南宁市琅东污水处理厂二期工程进水泵房及格栅间施工方案选择.pdf

尸 槭携建设 文章编号 l 6 7 2 7 0 4 5 ( 2 0 0 7 ) l 0 _ - 0 0 5 4 0 3 南 宁 市 琅 东 污 水 处 理 厂 二 期 工 程 进水泵房及格栅 闻施工方案选择 摘要：针对污水处理厂进水 泵房及格栅间土建施工提 出了三个 不同的方案， 并从技术、 经济和工期 等方面进行分析比较 ，从 中选择最 优 方案 。 关键词：污水处理进水泵房 施 工方 案沉井 中图分类号 t o 7 4 文献标识码 b 1 概况 南宁市琅东污水处理厂二期土 建和设备安装工程是南宁市城市水 环境综合整治项 目之一，是 由日本 国际协力银行提供贷款 。建设规模 为 日 处理 1 o 万吨污水， 合 同总价为 4 9 8 7 3 0 6 6 9 3 0日元， 合同工期 l 5个 月。工程于 2 0 0 5年 1 o月 1 0日正式 开工 。 进水泵房及格栅间设计施工图 采用大开挖施工，现况地面高程为 7 1 m ， 开挖深度达 1 l m ， 设计要求的构 筑物地基承载力为 2 2 0 k p a 。考虑到 进水泵房及格栅间施工 的特殊性， 在编制琅东污水处理厂二期土建和 设备安装工程进度计划 中，施工单 位将进水泵房、格栅间施工时间安 排在 1 2 月份的枯水季节， 以确保施 工顺利进行。 在施工准备期，因竹排冲下游 河道改造工程进行 围堰施工，致使 竹排冲水位上涨至 7 0 o o m 7 0 5 0 m 高程 。地勘资料显示场地地下水年 均标高 6 0 m 6 2 m ，地下水年变化幅 度 3 m 6 m ，竹排冲常水位为 6 5 m 6 6 m 。由于河道水位上升， 地下水位 远高于其常年均标高，勘察期 间地 下水位 6 5 m 。格栅间、 进水泵房底高 程 6 0 1 o m ，构筑物北侧紧靠竹排冲 河， 最近距离仅 6 m 。基于以上原因， 已无法按原设计方案和计划工期进 行格栅间和进水泵房施工，需要重 新确定格栅间、 进水泵房施工方案。 拟采用的方案为： 一是高压旋喷桩 、 灌注桩组合法； 二是高压旋喷桩、 深 层搅拌桩、 灌注桩组合法； 三是高压 旋喷桩、 沉井组合法。 2 方案编制的依据、 目的 2 1 主要依据 根据设计施工图、地质勘察报 告及现场条件变化 ：地下水位上涨 较大， 超过常年水位约 4 m5 m ， 竹排 冲下游正在改造施工，无法降低水 位至正常水位，基坑需采取防渗措 施； 上层滞水与竹排冲相通， 进水泵 房与竹排冲河只有 6 m间距， 与氧化 沟仅 l o m间距， 因目前地下水位高， 地下水丰富， 无法采用降水措施， 且 若采用降水将会对正在施工的氧化 沟结构造成破坏。 2 2 方案及 目的 提高地基承载力，处理后达到 设 计 要 求 的地 基 承 载 力 特 征 值 2 2 0 k p a ； 防止构筑物不均匀沉降， 控 制好沉降量； 解决抗浮问题， 保护构 筑物结构；解决 因竹排冲水位过高 产生的渗透， 达到止水防渗效果， 确 保施工安全。 3 拟采用处理方法简介及适 用范围 3 1 高压旋喷桩法 3 1 1 原理 利用钻机把带有特殊喷嘴的注 浆管钻进至土层 的预定位置后， 用 高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆 下端的喷射装置，向四周以高速水 平喷入土体，借助液体的冲动切削 土层， 使喷射流程内土体遭受破坏。 