城市排水泵站深基坑工程施工技术

1、城市排水泵站深基坑工程施工技术排水泵站工程是城市基础设施建设的重要组成部分， 担负着 排涝、防洪和降低地下水位等重要任务。 在排水泵站工程施工过 程中，由于大多数泵站位于地下水丰富且埋藏深度浅的地方， 泵 房和导流渠水下混凝土结构的质量安全容易受到影响， 一旦处理 不当，很可能影响到泵站整体工程的质量。因此，有必要采取有 效的支护技术措施和降水措施来保证排水泵站深基坑工程的施 工安全。本文比较了三种基坑围护方案， 包括采用格栅式深层水泥搅 拌桩挡墙式支撑挡土的支护方案、 采用钢筋混凝土地下连续墙的 支护方案和采用外护内撑基坑围护结构的支护方案， 经过分析比 较，选取了外护内撑基坑围护结构体系。

2、施工结果表明，该围护 结构操作简单、效率高、适应性强，完全满足了施工要求。1 工程概述 本工程是一座具有排涝、防洪等重要功能的大型排水泵站。泵站规划建设场地面积为 400 m2,泵房及导流渠基坑开挖范围为（长X宽）44.6m X 36.4m,开挖深度为 4.07.3m。经过支护方案 比选。2 工程地质条件根据工程地质条件勘察结果 , 在基坑开挖深度及影响范围内 地基的主要有以下部分组成:杂填土；粉质粘土；淤泥;含泥细中砂；淤泥质土与中细砂互层；泥质中细砂；砾 石中粗砂。3 基坑围护结构支护方案比选3.1 方案简述(1) 方案一。采用格栅式深层水泥搅拌桩挡墙式支撑挡土的 支护方案，即采用“格栅状

3、”双排水泥搅拌桩挡墙围护对外挡住 边坡土体， 在搅拌桩主挡墙内侧设置被动区搅拌桩挡墙， 内侧的 被动区设置被动区搅拌桩挡墙。 配置深井降水系统， 并辅以局部 井点降水。(2) 方案二。采用钢筋混凝土地下连续墙的支护方案，即为 射水法造墙机成槽后， 泥浆护壁法浇筑水下混凝土形成地下连续 墙，作为深基坑施工围护挡墙，配置深井降水系统，并辅以局部 井点降水。(3) 方案三。采用柱列式钻孔灌注桩“外护”支撑挡土及外 围水泥搅拌桩帷幕防渗， “内支”为钢筋混凝土锁口梁、 环形梁 及支撑杆件， 为外护桩的稳定提供足够的支撑力， 配置必要的深 井降水系统，并辅以局部井点降水。3.2 方案比选根据表 1 不同

4、形式的基坑围护方案的经济技术比选， 最终确 定基坑围护方案采用方案三， 即设计采用“外护内支”的基坑围 护体系。围护基坑(长X宽)44.6m X 36.4m, 600钻孔桩长15m 600水泥搅拌桩长18m表 1 不同形式的基坑围护方案的技术经济比较综合以上分析， 最终确定基坑围护方案采用方案三， 即设计 采用“外护内支”的基坑围护体系， 能满足泵站基坑内地下水位 以下部分的安全施工围护， 以及帷幕防渗止水止砂要求， 并且投 资相对较省，能从整体上满足要求。图 1 基坑地质土层分布图4 基坑围护支护4.1 支护灌注桩长土压力计算时取ZK2（补勘探孔）作为计算剖面（地面现高程 为黄海3.50m）

5、。单撑桩板式结构计算按等值梁法进行，可得（计算过程略 ）:（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区（2.7+1） - 1.5 X （2.7+0.2）+46 X 1.35+32 X 0.9=200kN桩长为:刀 L=6.7+（6.1+1.65） X 1.1 15m按照支护体系的内力计算结果， 支护桩桩身应满足抗弯和抗剪要求，桩长应满足嵌固深度要求。支护桩设计采用 600钻孔 灌注桩，桩距1000。桩身混凝土强度等级为 C25，配筋8 18

6、, 箍筋 8200，加劲箍 142000。桩端为泥质中细砂。施工过程中， 应控制桩顶标高， 一般按设计标高超浇 600mm， 在锁口梁施工之前， 再凿除超高部分的混凝土至设计标高， 超高 部分混凝土待强度达到设计强度的70%后凿除。4.2 水泥搅拌桩考虑到水泥搅拌桩的止砂作用， 桩端置于淤泥质土与中细砂互层，桩径为 600,桩距为500mm搭接长度为100mm搅拌桩的水泥掺量为 15%，水泥搅拌桩芯样无侧限抗压强度(28d) 1200kPa4.3 水平支撑体系考虑到基坑长宽比 a/b=1.23 较小，计算得到的支撑反力为80kN/m,设计采用环形水平支撑体系。经计算分析，设计锁口梁 的断面尺寸

