9.5-污水处理厂进水泵房深基坑安全专项施工方案

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发布时间：2021-09-29

资料介绍

一、进水泵房工程概况
进水泵房位处厂区的西北侧，占地面积为306m2，进水泵房为格栅段、过渡段及泵房段，格栅段、过渡段埋深14.65m、泵房段埋深15.3m。基坑呈多边形，作业场地狭小，在基坑西南侧距离不足20m处有一座10kV的高压电塔，根据进水泵房的两详勘点显示，穿过土层主要是淤泥质土层、粉质粘土层、中砂层和粘土层，其中中砂层厚度达到10m，故基坑隔水为该工程又一难题。
二、进水泵房的工程特点
1．基坑埋置较深，深度为14.65～15.30m，是目前湛江市政工程中最深的基坑。
2．地下水位较高，场地稳定水位深度为1.50m。
3．地质情况十分复杂，该地区原是由海滩沉积而成，因此，含有深厚的土力性质极差的淤泥质土和高塑性粉质粘土，将给基坑开挖及维护带来很大困难。
三、地质及水文条件
1．地质条件
工程场地为滨海堆积地貌，经人工改造变成渔塘、污水河等洼地，现经人工堆填平，地面平坦。
根据钻孔揭露，可将场地内岩土层自上而下划分为人工填土、第四系冲积层、第四系湛江组海陆交互沉积层等三大类，如图1：
（1）人工填土层：呈灰、褐红、灰黄、灰白等杂色，结构松散，由粉土、粉质粘土、砾砂、碎石块、砖块、混凝土块及生活垃圾等组成。
（2）淤泥质土、淤泥：呈灰黑色，流塑～软塑，饱和，粘性好，含腐植质及粉细砂。
（3）粉质粘土、粘土：呈褐红、浅灰、灰黄等色，可塑，粘性好。
（4）中砂：呈灰白、灰黄、浅灰等色，饱和，稍密，局部含少量粘粒、砾石。
（5）粘性土：呈黄褐色、灰白、褐红等杂色，中部可见铁质层。

图1 地质图
2．水文条件：
拟建区地下水水量丰富，从揭露的地层分析，其主要含水层为中砂层，水量丰富。地下水埋藏类型为承压水，补给与排泄以侧向渗流为主。
四、基坑支护设计
1．支护方案设计
（1）支护方案设计原则
为了做到其他构筑物的同步施工，首先做好围护结构的隔水措施，防止水、土流失。第二应减少围护结构自身的侧向变形。第三应要防止坑底土在水头压力的作用下向上隆起或产生管涌现象。
由于该工程基坑岩体的土层覆盖厚度不一，其可塑、软塑等土层厚度分布不均，而且土体物理力学指标变化很大，这样很难做出符合工程实际的计算。因此，只能根据本工程基坑内的情况，再结合以往成功的工程经验近似取基坑地面以下 C、φ值加权平均值作为初步计算的依据，待施工开挖时根据实际再作适当的调整。因此，该工程的设计原则是：动态设计、动态施工、动态管理。施工过程中应随时对开挖和钻孔取得的土体资料和水文资料进行分析、比较，发现与设计所取土体物理力学性能及水文资料不符或出入较大时，应及时调整设计方案和施工方案，以确保设计方案的可靠度。
（2）支护方案比较
考虑到进水泵房与进水渠道紧密相连接，进水渠道的基础为独立基础，如果全部明开挖，进水渠道区域将大范围换填砂石料，而且，15m多的深基坑施工，若采取大放坡开挖，土方开挖量过大，将影响周边构、建筑物基础施工。另外，雨季施工存在安全隐患，不宜采取该方法。
结合现场条件，进水泵房所处区域周边22m范围内没有建筑物及构筑物（除进水渠道），不适于放坡开挖，考虑到进水泵房基坑开挖的难度、基坑支护的可行性、工作量、工期、经济性等因素，采取3m放坡，12m直槽开挖。
2．围护结构设计计算
（1）土的力学指标取值
根据地质详细勘察报告，结合各土层的近似特点C取10.55kPa， =16.85°。
（2）挡土桩入土深度计算
由于土层多为淤泥质土，粘结力不大，且在基坑工程中由于采用了大口井降水，采用用郎肯土压力的水土合算法计算。
主动土压力系数：=
被动土压力系数：=

图3 示意图
在实际工程中由于围护墙的变形，将使围护结墙与土体之间产生相对位移与摩擦力。被动区的土破坏后土体棱柱体是向上隆起的，而围护墙则对破坏棱柱体产生向下的摩擦力，从而使被动土压力增大，计算时可根据土体的力学指标取用一个被动土压力修正系数，koc=1.5，则。图3中为考虑从整平的工作面，到现地面3m高土体对挡土桩的影响及在施工过程中由于机械设备（挖掘机根据不同型号一般取平均接地比压为30～60kPa）和一些施工材料（如：模板、脚手架等）的堆置而引起的附加荷载。取
计算时根据等值梁法引入新的假设条件：
①基坑开挖至第一道支撑的底面标高，此时可按悬臂墙计算上段的负弯矩，在计算此时的主、被动土压力时，因渗流流径比较长，可不计算渗流效应，且在进水泵房基坑开挖前进行了大口井降水。
②当设置第一道撑后，继续开挖至第二道支撑的底标高此时根据一道支撑的受力结构计算第一道支撑的内力，其中假设O点为铰接。
③当设置第二道撑后，继续开挖至基坑底标高此时根据第一道支撑的受力不变