与此同时，钻杆一面以一定的速度 ( 2 0 r mn ) 旋转， 一面低速 ( 1 5 c m m i n 3 0 c m m i n ) 徐徐提升， 使浆液与土 体强制混合。 待浆液凝固后， 便在土 中形成一个具 有一定 强度 的 固结 体， 从而使地基得到加固。 3 1 2 特点 维普资讯 ， ， 城辐 设 提高地基抗剪强度，改善土 的变形性质，使在上部结构荷载作 用下， 不产生破坏和较大沉降。 可用于任何软弱土层 ，可控 制加固范围。 施工简便， 操作容易， 管理方 便， 速度快， 用途广泛。 既可加 固地基，又可以用做 挡土、 防水 ， 基坑底部加固防止管涌 和隆起。 3 2 钻孔灌注桩 3 2 1 原理 在泥浆护壁条件下， 慢速钻进， 通过泥浆排渣成孔， 放置钢筋笼， 灌 注砼成柱。 3 2 2 特点 适用地下水位较高的基坑。 深度可任意设置；桩身质量 可靠 。 在特殊构筑物中起到很好 的 抗浮 、 抗拔功能， 抗基坑隆起， 确保 构筑物结构安全。 无噪音， 符合环保要求； 成桩 速度快， 满足进度要求。 与高压旋 喷桩形 成止水 帷 幕， 起到良好的挡土、 防渗功能。 3 3 深层搅拌桩法 3 3 1 原理 利用水泥或水泥砂浆作为 固化 剂， 通过特殊的搅拌机械， 在地基深 处就地将软土和 固化剂强制搅拌 ， 并产主一系列反应，使软土硬结成 具有整体性、水稳定性和一定强度 的优质地基，从而提高地基强度和 增大变形模量。 3 3 2 特点 增加地基承载力，减少沉降 量 。 因固化剂与原土就地搅拌混 合， 最大限度利用了原土。 土体加 固后重度基本不变， 对下卧层不产生附加沉降。 施工简便， 速度较快。 桩施工长度受机械 限制， 目 前控制在 1 5 m以内。 开挖 5 m后再 施工， 降 、 排水 困难。 3 4 沉井 3 4 1 原理 在地面或地坑上，先制作开 口 钢筋砼筒身， 达到一定强度后， 在井 筒内分层挖土、 运土， 随着井 内土面 逐渐降低，沉井筒身借其 自重克服 与土壁之间摩阻力不断下沉而就位 封底的一种深基或地下工程施工工 艺。 3 4 2 特 点 适用地下水位较高、难以将 地下水排干 、地下有流砂或有其他 有害的土层情况下施工。 深度可任意设置；筒身质量 可靠 。 在特殊构筑物中起到很好的 抗浮， 确保构筑物结构安全。 无噪音， 符合环保要求； 施工 速度快， 满足进度要求。 沉井结 构截面 尺寸 和 刚度 大， 承载力高， 抗渗、 耐久性好， 内部 空间可资利用，可用于很大深度地 下工程的施工， 深度可达 5 0 m 。 施工不需复 杂的机具设备， 在排水和不排水情况下均能施工。 比采用大开挖、围护与防渗 措施施工大大减少挖、 运 、 回填土方 量， 加快施工速度， 降低施工费用。 沉井施工对临近的氧化沟结 构无影响，确保临边构筑物结构安 伞 。 4 格栅间及进水泵房施工方 案比较 4 1 高压旋喷、 灌注桩组合 法 ( 方 案一) 4 1 1 选用方案形式 地基处理： 高压旋喷桩； 防渗： 高压旋喷桩； 抗浮与围护： 钻孔灌注桩。 4 1 2 主要设计参数 高压旋 喷桩( 地基加固) ： 土 方开挖 3 m深后，上部留空段 8 m ， 深 度进入基坑底 9 m ； 桩径 6 0 0 ； 桩距 1 2 m1 2 m ， 正方形布置。 