［摘要］从多个地下水厂基坑支护实例出发，着重从工程阶段介绍影响工期的几个因素，同时从科学角度采取相应的对策以期加快进度。
［关键词］地下水厂；基坑支护；影响工期因素
随着近年国家对环保的重视，特别是对城市水环境治理的加深，各地方政府对地下污水处理厂建设的紧迫性也在加深，从项目立项到建设竣工，业主对工期要求也非常紧迫，从而对设计单位和施工单位提出了更高更严的要求。
1基坑周边环境复杂性
基坑周边环境对工期的影响较大，若基坑周边环境简单，场地空阔，且地下水不发育，一般为三级基坑，对基坑的控制变形也比较宽松，基坑支护型式采用简单放坡（亦或土钉墙或复合土钉墙），土方的开挖也较为宽松，对节省工期非常有利，工期基本不受环境的制约。若基坑周边环境复杂，如基坑周边有重要的建构物或文物、重要管线、地铁、基础型式较差的民宅，则对基坑支护的型式要求较高，基坑变形控制较严格，同时支护型式及基坑等级通常采用较高标准，如北京通州某污水处理厂项目，基坑临近砂坝围堰（水深十多米），支护采用了地连墙型式，单施工地下连续墙工程就需2个月，可见基坑周边环境对工期影响之大。
2基坑范围的工程水文地质条件
工程地质条件对工期影响同样较大，基坑处于风化土层，甚至是岩层，则土方开挖较为简单，支护型式也不复杂，如采用放坡、土钉墙型式，这种情况对加快土方开挖，节省工期有利，有时即使基坑较深需要支护，但从土方开挖入手（如采用盆式开挖），周边留土平台施工支护结构，两者穿插施工可大大加快进度。但若基坑处于软土地层，特别是深厚软土层，支护型式就较为复杂，一般多采用内支撑支护，同等规模下，支护结构施工较风化土层区的支护结构施工往往多出2~3个月；另外软土地区对土方开挖要求严格（要求分层分段开挖，大基坑小开挖，软土适时晾晒）。例如同等4万吨规模的地下水厂，软土地层一天出土量约1000方，而风化土层区一天出土量可达3000方，可见仅土方开挖工期，风化土地层相较软土地层节省接近2/3工期。水文地质因素同样影响工期，如基坑处于水位埋深较浅，地下水源补给丰富，或基坑开挖范围处于饱和砂层，此时需设计截水帷幕（三轴搅拌桩、地下连续墙等）的同时，还需增加疏干井降水施工工艺。而基坑场地处于相对不透水层，亦或者地下水位埋深较深（注：非软土区）的区域，则无需设计截水帷幕和降水措施。以上两种情况对比，工期孰优孰劣一目了然。另外若土方开挖过程中出现涌水涌砂的突发情况，则需设法进行封堵后再行土方开挖，这在降低土方开挖效率的同时，将进一步影响工期。因此基坑范围的工程水文地质条件对工期的影响也较深。尽管场区工程与水文地质条件决定了基坑支护施工及土方开挖的难易程度，但一些项目通过对基坑支护设计方案与施工工法之合理调整、优化，能够达到加快施工进度之效果，比如上海嘉定某地下水厂项目，该项目场区处于深厚软土地区，支护方案采用内支撑，设计开始采用了三道支撑，但经过岩土专家组审核优化，调整为两道支撑，同时坡顶适当降土，减少支撑下土方开挖量，第一道支撑合理布置栈桥，提高土方出土效率，设计单位最终认可了该方案，虽然为软土地区，该方案较原方案亦大大的节约了工期。
3施工工艺对工期的影响
施工工艺往往也能对工期造成较大影响，如北京通州某污水处理厂项目之抗浮锚杆施工，一开始岩土施工单位采用常规的锚固跟管钻机湿法施工，因置放锚杆困难，注浆麻烦，平均每天一台钻机只能施工5根~6根。鉴此，岩土施工单位通过对场区地质条件与施工工法等认真研究比较和试验，决定采用长螺旋钻机干法施工，平均每天一台机施工提高至70根~80根，效率大大的提高，最后顺利地保证了工期。可见，同种桩型，若能优化或改良施工工艺（工法），往往能显著节约工期。再如贵阳某污水处理厂三期项目，场区以中风化白云灰岩为主，基坑支护以桩锚支护型式为主，基坑开挖深度大（最深>35米），岩溶（溶洞）十分发育，设计锚索的道数较多，锚索能否顺利完成决定了基坑土方开挖与地基基础工程能否如期完工。