主要作用是用于减少基坑四周及基坑开挖以后底部地下水上涌流入基坑而采用的连续不间断的止水体。

在基坑围护中经常采用水泥土作为止水帷幕来截断水源。若所开挖好的基坑底部处于地下水位以下，采取明排水不能满足施工需要时，就必需要设置止水帷幕，以防止地下水渗漏出来。施工上常见的止水帷幕有深层水泥搅拌桩止水帷幕、高压旋喷桩帷幕等，近年来又出现了新型的压浆止水帷幕，例如钻孔咬合桩、地下连续墙等形式的地下维护结构形式，由于防水效果在运用上比较好，有的就不需再做止水帷幕。基坑周围若采用素混凝土地下连续墙作为止水帷幕时，经常会采用射水成槽方式，素混凝土地下连续墙壁厚通常为25cm左右。

有的基坑开挖施工时需要设置水平向的止水帷幕，通常会采用高压喷射注浆法形成。高压旋喷桩，是将水泥浆经过机器产生的高压通过喷射嘴喷入土层，然后土体充分混合，形成连续搭接在一起的水泥加固体。优点是施工中占地少（施工机械小），振动小、噪音较低，缺点是容易污染环境、造价成本较高，对于比较特殊的土质（永久冻土）不适用。高压喷射注浆所形成的水泥土止水帷幕通常所用的两种方法有：①采用来回摆动喷射的方法，与排桩混合在一起形成止水帷幕。②独自形成止水帷幕法，施工一排高压旋喷桩相互搭接在一起形成。高压喷射注浆法所形成的水泥土止水帷幕主要适用于粉土、黏土、淤泥质土、砂土等一般土体。

4.2 井点降水技术

井点降水，是基坑开挖施工中一种常见的采用人工降低地下水位的方法。在基坑开挖一周前，在基坑的四周埋设一定数量的滤水管（根据现场实际地质情况及出水量设置间距），利用抽水设备抽取地下水，当需要开挖时使所挖的土保持干燥。所采用的井点类型有：轻型井点、管井井点、深井井点等。井点降水一般适用于地下水位较高的施工场地，是基坑开挖前后一项重要的施工技术措施，能使土中的水分疏干、促使土体的板结，提高地基的强度及稳定性，同时减少土坡土体沉降与侧向位移，稳定基坑边坡，消除流砂，使基础工程施工过程中避免受到地下水的不利影响，提供比较好的干施工条件，还可以减少土方量、加快施工进度、提高工程质量和保证施工安全。现场实际需根据土层渗透系数和需降低水位深度来选择降水方式。

5 监测技术

基坑工程主要的监测项目包括支护结构、水平位移、土体的分层沉降，建筑物的沉降、水平位移，基坑工程监测是通过在支护结构上布设的观测点，安排专人使用检测仪器定期对各点进行监测，使得整个基坑在开挖过程中始终处于安全可控的范畴内。

5.1 基坑四周支护结构沿垂直向水平位移的检测

用测量仪器——全站仪由下至上测量（之前埋设的观测点）的变形情况，以掌握基坑开挖过程中基坑支护结构在逐渐加大开挖深度上的水平位移情况，全面掌握基坑开挖过程中的各种变形情况，及时提出各种应对不利情况的方案。

5.2 邻近建筑物沉降检测

利用现有的基准点对邻近建筑物进行沉降位移观测，保证建筑物处于稳定安全的状态。

5.3 基准点的布设

在施工现场基坑沉降影响范围之外的稳定地点，布设3个基准点（用混凝土做基础）为该基坑工程邻近建筑物沉降监测的基准点。基准点需要每月联测一次，以检查基准点是否处于稳定。设立醒目的提醒标志，注意保护基准点，以免被破坏。

通过对基坑工程的监测，以及对掌握的数据进行分析处理和计算，决定是否需要对支护结构、地面建筑物采取保护或加固措施，以确保支护稳定和周边环境的安全。基坑监测作为深基坑施工一个重要的安全保证环节，在施工中起到非常关键的作用。

6 结语

在水运项目中，船闸深基坑施工是一项要求专业性和系统性很高的技术工作，而且施工的快慢会直接影响后期主体结构的施工。因此，在具体的施工过程中，按照现场实际情况需要选择合理的开挖方法、支护方式、降水形式、检测技术。在深基坑施工过程中，需要有效地加强现场的施工管理，优化施工方案，统筹谋划，合理铺排，不断提高施工人员的技术水平与专业素质，从而有效地保障施工质量，完成既定的施工目标，为后续的结构施工提供最有利的保障。