高压旋喷桩 ( 防渗 、 止水) ： 桩 长 1 6 2 7 m ； 桩径 中6 0 0 。双排布置 ： 孔距 5 1 9 6 ra m ； 排距 4 5 0 ra m 。 钻孔灌桩( 抗拔、抗浮 、 挡 土 ) ： 桩 长 1 6 7 7 m ， 桩径 中1 0 0 0 ， 间 距 1 l o o m m ，桩顶设 1 1 0 0 8 0 0钢筋 砼梁， 型钢支撑 3 道 。 钢筋防水砼底 板 ( 封底 、 抗 浮) ： c 2 5砼 1 o m厚度， 内配钢筋； 适 当增加钢筋植入钻孔灌桩内，通过 灌注桩抗拔和砼 自重增强整体抗浮 能力， 同时确保基坑抗隆起 。 4 1 3 方案工程投资估算 放坡土方开挖： 2 8 4 0 4 9 m 。 3 5元 m a = 9 9 4万元。 地基处理： 高压旋喷桩 ： 3 6 2根 3 6 9 4 7 3 元 根 = 1 3 3 7 万元 。 防渗处理： 高压旋喷桩 ： 3 7 6根 1 6 2 7 m 根 x 3 1 9 6元 m = 1 9 5 5万元。 抗浮、 挡土： 钻孔灌注桩： 5 2根 1 3 1 6 4 m 3 根 6 2 8 4 8元 m a =- 4 3 0 2 万元 。 钢筋砼梁和钢支撑： 1 0万元。 结 构 ： 1 6 0 8 3 2 5 m 1 3 4 5 2 5 元 m a =- 2 1 6 3 6 万元。 以上总投资： 9 9 4+1 33 7 +1 95 5 +43 02 +1 0 + 2 1 6 3 6 = 6 0 8 5 2万 元。 4 1 4 工期 地基 处理 5天，防渗 处理 1 5 天， 灌注桩施工 2 5天， 成桩 后技术 间歇时间 1 4天， 结构施工 7 5天， 总 工期 1 3 4天。 4 2 高压旋 喷、 深层搅拌、 灌注桩 维普资讯 ， 槭辐圣改 组合法( 方案二) 4 2 1 选用方案形式 地基处理： 深层搅拌桩； 防渗： 高压旋喷桩； 抗浮与围护： 钻孔灌注桩。 4 2 2 主要设计参数 深层搅拌桩( 地基加 固) ： 基 坑开挖 3 m后留空段 8 m ， 深度进入基 坑底 9 m ；桩径 6 0 0 ；桩距 0 9 m x 0 9 m ， 正方形布置。 高压旋喷桩 ( 防渗、 止水) ： 桩 长 1 6 2 7 m ， 桩径 q ) 6 0 0 ， 双 排布置 ； 孔距 5 1 9 6 m m ， 排距： 4 5 0 m m 。 钻孔灌桩( 抗拔、抗浮 、 挡 土) ： 桩 长 1 6 7 7 m ， 桩径 1 0 0 0 ， 间 距 1 l o o m m ，桩顶设 1 1 0 0 8 0 0 钢筋 砼梁； 型钢支撑 3 道。 钢筋防水砼底板( 封底 、 抗 浮) ： c 2 5 砼厚度 1 o m ， 内配钢筋； 适 当增加钢筋植入钻孔灌桩内，通过 灌注桩抗拔和砼 自重增强整体抗浮 能力， 同时确保抗基底隆起 。 4 2 3 工程投资估算： 放坡土方开挖： 2 8 4 0 4 9 m 。 x 3 5元 m a = 9 9 4万元 。 地 基处理 ： 深层搅拌桩： 6 6 4 根 x 9 m 根 x 1 3 0元 m = 7 7 6 8万元。 防渗处理： 高压 旋喷桩： 3 7 6 根 1 6 2 7 m 根 3 1 9 6元 m = 1 9 5 5万元。 