污水处理厂进水泵房深基坑施工技术探析

　　摘要：本文结合工程实例，首先分析了该工程的地质水文情况，然后研究了污水处理厂深基坑施工的关键环节，供同行参考借鉴。
　　关键词：污水处理厂；进水泵房；深基坑；施工技术
　　
　　
　　一、该污水处理厂工程概述
　　某城市污水厂进水泵房设计为二层结构，下部为钢筋砼池体结构，结构尺寸23.85×12.8m，上部建筑为钢筋砼框架结构。下部池体从进水端至泵池端呈梯形渐变，前小后大，前浅后深。泵房基底最深处标高95m，室外自然地坪标高106.2m，基础最大埋深11.2m,属于深基坑施工。
　　二、地质水文条件
　　进水泵房处地质情况从上至下依次为：耕土层厚1.95m、中粗砂层厚4.6m、粉质粘土层厚1.6m、粗砾砂层厚1.6m、强风化泥岩层厚1.6m，中风化泥岩层厚4.2m。场区无活动性断裂带，各土层分布相对稳定。地下水位标高102～101米。
　　三、施工技术方案
　　为保证基坑施工安全，泵房基坑施工采取粉喷桩帷幕止水并组成基坑防护体系的施工方案。粉喷桩采取咬合法施工，咬合施工三排，构成固结的槽壁墙，保证基坑槽壁安全。
　　基坑开挖采取三级放台阶开挖，粉质粘土地层以上采取放坡开挖，下部固结支护段采取不放坡开挖。上部粗砂层放坡开挖时对边坡采取土钉墙护坡防护。
　　由于泵房基坑位于既有的排水方涵冲刷形成的自然沟内，所以施工时先对排水方涵的污水进行截流导流，导流采取埋管方式，管道绕过泵房施工地域后排入沙河。
　　3.1排水涵截流导流
　　导流从进水井上游截流，截流端位置远离进水井开挖基坑下口边缘5米。导流土方开挖采用机械开挖，放坡系数1.0，两级放坡开挖至涵渠顶部。机械开挖土方至涵渠顶端后，人工开挖至涵渠底部。为处理截流连接部位，在涵渠上游对其进行暂时性封堵，阻断上游来水，使上游来水通过上游溢流口排放。同时抢工处理截流管道与涵渠的接口，导流管道采用D1500钢筋砼承插管，走向沿进水井及进水泵房基坑外围北侧，排入沙河。
　　3.2基坑开挖
　　基坑分三级开挖，第一级开挖放坡系数1:1，开挖至标高102.2米位置，清理整平，坑洼地段铺垫平整，作为打桩作业平台。基坑边东南侧设置1:2坡道，供粉喷钻机驶入。在打桩平台上重新测放进水泵房下部基坑位置，并确定桩位后打设粉喷桩。粉喷桩打设完后留置1.0m平台，开始第二级开挖，第二级放坡系数1:1，开挖至标高98.2米，一二级开挖深度均为4.0m。第三级不放坡沿固结体边下挖至设计基底，最深处挖深3.2m。第二级和第三级之间挖深，以挖到粉喷桩体后停止。基坑底按照设计深度分部位控制，辅以人工配合清底，防止超挖。
　　3.3土钉墙施工
　　基坑开挖和土钉墙施工自上而下分段分层进行，上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后，方可开挖下层土方及下层土钉施工。
　　3.3.1钢筋网施工
　　钢筋网在喷射第一层混凝土后铺设，钢筋保护层厚度不小于20mm。钢筋网与土钉要连接牢固。网眼尺寸为150×150mm，钢筋直径6mm，钢筋网通过临时钢筋撑头固定，并和土钉杆焊接连接。上下层钢筋网之间搭接放置，搭接不小于300mm，每开挖1.5米左右深度，就对边坡挂网防护。钢筋网下部预留350mm不喷射细石砼，以便下次护坡时搭接连接使用。
　　3.3.2土钉施工
　　土钉采用直径为20mm的螺纹钢筋，纵横间距1.5米，土钉长度10米。土钉施工时钻孔直径不小于70毫米。为保证在砂层中成孔，钻孔时孔内套入直径70毫米的钢管护孔，注浆时缓缓拔出护孔钢管，使孔道内形成良好的土钉锚结体。钻孔和拔管时要匀速缓缓进行，确保孔道和注浆顺利进行，不致塌孔。钻孔要沿坡壁斜向下倾斜，并保证钻孔方向不偏斜，防止窜孔。
　　3.3.3混凝土喷射施工
