城市排水泵站深基坑工程施工技術(shù)

1、城市排水泵站深基坑工程施工技術(shù)排水泵站工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分， 擔(dān)負(fù)著 排澇、防洪和降低地下水位等重要任務(wù)。 在排水泵站工程施工過 程中，由于大多數(shù)泵站位于地下水豐富且埋藏深度淺的地方， 泵 房和導(dǎo)流渠水下混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全容易受到影響， 一旦處理 不當(dāng)，很可能影響到泵站整體工程的質(zhì)量。因此，有必要采取有 效的支護(hù)技術(shù)措施和降水措施來保證排水泵站深基坑工程的施 工安全。本文比較了三種基坑圍護(hù)方案， 包括采用格柵式深層水泥攪 拌樁擋墻式支撐擋土的支護(hù)方案、 采用鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的 支護(hù)方案和采用外護(hù)內(nèi)撐基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)方案， 經(jīng)過分析比 較，選取了外護(hù)內(nèi)撐基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系。

2、施工結(jié)果表明，該圍護(hù) 結(jié)構(gòu)操作簡單、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)，完全滿足了施工要求。1 工程概述 本工程是一座具有排澇、防洪等重要功能的大型排水泵站。泵站規(guī)劃建設(shè)場地面積為 400 m2,泵房及導(dǎo)流渠基坑開挖范圍為（長X寬）44.6m X 36.4m,開挖深度為 4.07.3m。經(jīng)過支護(hù)方案 比選。2 工程地質(zhì)條件根據(jù)工程地質(zhì)條件勘察結(jié)果 , 在基坑開挖深度及影響范圍內(nèi) 地基的主要有以下部分組成:雜填土；粉質(zhì)粘土；淤泥;含泥細(xì)中砂；淤泥質(zhì)土與中細(xì)砂互層；泥質(zhì)中細(xì)砂；礫 石中粗砂。3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)支護(hù)方案比選3.1 方案簡述(1) 方案一。采用格柵式深層水泥攪拌樁擋墻式支撐擋土的 支護(hù)方案，即采用“格柵狀

3、”雙排水泥攪拌樁擋墻圍護(hù)對外擋住 邊坡土體， 在攪拌樁主擋墻內(nèi)側(cè)設(shè)置被動區(qū)攪拌樁擋墻， 內(nèi)側(cè)的 被動區(qū)設(shè)置被動區(qū)攪拌樁擋墻。 配置深井降水系統(tǒng)， 并輔以局部 井點降水。(2) 方案二。采用鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的支護(hù)方案，即為 射水法造墻機(jī)成槽后， 泥漿護(hù)壁法澆筑水下混凝土形成地下連續(xù) 墻，作為深基坑施工圍護(hù)擋墻，配置深井降水系統(tǒng)，并輔以局部 井點降水。(3) 方案三。采用柱列式鉆孔灌注樁“外護(hù)”支撐擋土及外 圍水泥攪拌樁帷幕防滲， “內(nèi)支”為鋼筋混凝土鎖口梁、 環(huán)形梁 及支撐桿件， 為外護(hù)樁的穩(wěn)定提供足夠的支撐力， 配置必要的深 井降水系統(tǒng)，并輔以局部井點降水。3.2 方案比選根據(jù)表 1 不同

4、形式的基坑圍護(hù)方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選， 最終確 定基坑圍護(hù)方案采用方案三， 即設(shè)計采用“外護(hù)內(nèi)支”的基坑圍 護(hù)體系。圍護(hù)基坑(長X寬)44.6m X 36.4m, 600鉆孔樁長15m 600水泥攪拌樁長18m表 1 不同形式的基坑圍護(hù)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較綜合以上分析， 最終確定基坑圍護(hù)方案采用方案三， 即設(shè)計 采用“外護(hù)內(nèi)支”的基坑圍護(hù)體系， 能滿足泵站基坑內(nèi)地下水位 以下部分的安全施工圍護(hù)， 以及帷幕防滲止水止砂要求， 并且投 資相對較省，能從整體上滿足要求。圖 1 基坑地質(zhì)土層分布圖4 基坑圍護(hù)支護(hù)4.1 支護(hù)灌注樁長土壓力計算時取ZK2（補(bǔ)勘探孔）作為計算剖面（地面現(xiàn)高程 為黃海3.50m）

5、。單撐樁板式結(jié)構(gòu)計算按等值梁法進(jìn)行，可得（計算過程略 ）:（T a15.0=98kPa ,彷 p15.0=273kPa刀 Eai=188.5kN/m，刀 Mai=534kNTc=E Mai/Lc=534/（6.7+1.2-1.2）=80kN/mMmax=8區(qū)（2.7+1） - 1.5 X （2.7+0.2）+46 X 1.35+32 X 0.9=200kN樁長為:刀 L=6.7+（6.1+1.65） X 1.1 15m按照支護(hù)體系的內(nèi)力計算結(jié)果， 支護(hù)樁樁身應(yīng)滿足抗彎和抗剪要求，樁長應(yīng)滿足嵌固深度要求。支護(hù)樁設(shè)計采用 600鉆孔 灌注樁，樁距1000。樁身混凝土強(qiáng)度等級為 C25，配筋8 18

