码头工程基坑施工工艺技术方案分析

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［摘要］码头工程作为水工工程的一种，其基坑的施工技术有别于陆上基坑的施工方法。文章以安徽省淮南市皖江物流码头工程为例，从其工程概况，地质情况，阐述其施工技术特点。可为类似工程提供经验。

［关键词］皖江;码头工程;基坑;施工技术

1工程概况

淮南港皖江物流综合码头(水工工程)工程位于安徽省淮南市潘集区架河镇泥集村，淮河北汊左岸上六坊行洪区段。工程新建4个2000吨级泊位，设计吞吐量为510万t，共使用岸线长度322m。该工程的码头平台建筑在淮河河道的漫滩上。为满足码头平台上部结构施工的需要，在码头桩基施工完成后、码头前沿土体与主河道挖通、形成港池前，需要开挖基坑，基坑底高程为+12.5m，基坑深度8.5m，根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202－2002)规定，为二级基坑。码头平台上部结构施工完成后，基坑与淮河主河道之间的坝体将进行挖除，形成码头前沿港池和回旋水域。

2工程地质

在施工前的地质勘查资料中，工程范围内地层主要为第四系全新统(Q4)及上更新统(Q3)地层。现将场地地层分为9大层，自上而下分别如下:①1层耕土(Q4ml):黄褐色，稍湿，中密，以可塑粘土为主，局部堆积为耕填土，含碎石。主要分布于淮河大堤及两侧，勘探揭露层厚约0.50～1.40m，层底高程约17.33～26.33m。②层粉质粘土(Q4al):黄褐色，可塑状态。层厚0.5～3.70m，层底标高为14.33～24.83m。②－1层粉质粘土(Q4al):黄褐色，硬塑状态，含铁锰结核，局部含砂姜。层厚1.30～5.9m，层底标高为14.60～24.43m。③层粉质粘土(Q4al):黄褐色，软塑状态，局部含少量颗粒状砂姜。层厚0.60～2.50m，层底标高为14.92～24.13m。④层粉质粘土夹粉土(Q4al):黄褐色，可塑状态，局部夹薄层状粉土。含颗粒状砂姜，粒径约0.2～0.5cm。该层分布于整个场地，层厚2.20～8.80m，层底标高为7.31～18.03m。⑤层粉质粘土(Q4al):黄褐色，可塑状态，局部含颗粒状砂姜，该层分布于全部场地，层厚2.10～7.70m，层底标高为2.51～15.13m。⑥层粉土(Q4al):褐黄色，中密～密实，以密实状态为主，饱和，局部夹细砂，含颗粒状砂姜，分布于全部场地，层厚1.90～11.20m，层底标高为－4.17～9.53m。⑦层粉质粘土(Q4al):黄褐色～青灰色，可塑状态，含铁锰结核，局部夹薄层粉土。含颗粒状～碎石状砂姜，局部较密集，粒径范围约0.5～3cm。该层分布于全部场地，层厚1.40～9.80m，层底标高为－7.92～5.03m。⑦－1层粉质粘土(Q4al):青灰色，硬塑状态，含铁锰结核及铁锰氧化物，含碎石状砂姜，粒径范围约0.5～3cm。该层分布于部分地段，层厚1.30～4.50m，层底标高为－10.63～0.73m。⑧层粉砂夹粉土(Q4al):青灰色，密实，夹粉土薄层，局部混细砂，含砂姜。层厚6.20～12.00m，层底标高为－19.29～－13.55m。⑨层粉质粘土(Q3al):青灰色～灰绿色，稍湿，硬塑状态，局部含砂姜，最大揭露层厚1.40～5.70m，层底标高为－22.09～－16.45m。⑨－1层粉砂夹细砂(Q3al):褐黄色～灰黄色，密实，饱和，夹细砂，局部混中砂。成份以石英长石为主，含大量砂姜，砂姜粒径约1～5cm。该层最大揭露层厚9.6m，层底标高为－29.04m。

