（杭州余杭农林水利建设投资有限公司，浙江 杭州 311100）
［摘 要］ 在软基的河道中建设水工建筑物时，经常会遇到基坑的开挖，这些基坑有地质条件差、深度深、工期紧、发生事故后影响大的特点，是建设单位在项目管理过程中重点考虑的问题。以杭州市余杭区TX河道中橡胶坝基坑支护工程为实例，根据工程特点，提出抛石镇压方案、搅拌桩地基加固方案和灌注桩支护方案，通过经济技术综合对比，采用灌注桩支护方案。同时，结合工程实际情况，提出双排灌注桩基坑支护与橡胶坝岸墙结合，既减少了对两岸堤脚的开挖，提高了安全性，又使临时工程与永久工程结合，降低了投资。
［关键词］ 基坑支护；软基；钻孔灌注桩；搅拌桩；方案设计
Abstract:In the construction of hydraulic structures in the soft river,the foundation pit is often excavated.Management issues focused on the issue.Based on the engineering characteristics,the scheme of the riprap suppression scheme,the reinforcement foundation of the mixing pile and the support scheme of the pile are put forward.Through the comprehensive comparison of the economic technology,the casting pile Support program.At the same time,combined with the actual situation of the project,it is proposed that the combination of double-row piles and the foundation of the rubber dam can reduce the excavation of the embankment on both sides,improve the safety and make the temporary engineering combined with the permanent project investment.
Keywords:Supports of foundation pit,soft foundation,the bored pile,the mixed-in-place pile,the mixed pile and the scheme design
随着水利工程的发展，河道中布置建筑物已屡见不鲜，在软基的河道中建设水闸、泵站、橡胶坝等水工建筑物时，基坑的大开挖已经成为水利工程中不可避免的工作。但在基坑开挖过程中，开挖作业一般在软土层、地下水水位较高的区域内，稍有不慎，就会造成滑坡、塌方等工程安全事故的发生。河道中的水工建筑物施工工期往往受河流的水文特征的限制，建筑物的基础施工需要在汛期前完成，施工工期紧。而根据以往施工经验，许多软基河道中的水工建筑物基坑支护的临时工程投资往往会超过建筑物底部基础处理的永久工程投资。因此，如何有效降低基坑支护的费用并且加快施工进度，对降低工程风险，保护周边建筑，降低工程投资有重要意义，是建设单位在项目管理过程中首要考虑的问题。
本文以杭州市余杭区TX河道中橡胶坝基坑支护为实例，分析各种基坑支护方法在软基河道中的应用，并根据工程实际情况，选择适合该类工程的基坑支护方法。