6、, 箍筋 8200，加勁箍 142000。樁端為泥質(zhì)中細(xì)砂。施工過程中， 應(yīng)控制樁頂標(biāo)高， 一般按設(shè)計標(biāo)高超澆 600mm， 在鎖口梁施工之前， 再鑿除超高部分的混凝土至設(shè)計標(biāo)高， 超高 部分混凝土待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%后鑿除。4.2 水泥攪拌樁考慮到水泥攪拌樁的止砂作用， 樁端置于淤泥質(zhì)土與中細(xì)砂互層，樁徑為 600,樁距為500mm搭接長度為100mm攪拌樁的水泥摻量為 15%，水泥攪拌樁芯樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(28d) 1200kPa4.3 水平支撐體系考慮到基坑長寬比 a/b=1.23 較小，計算得到的支撐反力為80kN/m,設(shè)計采用環(huán)形水平支撐體系。經(jīng)計算分析，設(shè)計鎖口梁 的斷面尺寸

7、為800X600,混凝土強(qiáng)度等級為 C25;環(huán)形內(nèi)支撐混 凝土強(qiáng)度等級為C25,環(huán)梁尺寸1000X 800,梁內(nèi)鋼筋使用焊接， 接頭必須符合規(guī)范要求。環(huán)形內(nèi)支撐梁的自重是由通過鎖口梁作用到支護(hù)樁上, 而超出基坑部分的環(huán)梁自重則靠垂直支撐灌注樁來承擔(dān)。垂直支撐灌注樁兩樁徑 600,樁身混凝土強(qiáng)度等級為 C25, 樁底標(biāo)高等同于支護(hù)樁為。4.4 基坑降水降水系統(tǒng)設(shè)計:a=41m, b=49m滲透系數(shù)k=35m/d，含水層 厚度H=23m水位降深S=6.5m,基坑距江邊僅為b0=100m矩形 基坑等效半徑 r0=0.29(a+b)=23.5m ,降水井影響半徑R=2S=369m。若按潛水完整井計算，

8、基坑涌水量為：Q=13902m3/d,取單井抽水量為q=600m3/d，需布置的深井?dāng)?shù) n=1.1Q/q26 口。經(jīng)驗算降深S=9.4m6.5m滿足要求。綜合考慮場地的地質(zhì)情況和地下水補(bǔ)給情況，采用 52.9 井 管形成深井降水系統(tǒng)，共布置 26 口深井，并在基坑周邊設(shè)排水 溝或埋設(shè)排水管。圖 2 基坑支撐混凝土構(gòu)件平面布置圖5 基坑圍護(hù)工程施工工藝簡介基坑開挖之前， 鉆孔灌注樁及支撐體系 （鎖口梁 ）的混凝土強(qiáng) 度應(yīng)達(dá)到設(shè)計要求。 土方開挖分層分段均勻開挖， 并根據(jù)支護(hù)樁 的側(cè)向變形情況， 調(diào)整開挖速度和順序， 土方開挖到設(shè)計標(biāo)高以 上30cm以后，采用人工開挖到設(shè)計標(biāo)高。在土方開挖及地下部

9、 分施工期間，對支護(hù)樁的側(cè)向變形及周圍地面的沉降進(jìn)行觀測， 達(dá)到信息化施工的效果。5.1 鉆孔灌注樁施工施工工藝 : 采用“跳打”，即隔一根樁施工。施工工藝流程:測量基線布置f局部場地平整f樁位放樣f 移機(jī)就位f埋設(shè)護(hù)筒f鋼筋籠制作、成孔施工、泥漿制備f一次清孔f鋼筋籠吊放f下導(dǎo)管f二次清孔f質(zhì)量檢查f混凝土制 作、澆筑f成樁。5.2 水泥攪拌樁施工方法(1) 機(jī)械設(shè)備選型。 采用 SJB-1 型深層攪拌機(jī)及其配套機(jī)械。(2)深層水泥攪拌樁施工工藝流程:定位下沉-沉入到設(shè)計 要求深度-噴漿攪拌提升-原位重復(fù)攪拌下沉-重復(fù)攪拌提升 攪拌完畢形成加固體。5.3 環(huán)形水平支撐體系施工方法灌注樁超高部

10、分混凝土在強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度70%后鑿除，樁中的縱向鋼筋應(yīng)錨至鎖口梁頂并做 150b 彎鉤。水平支撐體系鎖 口梁及水平支撐桿件應(yīng)放樣準(zhǔn)確， 確保整個水平支撐體系處在同 一水平面內(nèi)。環(huán)形水平支撐體系施工工藝流程如下 : 攪拌樁、灌注樁施工 后強(qiáng)度達(dá) 70%-測量放樣-砍樁-開挖土方-安放鋼筋-支模板 -澆搗混凝土-進(jìn)入下一循環(huán)。5.4 降水井施工方法(1) 施工特點及難度。交叉作業(yè)，離江邊河道近，周圍為水 塘，地下水來量大；有攪拌樁帷幕止砂；施工季節(jié)處于雨季，地 下水位高。(2) 施工方案:降水井點的布置 :按設(shè)計要求布置降水井 26 口；降水井施工工藝流程:測放井位鉆機(jī)就位鉆孔清孔 -下井管-填綠豆砂-洗井-置泵抽水-抽水試驗-檢驗出水 量是否符合要求。6 施工效果在泵房、導(dǎo)流渠基坑外圍按設(shè)計要求布設(shè)了 9個測斜孔， 進(jìn)行基坑施工期圍護(hù)樁的位移檢測，位置見圖 3圖 3 測斜管最大平面位移示意圖分別在基坑開挖至 1/2 ，到設(shè)計開挖深度時的位移監(jiān)測，觀 測測斜管最大平面位移值見圖 3。從以圖 3 可知最大側(cè)位移發(fā)生 在9#測斜管，最大位移值為 26.3mmt許值35mm在基坑開挖 到基底，尚未澆筑混凝土墊層前，之后位移趨于穩(wěn)定，完全滿足 施工要求。整個