抗浮、 挡土： 钻孔灌 注桩： 5 2根 1 3 1 6 4 m 3 根 x 6 2 8 4 8元 m 4 3 0 2万元。 钢筋砼梁和钢支撑： 1 0 万元。 结构 ： 1 6 0 8 3 2 5 m 。 1 3 4 5 2 5 元 m a =- 2 1 6 3 6 万元。 以上总投资： 9 9 4 +77 6 8+1 95 5 +43 0 2+1 o + 2 1 6 3 6 = 5 5 2 5万元。 4 2 4 工期 地基处理 5天，防渗处理 1 5 天， 灌注桩施工 2 5天 ， 成桩后技术 间歇时间 1 4天， 结构施工 7 5天， 总 工期 1 3 4天。 4 3 高压旋 喷、 沉井组合法 ( 方案 三 ) 4 3 1 选用方案形式 地基处理： 高压旋喷桩； 护壁止水： 高压旋喷桩； 结构形式： 沉井， 平面形式为矩 形。 4 3 2 主要设计参数 高压旋喷桩( 地基加固) ： 先 开挖至有地下水为止 ( 高程在 6 8 m 左右) ， 再进行施工， 桩深度进入基 坑底 3 m , 桩径 q ) 6 0 0 。 孔距 5 1 9 6 m m 。 高压旋喷桩 ( 护壁止水) ： 桩 长 1 6 7 7 m ； 桩径 q ) 6 0 0 ； 双排布 置 ： 孔距 5 1 9 6 ra m ； 排距 4 5 0 m m 。 沉井 ( 结构) ： 开挖 至 6 8 m 高 程后施 工，下沉 深度进水泵 房为 7 9 m ， 格栅间同样考虑为 7 9 m 。 池壁 厚度 l o 0 0 m m ， 外做成 1 l o o 坡度； 设 置内壁 ( 格栅间与进水泵房间隔) 加 强沉井刚度， 厚度取 l o 0 0 m m ， 底板厚 度取 8 0 0 m m 。 4 3 3 工程投资预算 放 坡土方开挖： 2 4 1 0 2 9 m 3 3 5元 m 8 4 4万元。 表 1 方案比较 比较项 目 方案一 方案二 方案三 技术可行性 可行 可行 可行 经济 ( 万元) 6 o 8 5 2 5 5 2 5 5 2 4 0 4 施工 难度大 繁琐 、 受机械设备限制 简便、 可靠 工期 ( 天) 1 3 4 1 3 4 1 1 o 效果 止水效果不理想 地基加固及防渗效果不理想 好 地基处 理 ： 高压 旋喷桩 ： 1 2 7 3 根 3 m 根 x 3 1 8 9 7元 m = 1 2 1 8 1 万元。 护壁止水： 高压旋喷桩 ： 3 1 6根 x 1 6 7 7 m 根 3 1 9 6 元 m = 1 6 9 3万元。 沉井： 钢筋砼： 1 6 8 7 o l m 。 x 1 3 3 0 7 1 元 m 2 2 4 4 g万元。 以上总 投资 ： 8 4 4 +9 9 1 + 1 6 9 3 + 2 2 4 4 9 = 5 2 4 0 4万元 。 4 3 4 工期 地基 处理 5天，护壁止水 1 5 天， 结构施工 7 o天， 设计 出沉井结 构图 4 o 天， 考虑设计阶段可进行地 基处理的护壁止水施工，减少总工 期 2 o天， 实际工期 1 1 0天。 5 结论 经过比较 ( 见表 1 ) ， 方案一防渗 止水效果不够理想， 工程投资较大， 工期较长。方案二 因涉及的桩种类 较多， 所使用的施工机械设备多， 工 艺繁琐，且深层搅拌桩施工深度达 1 8 m ， 受 目前建筑市场上