工程橡胶坝拟建场地为杭州市余杭区TX河道中，河道两岸均为4级堤防，河中心底高程为0.5 m左右，橡胶坝右岸堤顶高程约9.8 m，左岸为堤顶高程约8.4 m，迎水坡坡比1∶2。考虑橡胶坝底板及护坦、消力池基础的开挖，基坑底高程约-1.0 m，基坑深度相对于左右岸堤顶分别为10.8 m、9.4 m，属于深基坑，同时该橡胶坝的基坑长、宽均约40 m，基坑总面积1600 m2，基坑周围无民居、房屋建筑、道路等，但河道两岸堤防为防洪建筑物，一旦因基坑开挖而失稳，在汛期将会导致其保护范围内的居民、财产蒙受重大损失，对社会稳定及经济发展的影响较大。因此在设计阶段就要考虑施工开挖时进行基坑支护，确保基坑及两侧堤防的安全。
根据地质勘察报告，基坑两岸表部为Ⅰ1粉质粘土与Ⅱ1层粉质粘土，主要分布在河床底高程以上。河床底部以下主要为Ⅲ2层淤泥质粉质粘土及Ⅲsil层淤泥，其中淤泥层厚度变化较大，局部缺失，性质较差。下伏Ⅲsl层含泥砾砂、Ⅹ层含砾粉质粘土性质较好，但埋藏较深。主要控制土层有4～5 m厚的淤泥层及其下6～7 m厚的淤泥质粉质粘土层，工程所在区域地质条件较差，需考虑施工开挖的安全处理。同时经调查河道两岸堤段也曾发生过滑坡险情，主要采取抛石镇压、木桩支护等方式进行简单处理。
3.1 工程难点分析
（1）橡胶坝基础相对两岸基坑深度约为10 m，基坑深度深，如开挖过程中两岸堤防失稳，将会带来的严重后果。
（2）基坑影响深度范围内的堤防基础土体均为淤泥质粉质粘土、淤泥质土，厚度10 m以上，力学性质差，对基坑整体稳定不利。且河道两岸附近堤段曾发生过滑坡险情，现状堤防安全性偏差。
（3）橡胶坝基坑开挖受河道汛期影响较大，现有导流难以满足汛期洪水过流能力，施工工期非常紧。
（4）施工期间车辆进出频繁，重型车辆也较多，附加荷载较大。
（5）橡胶坝左岸为滞洪区，汛期将承担滞洪任务，现有堤防的安全要求高。
3.2 方案选择
（1）抛石等镇压方案
主要措施为对基坑底部进行抛石及塘渣挤淤镇压至橡胶坝底板底高程，用抛石及塘渣的镇压来保障两岸堤防稳定，同时可作为橡胶坝的护坦、消力池、海曼的基础。为了满足橡胶坝底部的防渗及沉降要求，橡胶坝坝袋段的基坑需采用灌注桩进行支护，确保防渗安全。
在围堰形成后，对河道基坑里进行抛石挤淤及塘渣回填，抛石厚度1.5 m，在抛石上再填筑1.0 m厚的塘渣。根据计算，抛石及塘渣的宽度，右岸需10 m，左岸需15 m。
（2）搅拌桩地基加固方案
主要措施为采用水泥搅拌桩对整个橡胶坝基础进行地基处理，以改善土地性能，进一步提高基坑底部软土土体的强度，确保两岸边坡稳定。考虑采用D60双轴水泥搅拌桩，桩长10 m，桩顶高程-1.0 m，桩间距1 m，排拒1 m。根据计算，水泥搅拌桩地基处理的宽度，右岸为8 m，左岸为10 m。
（3）灌注桩支护方案
为橡胶坝基坑上下游两岸堤防考虑绝对安全需采用支护措施，主要措施为密排灌注桩联系梁体系支护。
在围堰形成后，基坑内先不排水，在基坑内铺设土质打桩平台。在坝袋段及上游护坦、下游消力池、海漫段，均采用前排密排灌注桩（桩间距1.0 m），后排疏排灌注桩（桩间距3.0 m），中间联系梁连接的支护形式。原设计橡胶坝岸墙根据支护桩的布置进行适当调整。
各方案综合比较分析情况见表1，通过比较分析，推荐采用双排灌注桩支护方案。
（1）橡胶坝在河道中的上下游围堰形成后，基坑内先不排水，在基坑两岸侧铺设土质桩基平台，平台高程根据施工需要设置在2.5～3.0 m间，平台宽度根据支护桩施工需要确定，平台形成后开始进行支护桩施工，待桩基完成并满足规范要求的强度后开挖桩基平台。
表1 各方案综合比较分析表
