船坞工程坞口段深基坑支护施工技术要点

◎ 娄剑锋 中国铁建港航局集团有限公司第二工程分公司

1.工程概况

此次项目施工位置在江苏省张家港市，金港常山村长江沿岸，金港在建造4号港池下游侧。项目现场本为碎石场，调查范围现以长江堤岸为界，地貌类型为长江下游三角洲冲积平原，地形单调。现已平整成场地，场地最大地面高程为4.22m，最小为3.05m，相对地面高程差为1.17m，地势平缓。施工地附近水面长江岸坡浅，水底以淤泥质土为主，表面覆盖部分杂填物，如抛石等。

2.基坑围护结构施工

2.1 围护灌注桩施工

坞口基坑围护工程选择φ1000 mm@115mm打孔浇筑桩排，桩体长度为25m。钻孔操作选用GPS-20旋钻进行，墙体保护覆盖泥浆，混凝土选用预拌混凝土转运到施工地，水下混凝土采用管式浇灌。灌注桩承载力选择持续击打的方式，为前面灌注桩混凝土浇注6～8h，其毗邻下一桩仍继续建设，无需使用跳打技术，此技艺是一个打破了传统相邻桩施工应间隔36h的要求，基坑挖掘后桩体完好，对相邻桩无干扰，成效良好。

2.2 止水帷幕施工

围护灌注桩建造完工后，对灌注桩进行高压摆喷（间距1150mm）止水帷幕建造，最后建造坞口前、泵房楼底板与两侧一排φ1000@800mm标准的高压旋喷桩止水帷幕。止水帷幕全部使用三管高压喷射方式进行建造，三管高压喷射即利用输送水、气、浆三种物质的三根注浆管，环绕高压泵等产生的高压水流，形成圆柱形气流，高压水射流与气流同轴注入切割土地，成为大间隙，随后使用泥浆泵将泥浆以低压填充被切割破坏后的基础中，水泥浆与土壤搅浑并在土壤中凝结，成为完整的固结整体。旋喷与摆喷的区别是，喷嘴的一侧抬起，另一侧旋转时成为大量旋喷桩；喷嘴一侧抬起、一侧摆动时成为哑铃样凝固体，为摆喷墙。建造期间，摆喷注浆桩或旋喷注浆桩，如要保证其打桩质量上乘，用心把控注浆初凝时间、浇筑用量、风量、注浆压、举升速度等数值，进行坞口基坑土壤挖掘期间无渗漏情况出现，只出现少量渗漏点。出现较小渗漏点时，填堵施工采用快干水泥，证明防渗墙的防漏成效优良。

3.基坑施工措施及土方开挖

3.1 施工降排水

为降低地下水，在坞口的基坑内布置8口深井。深井由直径800mm的旋转钻机打孔建造，选择钢筋混凝土标准井管，每口井长4m，内径300mm。建造过程如下：井位定位→预埋保护管筒→钻机待命，开机钻孔→底部填充砂层→起重井管→填充管壁和孔壁间过滤层→放置泵机、测试泵机运行→正常运行。

在深水井施工完成后进行基坑土方挖掘，且保证其正常运行排水。基坑降水的目的为确保基坑可干燥建设，施工前期开放4井预备降水，另4井短期内转为后备井和测量井，为预防矿井水和土壤内外压值出现偏差太大和影响基坑土方挖掘效果，水位需处于挖掘点下入0.5～1.0m处。通过检测降水成效符合设计标准。根据土方挖掘进程，陆续清除混凝土井管距坑底0.5m处。

3.2 土方开挖

坞口灌注桩和止水帷幕施工建成，选用水力挖泥机组进行基坑中部土基挖掘。因加固过程中水泥浆的一部分仍在上部土层的土壤坑底部且为高强度土壤，因此外围灌柱桩内部4m附近土方工程选择0.35m挖掘机进行挖掘，翻土一次，送达水力挖塘机进行第二次挖掘。依照支撑建造的标准，土方挖掘分四次完成，基底留防护层，为厚50cm的土方人工进行挖掘。

4.基坑支撑体系施工

4.1 支撑施工顺序

第一道钢筋混凝土支护建造→土方挖掘达第二道支护底部高程→第二道钢支护装设→挖掘到第三道支护底部→第三道支护装设→土方挖掘→第四部分支护装设→土方挖掘→进行基坑土建。

