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标题 南江滨路雨水泵站深基坑施工技术
范文

    吴业东

    

    

    

    摘要:结合南江滨路雨水泵站深基坑施工,分析了地质水文环境特点,进行了方案优化,阐述了止水帷幕和降水施工,基坑开挖和建筑物观测等施工过程。对类似工程有一定借鉴意义。

    Abstract: Combined with the construction of the deep foundation pit of the Nanjiangbin Road rainwater pumping station, the characteristics of the geological and hydrological environment are analyzed, the scheme is optimized, and the construction processes such as water-stop curtain and precipitation construction, foundation pit excavation and building observation are expounded. It has certain reference significance for similar projects.

    关键词:泵站;深基坑;开挖防护;施工技术

    Key words: pumping station;deep foundation pit;excavation protection;construction technology

    中图分类号:TU753? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号:1006-4311(2020)12-0169-04

    1? 工程概况

    1.1 设计概况

    漳州市南江滨路雨水泵站为市政道路配套工程,泵站位于K8+970线路左侧,与九龙江距离约100m。泵站泵房长24m,宽16.8m,顶标高7.3m,底板底标高-2.9m,底板下铺10cmC15素混凝土垫层+60cm中粗砂。

    1.2 气候、水文、地质条件

    南江滨路泵站地下水丰富,地下水位标高约3.5m,地下水与九龙江水系连通,标高变化受九龙江潮汐影响。

    为准确掌握泵站处地质水文状况,进场后进行了补充地质钻探,根据地勘资料揭示,泵站处地层分为:素填土、细砂、淤泥质土、中粗砂、中风化花岗岩。中风化花岗岩岩层顶标高变化明显,分别为:-4.7m、-1.0m、-2.58m、-6.2m。

    BZK1地质钻孔柱状图详见图1。

    1.3 周边环境条件

    泵站小里程侧距离25m处有两幢居民楼,大里程侧基坑上边缘距离漳州市西环城路水仙花大桥南桥台29m。

    2? 设计优化

    泵站原设计方案为矩形钢筋混凝土沉井,沉井外边尺寸為24m×16.8m,外墙厚0.7m、隔墙厚0.6m、0.5m,内孔尺寸分别为7.4m×3m、7.4m×8.4m、7.4m×6.5m,沉井顶高程为7.3m,沉井刃脚底高程为-4.80m,沉井结构总高12.1m。

    根据进场补充勘测地质资料,沉井刃脚需要进入花岗岩3.8m,难以下沉到位。而且上部为透水沙层,周边临近建筑物,采取沉井方案,施工难度大,风险高。通过与设计和业主协商,变更设计为明挖基坑方案。由于地下透水层与九龙江水系连通,基坑临近居民楼和桥梁,施工风险大,因此增加止水帷幕、疏干井、回灌井措施,保证基坑开挖和周边建筑物安全。明挖基坑方案有效解决了地质上软下硬,沉井入岩困难的问题。

    3? 施工方案

    3.1 总体方案

    泵房基坑采用明挖法施工,坑底平面尺寸:长×宽=27m×20m。基坑侧壁安全等级为三级,分三段放坡开挖,第一段开挖高度4m,侧壁放坡坡率1:1.5,第二段开挖高度4m,侧壁放坡坡率1:2.0,第三段开挖高度0.6m,侧壁放坡坡率1:1.5,第一段、二段边坡侧壁均采用8cm厚C20细石混凝土内配?准[email protected]双向钢筋网片进行护面。第一段、二段边坡间设1.5m宽平台并设置排水沟,第二段、三段边坡设3m宽平台并设置排水沟,平台均采用15cm厚C20细石混凝土内配?准[email protected]双向钢筋网片进行护面。

    雨水泵站处地下水位标高约3.5m且与九龙江水系连通,标高变化受九龙江潮汐影响,为减少基坑开挖及泵房施工时,降水工作量及降低降水施工难度,在基坑四周采用三轴水泥搅拌桩设置止水帷幕,水泥搅拌桩桩径65cm,桩之间搭接长度20cm,桩长以桩底至中风化花岗岩为准。(图2)

    3.2 施工工艺流程

    主要包括止水帷幕施工,基坑开挖防护等内容,具体工艺流程如下:

    三轴水泥搅拌桩施工→疏干井及回灌井打设→基坑顶拦水坝施工→第三段边坡基坑内土方开挖→开挖第三段与第二段边坡间平台排水沟→基坑内降水(起用回灌井)→第二段边坡基坑内土方开挖→开挖第二段与第一段边坡间平台排水沟→第二段边坡护面混凝土及第二阶平台混凝土施工→第一段边坡基坑内土方开挖→第一段边坡护面混凝土及第一阶平台混凝土施工→泵房施工→基坑回填。