方案 方案一 方案二 方案三抛石镇压方案 搅拌桩地基加固方案 双排灌注桩支护方案1 右岸投资 83.9万元 77.7万元 92.8万元2 左岸投资 107.8万元 100.3万元 126.9万元3 两岸合计投资 191.7万元 178.0万元 219.7万元，同时可减少永久工程投资28.6万元，综合增加投资191.1万元。1.如果施工质量有保障，对堤防整体1.施工难度较小。1.对堤防整体抗滑稳定安全系 抗滑稳定安全系数提高效果较好。2.施工较为便利，施工进度也容易把控。4 优点分析 数的提高效果较好。2.如果采用单轴水泥搅拌桩投资相3.结构安全性高，可以结合灌注桩的施工，对橡胶坝对较少。 两岸岸墙进行结构优化，减少两岸堤脚的开挖，降低安全风险，节省永久工程投资。1.工程区域内抛石等主要材料料1.单轴水泥搅拌桩对更深层的软土源缺少，外运成本高。 改善效果相对较差，采用双轴水泥5 缺点分析2.工程所处区域多为村道或圩 搅拌桩后成本有所提高。1.投资相对方案一、二较高。堤堤顶道路，交通不便，载重过2.由于水泥搅拌施工及检测周期的大会影响两岸堤防安全，且该区 要求，对工程进度影响较大。域不通航，难以航运。6 方案选择 推荐方案
（2）在橡胶坝两岸，经过计算，在外侧一排布置为密排灌注桩，采用D80C25灌注桩，间距1.0 m，置于边墙外边线以内0.3 m。采用钢筋砼联系梁（宽1.0 m×高0.8 m）将密排桩自身连接并与第二排灌注桩进行连接。第二排灌注桩间距3 m，距离第一排灌注桩2.5 m。在第一排灌注桩冠梁顶设C25砼挡墙，挡墙顶高程3.5 m，以达到边墙挡水高度，见图1。这样可以将临时支护措施与永久工程橡胶坝两岸挡墙进行结合，既减少了对两岸堤脚的开挖，又利用了支护桩，更确保了两岸堤防的绝对安全，节省了两侧挡墙的基础处理及墙体浇筑，降低永久工程的投资。
图1 双排灌注桩与橡胶坝岸墙结合示意图
（3）橡胶坝段地下水位埋深浅，一般埋深为0.3 m～2.0 m，但考虑到其土体为淤泥，渗透系数在 1.0×10-4～1.0×10-7cm/s，基坑排水一般采用基坑内排水沟集水，汇集后利用潜水水泵抽排的方式进行，因此可不考虑截水措施，有必要时采取插钢板等临时性截水措施。
（1）基坑开挖前在现有资料的基础上再对周边道路、构筑物及堤坝的沉降、裂缝等周边环境作全面调查，掌握监测对象的初始状况；
（2）布置的监测标点时做好保护措施，深层位移观测项目在基坑开挖期间一般每天观测一次，开挖期间如变化速率较大时增加观测频度，采用8～2 h间隔控制。
（3）预警指标：水平位移达30 mm，连续三天的位移速率超过3 mm/d。沉降累计达40 mm，或连续三天的位移速率超过3 mm/d。当相关指标达到时，将重新考虑基坑支护方案及措施。
本工程水工建筑物地处河道中间，两岸堤防高差大，基础下卧软土深厚，力学性质较差，橡胶坝基坑开挖受到汛期影响工期非常紧。通过采用双排灌注桩（前密后疏）支护方案，施工难度小，施工速度快，结构安全性高。同时基坑支护的灌注桩不但减少了对两岸堤脚的开挖，降低了施工风险，还可以利用支护桩设计成橡胶坝两侧的永久挡墙，节省了永久工程的投资。
实践证明，施工过程中，在汛期前安全快速地完成了基坑支护和开挖。在整个施工过程当中，橡胶坝两岸及基坑未发生险情，监控的观测数据都在可控范围之内。文中所采取的措施方法，不仅对本项目适用，也为日后其他类似软基河道中，工期较为紧张、环境较为复杂的水工建筑物基坑支护提供了参考方法。
Comparison and Analysis of Foundation Pit Support Scheme for Waterbased Buildings in Soft Foundation Riversides
Liu Xiang
（HangzhouYuhangagriculture,forestryandWaterConservancyConstruction&InvestmentCo.,Ltd.Hangzhou311100,Zhejiang）
［中图分类号］TU473.2
［文献标识码］B
文章编号：1673-9000（2017）05-0106-03
［收稿日期］ 2017-03-31
［作者简介］ 刘翔（1983-），男，浙江杭州人，工程师，主要从事水利工程建设管理、运行管理工作。
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