3基坑设计参数及施工工艺

3.1基坑设计参数的确定

根据上述工程地质情况，要确定出基坑的基础设计参数，见表1。

3.2施工工艺

(1)确定技术参数:深基坑底面开挖总长为322m，基坑顶面长度为340.6、426.8m。码头后侧、上游侧和下游侧基坑边坡设计坡度为1∶3，为永久边坡，这三面的边坡在第一阶段开挖时，均按照1∶1.5坡度开挖，在第二阶段开挖时，形成设计边坡。邻水侧的基坑边坡为施工临时边坡，与淮河间形成坝体时的内坡施工坡度为1∶3。基坑第一阶段开挖后，邻水侧的基坑边坡坡肩距现水位河道坡肩约50m。基坑顶部和底部长度示意图，见图1。(2)开挖步骤:为了方便桩基的检测、桩帽和上部结构的施工以及构件的安装，基坑分为2个阶段进行开挖。第一阶段开挖深度约3.7m，开挖至桩帽底部，高程为+17.3m，顶宽33.1m，底宽16.8m，开挖土方约25900m3。第二阶段开挖至标高在+12.5m，形成港池断面，开挖土方约184780m3，边坡挖至设计坡度。第二阶段开挖在码头平台前沿叠合板安装完成一半后进行，本次开挖后，陆上开挖全部完成。基坑与主河道间的坝体开挖，采用的是挖泥船水上开挖方式。(3)基坑的施工工艺分为7个步骤:测量放线→第一次开挖→安全防护→排水→测量放线→第二次开挖→排水。其中，基坑的开挖采用的方式为放坡开挖，明沟排水。基坑坡底线处设置60cm×30cm×50cm排水明沟，每隔50m设置集水坑，开挖过程中如发现涌水应立即探明涌水口，并挖沟槽将水引至就近的集水坑，用泥浆泵进行排水。土方挖运主要采用“挖掘机+自卸车”施工。基坑内部挖土方应遵循分层、分区、分块的原则开挖，严禁相邻多区域大面积同时开挖，开挖区域划分片段，划定每台挖掘机的施工范围，开挖时应分层，分层位置应考虑边坡位置，不能超挖。土方开挖过程中挖土面高差不得大于3m，慎防土体的局部坍塌造成主体工程桩破坏、现场人员损伤和机械的损坏等工程事故。运输车辆应按照重载车和空车的路线分道行驶。根据挖机及运土车的运行路线，在坑内外通道处均需设置培土路肩，并应确保车辆运行路线中土体的稳定。挖土过程中严禁机械碰撞工程桩。土方运输至大坝后方业主指定的堆土场地，运输距离2km以内。由于本次工程属于码头工程，距河道较近，因此，基坑的排水方式采用的是明渠集水井排水(又称为集水井降水法)。集水井降水法一般适用于降水深度较小，且土层为粗粒土层或渗水量小的粘土土层，符合该工程所在位置的地质要求。当基坑(槽)挖到接近地下水位时，沿坑(槽)底四周或中央开挖具有一定坡度的排水沟。沟底比挖土面低0.5m以上，并根据地下水量的大小，每隔20～40m设置集水井，集水井底面低于挖土面1～2m，使水顺排水沟流入集水井中，然后用水泵抽出涌入集水井中的水，即可在基坑底面继续挖土。当基坑(底接近排水沟底时，再加深排水沟和集水井的深度，如此反复循环，直到基坑挖到所需的深度为止。本次工程在主体基坑坡顶靠淮河侧和大坝侧，各设1道截水沟，防止降雨大量汇入基坑，明排水可排入截水沟。最终通过明渠排至淮河。在淮河侧基坑坡脚挖排水沟设有相应的集水井，基坑底设置有5‰的纵坡，这样可以向排水沟汇聚渗水。用污水泵抽排至边坡顶的排水沟内，排出场外。基坑底排水沟宽60cm×30cm×50cm，坡度5‰，每隔50m设1个集水井。集水井尺寸0.6m×0.6m×1.0m。按开挖断面长度320m计算，共需6个集水井。排水示意图，见图2。

4结语

根据上述的施工工艺方法，顺利完成了皖江物流码头工程的基坑施工。基坑施工融合了地质勘查、岩土检测、岩土施工和结构施工于一身的系统性施工作业。

作者：陶飞冬 单位：潘集淮河河道管理局