生物池及臭氧催化接触池深基坑增加深层搅拌

第页一、典型案例项目概述工程情况介绍：长春市北郊污水处理厂三期工程位于长春市宽城区伊通河西岸，原北郊污泥处置厂位置，工程总占地面积13.71公顷，工程总造价5.63亿元，由长春水务集团城市排水有限责任公司投资建设，建成后日处理污水35万吨，项目采用先进的‘MBR+臭氧氧化工艺’，出水排放至厂区东侧伊通河。工程合同工期2020年11月30日至2022年12月31日。该项优化情况介绍：现场生物池及臭氧催化接触池基坑深8.9m，原图纸设计为支护桩+井点降水形式，降水井间距6m，由于项目部位于伊通河边，根据地勘报告显示，地表以下4-8米为砂层，地下水资源丰富，6-9月份丰水期水位较高，并且结合公司伊通河综合治理项目施工经验，项目部主动提出在深基坑支护桩外侧增加深层搅拌桩，经过多次与设计院及业主沟通，并通过组织专家论证会，得到专家一致同意后，设计院及业主决定在基坑支护图中增加长度6500mm,直径800mm深层搅拌桩，在现场实际施工过程中，因搅拌桩止水效果好，支护桩侧壁、基坑底部无渗水现象，因此优化基坑内疏干井施工数量，既节省成本也缩短了施工工期。降水井支护桩降水井支护桩无止水帷幕无止水帷幕图一原图纸设计降水井支护桩止水帷幕降水井支护桩止水帷幕止水帷幕止水帷幕止水帷幕止水帷幕图二优化后现行图纸二、“双优化”实施情况投标阶段接到招标图纸（已出蓝图），项目为新建污水处理厂，规模为日处理污水量35万吨，为吉林省近年最大规模新建污水处理厂，项目定位高，为吉林省重点民生工程，工期较紧，2022年12月31日前必须达到通水条件。故基坑降水效果的好坏将直接影响后续基坑支护、土方开挖、基底处理等一系列分部分项工程。原设计基坑降水为以管井降水为主，基坑内明排为辅的方法，降水管井在基坑外设置（井径600mm，间距6m，降水井管采用外径380mm无砂管），为延基坑周边闭合状，疏干管井布置于坑内（间距约25m）。此设计从施工角度分析，存在两大弊端：一是项目地处伊通河畔，水文情况复杂（后有详细描述）地下水位较高、径流补给较丰富，原设计降水措施较为单一，很难满足后续施工干作业需求。二是原设计降水方法必须要结合坑内疏干井及基坑明排水，所需工期较长且制约基坑支护、土方开挖等后续工程施工。以上两个方面对工程的施工进度、质量控制、安全管理都会带来不同程度的影响与制约。项目部深知原设计的影响程度，在中标后马上组织策划设计优化，深入研究，在深基坑支护降水图纸在投标阶段已出蓝图且蓝图已发放给建设单位的极其不利情况下，项目部剑走偏锋，从研究降止水技术要点、积极沟通设计单位、积极沟通建设单位、利用社会专家影响力、主动提出多种优化方案、列举以往类似项目施工经验、以业主的站位高度从技术角度出发等方面为切入点，进行了以下几步工作部署和实施：夯实技术资料基础，做到有理有据项目部通过查阅地勘报告、现场挖探、查阅历史资料、咨询本项目周边工程，得出如下结论：本工程建设场地东侧紧挨伊通河，地质情况自上而下主要为杂填土、粉质黏土、淤泥质粉质黏土、细砂、粗砂、泥岩，其中细砂层+粗砂层平均厚度4m，含水丰富。场地地下水类型主要为埋藏在第四系土层中的潜水，少部分为基岩裂隙水，主要靠大气降水补给及侧向径流补给，丰水期地下水位较高，稳定水位埋深为4.6m-4.7m，稳定水位高程为188.34-190.35m（室外正负零为193.5），潜水与裂隙水有水力联系。因基坑支护、土方开挖及地下池体主体施工均在雨季，地下水受大气降水补给较为丰富，紧邻伊通河受地下径流补给较为丰富，砂层渗透系数为35m/天。综上结合现场挖探影像资料得出场区地下水较为丰富，单一管井降水很难满足施工需求。