    3.3 三轴水泥搅拌桩施工

    技术指标:水泥搅拌桩桩径650mm,桩之间搭接长度200mm,桩长以桩底至中风化花岗岩为准,平均桩长约8m。

    三轴搅拌桩采用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥,水泥掺入比为20%,水灰比为1.5-2.0,无侧限抗压强度qu28≥1.0MPa,渗透系数小于1×10-7cm/s。

    施工顺序:三轴水泥搅拌桩施工按图3、图4顺序进行,其中阴影部位为重复套钻,以保证墙体的连续性和接头的施工质量,水泥搅拌桩的搭接及施工设备的垂直度补正依靠重复套钻来保证,以达到止水的作用。

    跳槽式双孔全套复搅式连接:一般情况下均采用该种方式进行施工,详见图3。

    单侧挤压式连接方式:对于止水帷幕转角处或有施工间断情况下采用此连接,详见图4。

    3.4 疏干井施工

    疏干井直径60cm,孔深至岩层顶面,采用GPS-10型工程钻机成孔。(图5)

    滤管采用外径300mm,壁厚5mm的CPVC管,底口用管盖封死,管壁上钻?准15mm的小圆孔,孔距25mm,外包两层滤网,滤网采用编织布,外部再包一层网眼较大的尼龙丝网,每隔50-60mm用10号铅丝绑扎一道。

    水泵采用200QJ20-45/3型深井潜水泵,出水管采用2寸透明管或胶皮管,地下水通过潜水泵和出水管排至平台排水沟,在集水井汇集后,用100WL80-8-4型水泵排至地方污水排放系统。

    第二段边坡基坑内土方开挖前,且三轴水泥搅拌桩止水帷幕施工完成7d后对基坑内疏干井进行抽水,做到能及时降低基坑开挖范围内土体中的地下水位。每天24小时派人现场值班,并做好抽水流量记录。确保降水连续进行,避免因供电无法保证造成井底突水。

    基坑内降水时,安排专人观察回灌井水位,确保回灌井内水位标高与原始标高相同或略高于原始水位标高。

    3.5 回灌井打设及回灌

    回灌井在基坑靠近房屋一侧和靠近道路桥梁一侧布设,靠近房屋一侧布置在基坑顶与房屋中间位置,间距10m/个,共布设7个;靠近道路一侧布置在基坑顶外6m位置,间距20m/个,共布设4个。

    回灌井直径60cm,孔底穿透淤泥质土进入中、粗砂层2m,采用GPS-10型工程钻机成孔。

    用钢板焊制水箱,容量4m3/个,共设2个(每边回灌井设置1个),水箱底部采用型钢焊支架,水箱坐落于支架上,距离原地面2m高。每个水箱配1台15WG120B管道增压泵,必要时开启增压泵,加大压力往回灌井内输水。

    主管采用?准89mm,壁厚4mm的无缝钢管,用法兰盘加橡胶垫圈连接,防止漏水。主管一端与水箱连接,另一端与支管连接。

    支管采用DN50mm的PE管,并设阀门。支管一端与总管连接并用8号铅丝绑扎以防漏气,另一端插入回灌井滤管内3m。

    疏干井抽水之前,提前观测好每口回灌井地面标号和静止水位标高,疏干井抽水时,安排专人24h值班,随时观测回灌井水位,如水位出现下降,及时打开阀门进行回灌,确保回灌井内水位与原始水位相同或略高于原始水位。