7、为800X600,混凝土强度等级为 C25;环形内支撑混 凝土强度等级为C25,环梁尺寸1000X 800,梁内钢筋使用焊接， 接头必须符合规范要求。环形内支撑梁的自重是由通过锁口梁作用到支护桩上, 而超出基坑部分的环梁自重则靠垂直支撑灌注桩来承担。垂直支撑灌注桩两桩径 600,桩身混凝土强度等级为 C25, 桩底标高等同于支护桩为。4.4 基坑降水降水系统设计:a=41m, b=49m渗透系数k=35m/d，含水层 厚度H=23m水位降深S=6.5m,基坑距江边仅为b0=100m矩形 基坑等效半径 r0=0.29(a+b)=23.5m ,降水井影响半径R=2S=369m。若按潜水完整井计算，

8、基坑涌水量为：Q=13902m3/d,取单井抽水量为q=600m3/d，需布置的深井数 n=1.1Q/q26 口。经验算降深S=9.4m6.5m满足要求。综合考虑场地的地质情况和地下水补给情况，采用 52.9 井 管形成深井降水系统，共布置 26 口深井，并在基坑周边设排水 沟或埋设排水管。图 2 基坑支撑混凝土构件平面布置图5 基坑围护工程施工工艺简介基坑开挖之前， 钻孔灌注桩及支撑体系 （锁口梁 ）的混凝土强 度应达到设计要求。 土方开挖分层分段均匀开挖， 并根据支护桩 的侧向变形情况， 调整开挖速度和顺序， 土方开挖到设计标高以 上30cm以后，采用人工开挖到设计标高。在土方开挖及地下部

9、 分施工期间，对支护桩的侧向变形及周围地面的沉降进行观测， 达到信息化施工的效果。5.1 钻孔灌注桩施工施工工艺 : 采用“跳打”，即隔一根桩施工。施工工艺流程:测量基线布置f局部场地平整f桩位放样f 移机就位f埋设护筒f钢筋笼制作、成孔施工、泥浆制备f一次清孔f钢筋笼吊放f下导管f二次清孔f质量检查f混凝土制 作、浇筑f成桩。5.2 水泥搅拌桩施工方法(1) 机械设备选型。 采用 SJB-1 型深层搅拌机及其配套机械。(2)深层水泥搅拌桩施工工艺流程:定位下沉-沉入到设计 要求深度-喷浆搅拌提升-原位重复搅拌下沉-重复搅拌提升 搅拌完毕形成加固体。5.3 环形水平支撑体系施工方法灌注桩超高部

10、分混凝土在强度达到设计强度70%后凿除，桩中的纵向钢筋应锚至锁口梁顶并做 150b 弯钩。水平支撑体系锁 口梁及水平支撑杆件应放样准确， 确保整个水平支撑体系处在同 一水平面内。环形水平支撑体系施工工艺流程如下 : 搅拌桩、灌注桩施工 后强度达 70%-测量放样-砍桩-开挖土方-安放钢筋-支模板 -浇捣混凝土-进入下一循环。5.4 降水井施工方法(1) 施工特点及难度。交叉作业，离江边河道近，周围为水 塘，地下水来量大；有搅拌桩帷幕止砂；施工季节处于雨季，地 下水位高。(2) 施工方案:降水井点的布置 :按设计要求布置降水井 26 口；降水井施工工艺流程:测放井位钻机就位钻孔清孔 -下井管-填绿豆砂-洗井-置泵抽水-抽水试验-检验出水 量是否符合要求。6 施工效果在泵房、导流渠基坑外围按设计要求布设了 9个测斜孔， 进行基坑施工期围护桩的位移检测，位置见图 3图 3 测斜管最大平面位移示意图分别在基坑开挖至 1/2 ，到设计开挖深度时的位移监测，观 测测斜管最大平面位移值见图 3。从以图 3 可知最大侧位移发生 在9#测斜管，最大位移值为 26.3mmt许值35mm在基坑开挖 到基底，尚未浇筑混凝土垫层前，之后位移趋于稳定，完全满足 施工要求。整个