4.2 钢筋混凝土支撑施工

第一道钢筋混凝土支撑结构建设前，对周围灌注桩的桩头应完成处置，保证桩头顶高与第一道支护梁底部处于相同水平位置，重点在桩头钢筋不可暴露在外，必须入梁，同时开展基础建设，打实基底，混凝土覆盖，捆绑钢筋，最后立模灌注混凝土，圈梁和支护梁浇注一次性完成施工，由一侧往前推，混凝土选用商品混凝土施工。凝固后对混凝土进行加固和养护，待其符合设计标准80%后挖掘下方土层。

4.3 钢支撑安装施工

4.3.1 钢支撑安装顺序

双拼钢围檩地表组装→钢牛腿、支护装设焊连→钢围檩吊装待命→水平支护梁装设→施加轴力→支护节点加固。

4.3.2 钢支撑安装施工

土基挖掘到支架标高1 m以下时，将围护桩钢筋加固保护层清除一定面积暴露出主钢筋，焊接支架及牛腿于主钢筋之上，保证牛腿与支架上的顶部标高达到装设标准，钢围檩材质选用2H700mm×300mm双拼面型钢，分节起吊装设在牛腿上，选用C40混凝土填充钢围檩与围护桩缝隙。钢围檩分节装设完毕后进行接缝焊接形成整体。选择φ609×16mm钢管完成支架施工，装设顺序为先将提前拼装成型的对撑使用起重机悬挂在牛腿和支架上，暂时加固后给予轴力。将立柱支架梁作为支撑装设的放置点，因基坑较宽，基坑一侧停放一台50t履带式起重机，进行围檩及钢支座入基坑的起吊。基坑采用200型挖掘机进行协助吊装。

4.3.3 轴力施加

钢支架设计标准为单独支架的应力值为500kN，支撑端和活动头顶端施给应力，选择单台QF100-20液压油泵站配备两架100T分离千斤顶进行。压力应用两次，首次应力应用50%，再次拧紧螺栓，第二次应用至设计数值105%，随后下楔铁将其点焊密封好，牛腿和支架需焊接，此法为降低压力散播。

4.3.4 钢支撑安装过程中控制要点

（1）焊缝构造全部根据设计图纸的标准焊接，焊缝完全焊满且超过8mm，保证焊缝的表面焊接间隔一致，无汽孔、夹渣、裂缝、瘤点和其他情况，拉伸剪切焊缝的检查要清除表皮进行，以防出现假焊现象。

（2）支架梁标高把控必须严谨，偏差值不得超出30mm外，支架横梁与立柱预埋件的连接处保证完全焊接且强度达标。

（3）钢管支架拼接时需拉过线校准其平直度，螺栓同一方向穿过，分两次拧紧，螺栓外露二牙以上，重点保证支架底面螺丝无缺失。

（4）每道支撑装设完毕后依照设计标准施加预应力。千斤顶拆除要在预应力增加达到设计需求且加设钢楔铁顶紧完成后进行。因预应力有10～15%的扩散损失，应用时轴力值增加到设计数值的100～105%。为保证应用预应力的数值标确，应频繁校核设备。

（5）如发现预埋件出现偏置，调节两根预埋件中心拉线，预防支撑与预埋件在施加预应力后因连接面不均称而造成偏心受压现象；支撑受力后，检测和防止非垂直支撑和受压面造成的改变，预防引起基坑支护排桩墙水平位偏移不断增加，甚至导致支撑失稳情况出现。

5.安全监测

深基坑支护结构的质量监督工作是重中之重，建造期间设立专业的质量监督工作组，由其开展质量监督。为观察应力是否符合设计计算参数范围，提前在内支撑梁内预埋应力计，在顶环梁内同步预埋位移检测点，以便随时观察位移的变化。

通过核算，混凝土支撑梁的报警值设为7000kN，钢支撑梁的报警值设为3000kN，经严格监测，得出混凝土支撑梁的顶级内力为5390kN，首层钢支撑的有限内力为2349kN，第二层钢支撑的有限内力为2286kN，第三层钢支撑的有限内力为1045kN，在控制参数内，平面偏移监测无显著改变，确定基坑支护体系在建造过程中的安全性和可靠性。

6.结束语

近年来，由于施工地局限或功能需要，高层建筑的深基坑日益增多，此次项目为临近长江深基坑，其特点深、范围广、防渗标准更高，如发生事故便为重大灾难事故，因此对基坑的设计更高的标准，于支撑结构而言，需要增加监测频率并研究，出现情况随时调整，通过详细设计，项目已建设完成并效果可观。