　　喷射作业分段进行，同一分段内喷射顺序自下而上，一次喷射厚度不小于40mm。喷射混凝土时，喷头与受喷面要保持垂直，距离为0.6～1.0m。在振捣砼时，应有专人或预应力施工人员进行跟班指导，每层浇筑厚度不得大于震动棒头的1.5倍，沿基坑环向浇筑，随时观察，浇筑完毕后及时进行养生，保持充分湿润，防止水分过早蒸发。混凝土浇筑浇筑前做好充分的准备工作，预留1台汽车泵待用，保证混凝土浇筑的连续性。浇筑时，要控制好浇筑速度和浇筑厚度，既要减少新浇混凝土对模板的侧压力，又要保证混凝土层间不出现冷缝，选择每层浇筑厚度为50cm，新老层间隔时间约40min。为保证直径较大的柔性套管管底混凝土密实，应在管底开设浇筑振捣孔，以利排气、浇筑和振捣。在混凝土墙与底板交接处的阴角处，因底板混凝土在凝固前承受不了墙体混凝土的重力和振捣，因此不要过早清除涌出砂浆对底板平压光，以免失去压力平衡形成烂根。其有效方法是控制水灰比和坍落度，合理调整时间使浇筑底板后有一段不超过初凝的停顿，提高底板混凝土支承墙体混凝土的能力。普通防渗混凝土养护要求较严，因此，不宜过早拆除模板，拆模时间延长可减少水分蒸发，有利保温，对减少收缩，防止裂缝有利。为防止混凝土外壁的预埋件因拆模松动而渗水，拆除时混凝土强度必须超过设计标号的70%，防水混凝土凝结后，应立即进行覆盖养护，并充分保持湿润，常温季节在前3d每天浇水4次～6次，3d后每天浇水2次～3次，养护时间不得少于两周。
　　3.4排水系统
　　基坑顶端沿基坑坡顶四周，设置500×500mm排水沟，并在基坑一侧设置300×500mm梯形挡水围堰。阻止地表水对基坑的侵害。排水沟和围堰距基坑坡顶距离不小于2米。
　　放坡的基坑坡脚挖设300×300mm排水沟，沿基坑坡脚一周设置，并在四角设置集水坑，安装潜水泵，有水渗出或流下时用泵抽排水，保证基坑坡脚不受侵害。
　　位于地下水位以下的护坡砼，沿基坑边每隔3米设置一泄水孔，泄水孔外部填筑中粗砂砾滤层，泄水孔用PVC塑料管制作，管端包扎尼龙滤网埋入填筑的粗砾砂层中，另端露出护坡砼面，以利泄水。滤层厚度不小于300mm，高度和宽度不小于600mm。
　　3.5基坑下部固结防护
　　3.5.1桩径和桩位布置
　　粉喷桩直径500mm，桩间距0.45m，自最下部基坑内缘向外打设三排，桩排间距0.6m，两排桩错开打设呈梅花状布置。
　　粉喷桩固结深度顶部至粉质粘土层上部1米，确定标高为100.65m，桩端进入中风化泥岩1.5m，确定桩底标高为93.35m，桩长7.3米。最内侧设计打桩196根，次圈打桩208根，最外圈打桩220根，共计打桩624根，总计4555.20延米。
　　3.5.2打桩施工
　　由于进水泵房基坑位于既有涵渠冲刷沟内，因此粉喷桩施工在第一层基坑开挖后整平基底，边坡防护后进行。排水沟打桩地段内先填土垫平，满足机械作业要求。粉喷桩钻机利用设置的坡道驶入一层基坑内作业平台，附属设备设置在基坑顶部地面。投入粉喷桩钻机一台负责施工。
　　打桩顺序从最内侧一排桩开始，依次连续打设，桩与桩间在未凝固时咬合固结。第一排桩打设完后，第二排桩从第一排桩最后结束桩起始打设，以弥补该处桩不能咬合的缺陷。
　　四、基坑安全监测
　　为确保基坑安全，及时发现隐患和异动，在基坑顶部四周设置基坑稳定性监测点，共设置监测点6个，基坑长边方向设置两个，短边方向设置一个，监测点采用直径16毫米的钢筋，C20砼包裹固定桩头。
　　五、几点体会
　　（1）机械挖土作业中，挖掘机不得碰撞或损坏已做的防护体；
　　（2）基坑下部配合辅助作业的人员要远离挖掘机回转半径，当挖掘机挖土时，基底作业人员要躲避，防止碰撞；
　　（3）基坑上部不得堆放弃土、重物，不得停放重型机械，以免对边坡负荷过大造成破坏；
　　（4）基坑作业中要按规定做好监测记录，适时掌握基坑稳定情况；
　　（5）基坑四周要设置钢管防护栏，并设置醒目警示牌，防止安全事故；
　　（6）在整个基坑施工周期内基坑四周不得堆积土方、大吨位的物体、设备以及大吨位汽车运输。
　　
　　
　　参考文献：
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