为解决锚索施工的难题，岩土施工单位决定做原位试验，一是采用不同机械钻进成孔下锚注浆，根据试验比较，最终采用了液压顶驱式锚固钻机成孔，该机型成孔效率为普通跟管钻机的5倍；二是采用不同配方注浆工艺，根据最终试验成果，选用了一种配方10d抗拔承载力能满足设计要求的注浆工艺，经过试验，岩土施工单位所优选的工艺较普通工艺效率提高了几倍，最终锚索的顺利实施亦佐证了这一点。合理利用施工工艺，效果是可以预见的，比如珠三角地区小型的地下污水处理泵房，往往场地处于软土区，很多相关单位会采用搅拌桩、工法桩甚至灌注桩等工艺去处理这种小型的基坑，其实，根据笔者的多年经验，只要场地周边环境简单，场地允许，这种小型的地下污水处理泵房基坑可直接采用钢板桩工艺，因为该工艺“短平快”，施工完毕后可马上进行开挖，不必等支护龄期，必要时可以做型钢支撑，作为成熟的施工工艺，钢板桩作支护桩的同时还可兼做止水，一举两得，节约了搅拌桩的龄期时间和检测时间，同时施工完毕后可回收，节约造价，仅龄期这块，钢板桩较搅拌桩、灌注桩等工艺就节约了近一个月时间，非常实用。因此，施工工艺工法往往对工期造成较大影响。
4设计对工期的影响
好的设计往往对项目的顺利实施起到很好的保证，但同时，在施工过程中我们也发现了众多影响工期甚至影响安全的设计因素。如以上提到的北京通州某污水处理厂项目，基坑南侧靠近围堰，基坑安全等级高，设计亦采用了较为安全的地下连续墙支护，但设计同时忽略了该场区为深厚砂层区，设计于基坑内侧设置了两道普通锚索，锚索基本于围堰底下穿过，经过专业岩土施工单位分析，若按设计执行，锚索成孔过程会引穿围堰底部，与深达10余米湖水形成联通，最终会造成严重的透水事故，影响安全，即使不会出现透水事故，锚索成孔过程出现的涌水现象足够施工单位自顾不暇，必将造成工期拖延。因此经过与设计单位协商，最终决定基坑南侧的两道锚索取消，采用坑内加固土反压地下连续墙的型式控制变形，该方案保证了支护结构的安全，同时优化了两道锚索施工，大大提前了土方开挖时间，为整个项目顺利实施打下了坚实的基础。还有上述贵阳某污水处理厂三期项目，基坑北侧原设计采用坡顶降土12m高，采用格构梁锚索支护，坡脚以下采用直立桩锚支护，坡顶降土12m过高过陡，以后作为永久坡使用会存在严重的安全隐患，而且降土12m施工多达8道锚索，锚索能否顺利完成决定了整个地基基础工程能否如期完工，8道锚索按最节省的进度都需要不少于80d时间，工期将严重滞后。经过岩土施工单位现场踏勘，发现该段降土6m~7m后就可满足旋挖机械工作面施工，同时该段地质为白云灰岩切向产状，提出将灌注桩桩顶提升5m不需增加锚索道数，经过设计单位验算复核满足设计规范要求，最终决定桩顶抬升5m，坡顶降土减少5m，坡顶降土边坡锚索减少4道，锚索优化后工期节约了最少40d，同时后期基坑回填后，坡顶降土少了，作为永久性边坡，该段大大提高了边坡的安全性。再如大理某污水处理厂一期，基坑支护原采用“桩锚”支护型式，方案实施没有问题，方案亦通过了专家论证，但该方案支护工期无法满足政府要求，设计采用了两道锚索，两道锚索施工的工期40d，就是两道锚索的工期超出了标准，于是经过与主业沟通，设计当机立断改用“双排桩”方案，同时增加一台成孔设备，最后的实施结果满足工期的同时，费用并未增加多少。广州某地某水厂，地处珠江水系旁，基坑开挖深度约12.0m，水厂5万方规模。场地开挖范围内土质依次为平均2.0m厚填土，平均2.0m厚流塑淤泥，平均6.0m厚淤泥质中砂层，平均10.0m厚粗中砂，下伏基岩为泥质岩。基坑呈规则矩形状，根据原设计方案，设计采用“地下连续墙+2道混凝土支撑”支护型式，按正常经验，该方案总体可行，没有问题，但建设单位对基坑支护工期提出了较高要求，10个月内完成地下箱体的回填。