    当水流速度不能满足回灌要求时,及时打开增压泵,加大供水速度,确保水位标高。

    3.6 基坑开挖

    基坑土方采用挖掘机开挖,自卸车出土,人工配合整平。

    基坑开挖前,先修筑车辆进出通道,以方便施工机械、车辆进出基坑,通道宽4m,坡率≤1:7,采用环形布设。通道在边坡位置用水泥搅拌桩进行加固。

    基坑开挖采用纵向分段、竖向分层开挖,竖向每层开挖深度不超过1m。

    边坡采用挖掘机刷坡人工配合整平,每层开挖到位后,均及时按设计侧壁放坡坡率对边坡进行修整,并用坡度尺按照10m左右/断面进行检查。

    开挖出的土方及时运至指定弃土场堆放,基坑顶10m范围内严禁堆载。

    石方采用液压破碎锤进行开挖,根据测量方格控制网进行钻孔破碎。

    破碎锤破碎岩体时必须严格按照坡比进行破碎,避免出现亏坡或坡比过大的情况出现,当出现亏坡时,采用喷射混凝土进行修补。

    岩层厚度≥1m时,采用纵向分段、竖向分层开挖,每次开挖深度不超过1m;当岩层厚度<1m时,竖向一次性开挖到位。

    土层与岩层交界处,采用破碎锤凿出1m宽平台,并在平台土层坡脚部位堆垒约1m宽,0.5m高砂袋,以保证土层边坡坡脚稳定。

    在坡脚内1m处凿出临时排水沟,排水沟上口宽0.5m,下口宽0.3m,深0.5m,并在四角和每边排水沟中部凿出集水井,集水井上口宽0.6×0.6m,深1m。

    边坡护面混凝土采用“喷射法”施工,混凝土采用“湿拌法”,由漳州市润丰混凝土有限公司负责生产,罐车运输至施工现场。喷射混凝土作业分段、分片由下而上顺序进行,每段长度不宜超过6m。

    4? 基坑監测

    根据《建筑基坑支护技术规程》规定,基坑施工监测内容包括:①基坑顶部水平位移;②基坑周边建(构)筑物、道路沉降;③坑边地面沉降;④地下水位;⑤房屋倾斜。

    4.1 基坑顶部水平位移监测

    基坑顶部水平位移采用高精度的全站仪,监测点布置在三轴水泥搅拌桩上,距监测点的距离不大于20m。

    监测点采用?准20圆钢,插入三轴水泥搅拌桩内1.5m,外露1cm。

    位移观测频率:在基坑开挖过程中、初期每天观测2次,每天早晨7:00及下午17:00各观测一次。待基坑围护结构变形稳定后每天观测1次。并绘出变形曲线。

    4.2 基坑周边建(构)筑物、道路观测

    沉降观测点的设置:①楼房处:楼房外墙四角布设观测点;②西环城路路基:沿道路靠近基坑侧路基坡脚埋设沉降桩,间距20m/个,布设数量4个;③基坑:沿基坑周边坑顶外0.5m埋设沉降桩,基坑每边中间及阳角处各埋设一个,另在中间和阳角两监测点中间加密一个监测点,以确保监测点的距离不大于20m;④桥墩:每墩设1个观测点。

    4.3 地下水位观测

    ①地下水位采用浮子式地下水位计进行观测。②观测孔的埋设:1)基坑:在三轴水泥搅拌桩止水帷幕外2m处布设,基坑四周角点及每边中间各布设一个。2)回灌井:在回灌井和楼房中间布设,间距30m/个,共布设3个。③观测孔采用钻机钻孔,孔深8m,口径为110mm,然后下入2寸pvc过滤管(包网),周边回填粗砂,观测孔在基坑开挖之前完成埋设,并测得孔内稳定水位。④观测频率:随时观测,并做好记录,绘出水位变化曲线,为回灌井灌水提供依据。

    4.4 建筑物倾斜观测

    ①采用经纬仪投影法对楼房、水仙花大桥桥墩倾斜进行观测。②在基坑开挖前完成原始数据的采集,开挖过程中、初期每天观测2次,每天早晨7:00及下午17:00各观测一次,待基坑围护结构变形稳定后每天观测1次,并做好总倾斜量的计算和记录。

    4.5 房屋裂缝监测

    ①基坑开挖施工前,安排人员对楼房、桥墩进行检查,确定是否存在裂缝,并留取影像资料。②开挖过程中、初期每天观测2次,每天早晨7:00及下午17:00各观测一次,待基坑围护结构变形稳定后每天观测1次。

    5? 小结

    南江滨路雨水泵站深基坑施工地质环境复杂,场地靠近九龙江,地下水丰富,沙层透水性强。基坑紧邻居民楼和市政道路、桥梁,施工风险高。

    进场初期通过补充勘探,掌握了准确的地质和水文资料,发现了原设计沉井方案存在的问题,为设计变更提供了依据。

    通过设计优化,采取止水帷幕,配合疏干井和回灌井施工,保证了基坑稳定。施工过程中对周边建筑物,地下水位进行监控,指导施工,确保了施工安全。

    目前项目已顺利通车,深基坑施工没有对临近建筑物、道路桥梁造成影响,取得了满意的效果。

    参考文献:

    [1]董祥图.桥梁及市政工程施工实例[M].西南交通大学出版社,2018.

    [2]代元锋.遵义灌区水泊渡泵站后边坡处理设计优化研究[J].价值工程,2019,38(25):176-179.

    [3]余伟,刘万浩,朱全敏.汉江取水泵站深基坑开挖施工降水技术探讨[J].水利建设与管理,2018(03).

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更新时间:2025/1/1 13:33:41