2、以建设单位的站位高度从进度管控、技术角度切入积极与建设单位进行沟通，从建设单位的站位高度思考问题，本工程为吉林省重点民生工程，2022.12.31通水节点为政治任务，且前期因原场地管道排迁及中标通知书下发较晚（2020.11.26开标，2021.1.15下发中标通知书，因管道树木等排迁2021.3.15进场），工期损失109天。为保证既定关门工期节点，且前期降水效果对后续工程制约较大，为了圆满完成工期目标，多次与建设单位进行沟通，且联系到北郊污水处理厂一期及二期建设单位参与者，经过共同研讨，场区确实地下水较为丰富，此前施工的一期及二期降水效果并不理想，项目部建议增加止水帷幕施工工艺以保证降水效果，抢回工期，最终优化得到了建设单位的支持。3、列举以往类似施工经验、利用社会专家影响力1）在与建设单位及设计单位沟通过程中，项目部查询了大量东北公司在长春地区施工在类似地质、水文条件情况下的工程，以长春市百里伊通河综合治理项目为依托，该项目亦紧邻伊通河畔，地质水文条件基本一致，通过查阅施工图纸及咨询，伊通河沿岸的深基坑工程在设计中均有止水措施，施工过程中降止水效果较好，为后续施工打下了坚实的基础，且了解到此前百里伊通河综合治理项目的审图单位为目前北郊污水处理厂三期工程的设计单位。2）通过社会专家的影响力，助力本设计优化促成。在组织深基坑支护及降水专家论证过程中，项目部通过罗列基础技术资料、分享以往施工经验、展示现场挖探影像资料、根据厉害关系主动提出意图增加的不同工艺的止水帷幕（高压旋喷桩、搅拌桩、劈裂注浆等），通过专家质询最终取得了与会专家的一致认可，并把建议增加止水帷幕专家意见写到了论证意见中。4、积极沟通设计单位，从技术角度出发，攻克难关，重出蓝图1）在与设计单位沟通过程中亦要站在设计单位角度考虑问题，通过多次积极的沟通，了解到设计单位主要有以下几点顾虑：一是目前设计的管井降水结合基坑明排水可以基本满足施工需求，只不过效果不能达到预期；二是增加止水帷幕势必增加建设成本，建设单位是否同意；三是更改原设计意味着原设计深度不够且无理由更改；四是目前蓝图已出，更改设计较为繁琐。2）针对以上几点设计单位的主要顾虑，项目部在积极沟通的过程中进行了逐一化解：一是结合项目收集的基础技术资料、以往类似工程经验、现场实际挖探资料等得出结论，目前单一的降水措施确难保证降水效果，从技术角度说服设计单位；二是先期已取得建设单位的支持，虽增加部分成本，但能大大节约工期，为后续工程打下基础，保证2021.12.31通水节点，打消设计单位的疑虑；三是在专家论证过程中说明增加止水帷幕并不是推翻原设计只是针对现场实际情况做的补强措施，且通过与会专家的支持与专家论证的结论让设计单位有理由进行修改图纸；四是蓝图已出的问题，因支护降水与地上结构为不同设计单位，项目部利用地上结构尚未出蓝图且结构尺寸略有调整为由，原支护尺寸也应做相应的调整，重新出图的费用由建设单位承担，让基坑设计单位心里上得到平衡，且项目部在设计单位重新出图的各个流程上都积极配合，包括画图、打印、到建设单位更换原版图纸等。该设计优化在投标阶段已出蓝图且蓝图已报送建设单位几乎不可能更改原设计的艰难条件下，项目部迎难而上，通过积极沟通，多次努力，最终得到了建设单位、社会专家、设计单位的一致认可，在原设计降水措施不变的基础上增加了一道水泥土搅拌桩止水帷幕（Φ800@650、水灰比0.6-0.8），保证了深基坑支护、土方开挖等后续分项工程的干作业，降止水效果极好，最终得到了建设单位等一直认可。