根据施工单位排设进度，若采用“地下连续墙+2道混凝土支撑”支护型式，地下连续墙护壁之用的三轴搅拌桩共计一千幅，采用两台三轴搅拌桩机械，预计一个月完成，地下连续墙6.0m一幅，共计100幅，采用两台成槽机，预计一个月完成，两道钢筋混凝土内支撑施工包括混凝土龄期则占据了两个月时间，考虑到内支撑支护，土方开挖效率问题，每天出土3000方，25万方土方预计两个半月到三个月，那么剩余3个月时间远远不够结构主体的施工及支撑拆除。因此，施工单位马上转换思路，影响基坑支护工期的关键线路为两道内支撑施工及土方开挖，经过反复与设计单位沟通，立即转换支护型式，由原设计的“地下连续墙+钢筋混凝土撑”支护型式改为“地下连续墙+锚索”，同时为解决锚索施工过程“涌水涌砂”问题，最终决定采用“双套管”工艺施工锚索。变更后的方案主要由两道内支撑改为三道锚索，该方案主要解决了土方开挖效率低下的问题，因为没有内支撑的阻碍，出土效率可以提升一倍，则土方开挖工期节约一半，同时土方开挖采用“盆式”开挖，锚索施工可以与土方开挖同时施工，每道锚索工期预计20d，三道锚索共计2个月，土方开挖因与锚索同时进行，土方工期比锚索施工多10d，综合考虑，三轴搅拌护壁桩+地下连续墙+锚索、土方预计在4个半月，剩余工期5个半月能满足建设单位工期要求。最终经过实践，基坑支护最终完成工期为4个月，主体完成工期5个半月，提前了半个月完成了建设单位的目标，为水厂运营打下了坚实的基础。以上实例总结可知，好的岩土工程设计对工期有多重要。
5施工单位的专业性
施工单位的专业性亦能决定整个项目的工期，同等规模条件下，专业性强的施工单位（班组）决定了其拥有较多专业人员，较强的协作能力，较高的施工效率，其完成工程所需时间则较短。如广州南沙某污水厂一期项目，项目场地大部分处于池塘低洼处，天然形成本项目的大部分基坑范围，但项目前期清淤换填是一个艰巨的任务，工期要求紧，一个月内完成，工程量不大，预计2万方的淤泥清理及其换填，一开始施工单位请来的班组按部就班，采用常规工艺先抽干池塘水，然后晾晒3~4天后出土，前期项目进展比较顺利，一个星期完成清淤6000方，按照该班组进度，一个月内完成清淤换填任务没有问题，但广州的多雨季节完全打乱了施工单位的节奏，三天一小雨五天一大雨，在工期剩余10d的情况下，已经无法保证完成任务，当机立断，施工单位只能请来专业的清淤吹砂班组，因该项目靠近河道，专业班组采用直接抽取的方式将淤泥泥浆直接抽至挖泥船上，然后到指定地点晾干运走，同时直接采用绞吸式挖泥船挖出江河底部泥砂，通过挖泥船上的泵和连接船与岸的漂浮管道，将砂浆输送到场地形成换填，俗称的吹砂工艺，不到一个星期的时间，专业班组按时按质完成了本次任务。本项目同等规模条件下，专业班组效率是普通班组三倍以上，效果显著，甚至于完成了普通班组无法完成的任务，因此，专业的事交给专业的人办，往往是事半功倍的。
6其他因素
影响工期的因素还有较多，如施工所处季节，在北方地区，冬季冻雨施工效率必定比夏季低，甚至不能施工，在南方，雨季的施工效率必定比旱季低，雨季甚至会让基坑形成洪涝（池塘效应）等。当然也存在项目资金不到位而导致项目的拖延等因素，在此不再论述。
7结语
本文基于作者多年工程实践进行分析的经验，对地下水厂基坑支护工程涉及影响工期的因素及对策进行了阐述，更不乏对相关工艺的介绍。同时也应该看到，不同工程有不同特点，实际工程中影响工期的因素纵多，具体问题具体分析，抓住本项目的主要特点，论证基坑支护影响工期的因素，最后才能根据论证的因素因材施策，得出基坑支护工程工期的最优解。
参考文献
[1]DBJ/T15-20-2016.建筑基坑工程技术规程[S].
作者:黄火东 单位:广东市桥建筑设计院有限公司