“双优化”实施中质量、安全、环保情况截至目前，深基坑深层搅拌桩、支护降水均已施工完成，主体结构施工完成；在施工过程中基坑基底及支护桩侧壁无渗水现象发生，为支护结构安全及主体结构施工提供有力的保障，同时支护结构基本试验及验收试验检测全部完成，验收试验检测合格率100%，地基验槽全部完成，验收合格率100%，地基承载力通过试验确定，合格率100%；因增加深层搅拌桩，基坑内无明水，大大缩短基坑内土方及疏干井施工工期，安全管控风险大大降低，现场施工无任何安全事故，深层搅拌桩施工过程中严格控制粉尘及噪声污染情况，至施工完成环保监测数据各项均合格；优化后的支护形式更加安全可靠、施工过程中以质量第一为前提，保质保量的完成了施工任务，过程中无渗水或突涌等现象，为后续工程创造了安全施工的作业条件。四、创新点项目地处于一个地质条件及水文条件较为特殊的环境下，施工环境与常规工程不可相提并论，施工场地地质水文条件较为复杂，采用常规单一降水措施不能满足施工需求，且对后续施工带来诸多不便及隐患，故本优化的成功实施，为后续分项工程的顺利进展打下了坚实基础，也为公司后续承接类似工程提供了宝贵经验，总结了一套相对完整的沟通技巧。以上种种，项目部未雨绸缪、从多角度出发解决问题，通过以建设单位、设计单位角度出发考虑的关键点打开局面，利用完美的沟通技巧及扎实的技术基础促成了该设计优化的成功落地，最终达到缩短工期、提高工程质量、保障安全的目的。项目通过一个增加止水帷幕的设计优化，达到了如下连锁效果：1、止水帷幕单轴水泥搅拌桩施工过程中在配置水泥浆液中增加水玻璃，达到水泥浆与土体快速板结，巩固了止水效果，尤其在砂层含水率较大的情况下效果极佳，且提高了止水帷幕的造价，增加了项目利润。2、因增加止水帷幕后降止水效果极佳，在支护桩施工过程中未出现塌孔现象，也省去了造浆的工艺，节约成本，且文明施工较好。3、因降止水效果极佳，桩间喷护过程中较为顺利，基坑侧壁几乎无渗水部位，加快了桩间喷护的施工效率、减少了原材料的浪费、桩间喷护质量较好。4、因增加止水帷幕后结合管井降水效果极佳，省去了基坑内大部分疏干井，节约了成本也为方便了土方开挖分项工程，加快了工期。5、因基坑侧壁几乎无渗水，后续地基处理的级配砂石在施工过程中在完全干作业的情况下进行，保证了施工质量，也加快了工程进度。综上，通过该设计优化，不仅增加了工程量创造了效益，同时为后续各分项工程的顺利进展打下了坚实的基础，节省了工期、保证了质量。五、适用范围与应用前景深层搅拌桩止水帷幕广泛适用于地下水位较高、径流补给较丰富，砂层多含水量大的深基坑施工过程中，在基坑支护降水施工过程中，深层搅拌桩止水帷幕可以延缓或阻止地下水流入基坑内，可以避免地下水位下降过快造成的地面开裂或下沉，同时使基坑内保持无水干燥的作业环境，提供安全的作业面。通过本案例的具体实施及优化，能够有效的为后续类似工程提供施工经验及针对类似案例的沟通技巧；通过案例的有效沟通，使施工安全得到保障，同时通过优化得到利润扩大化，值得在类似工程中推广使用。六、获得的经济效益情况1、深层搅拌桩经济效益：深层搅拌桩施工工程量为17500m，业主确认综合单价为435.6元/米，项目分包综合单价为172.4元/米，因此深层搅拌桩经济效益为：（435.6-172.4）×17500=460.6万元。2、疏干井经济效益：因深层搅拌桩施工后止水效果明显，基坑及支护桩侧壁无渗水现象，因此优化掉疏干井施工数量，图纸注明疏干井共计50眼，优化后施工20眼既满足施工要求，疏干井施工单价为467.5元/米，井深16.5m，降水台班为28.1元/天，降水周期110天；疏干井的经济效益为：467.5×16.5×（50-20）=23.14万元，28.1×（50-20）×110=9.27万元，合计32.41万元。3、工期节省经济效益：通过深层搅拌桩施工，保证了基坑及支护桩侧壁无渗水现象，确保了土方开挖周期，减少了疏干井