某污水处理站深基坑支护施工技术-secret

一一钢钢 污污水水处处理站深基坑支理站深基坑支护护施工技施工技术术 一一钢钢 污污水水处处理提升理提升泵泵站基坑站基坑围护围护使用拉森式使用拉森式钢钢板板桩桩 施工中采取了一系列 施工中采取了一系列预预控措控措 施 避免了因施 避免了因桩长桩长不足引起基坑隆起 有效防治因地下水渗流造成管涌及流砂 将相不足引起基坑隆起 有效防治因地下水渗流造成管涌及流砂 将相邻邻建筑物建筑物 的沉降和位移控制在的沉降和位移控制在规规范允范允许许范范围围内 内 1 工程概况 污水处理站是一钢厂区污水汇集处理中枢 定额污水处理量为 28000m3 天 包括格栅 提升泵站 调节池 高密度澄清池 混合配水槽 生物滤池 污泥 脱水间和控制室八个建 构筑物 因设计原因提升泵站施工图滞后 开工时其它 构筑物已开始进行设备安装 提升泵站深 9 2 米 与格栅相距 10 米 深差 3 7 米 与控 制室相距 15 米 深差 6 6 米 图一 施工提 升泵站时将会对相临构筑物的位移和沉降带 来隐患 因此对基坑支护系统要求非常严格 2 基坑支护方式的确定 2 1 场地条件 泵站平面空间小 周围作业面狭窄 场地土深 3 米左右经地基处理后为杂填 土 土质较差 2 2 支护方式 基坑采用大开挖方式工作面要求大 对周围构筑物的沉降和位移影响大 且 提 升 泵 站 附图一 平面布置图 三 转 北 路 生产控制楼 格栅及原水泵 2 受场地条件限制不能采用大开挖 深层搅拌水泥土挡墙施工工期长 不能满足污 水处理站设备安装进度 且设备进场操作面占用地方大 现场无法实施 提升泵 站底板周边有 1 米宽的跳板 采用沉井方法施工也不可行 经比较确定采用 12 米长拉森式 IV 型 钢板桩作为基坑围护最合适 且能满足施工进度 可靠性好 成本低 3 基坑支护系统的设置 为便于钢板桩打设 施工前将地面 3 米厚的杂填土全部剥离 同时可增加钢 板桩的入土深度预防基坑隆起和管涌 钢板桩采用单独打入法 桩顶标高 2 5 米 板桩在基坑底入土深度为 5 3 米 围檩采用 H600 400 8 10 型钢两道 分别设置在 4 0 米和 7 0 米处 每层围檩 加横向支撑两道 采用 H350 200 6 8 型钢支撑 四角斜撑采用 I200 型钢加固 图二 图三 7 500 14 500图二 基坑支护平面图 图三 基坑支护系统剖面图 拉森钢板桩 IV型 3 000 7 000 钢围檩 4 000 0 000 4 600 型钢支撑 4 基坑支护系统的设计验算 4 1 围檩支撑 AA BB 选用 H350 200 6 8 4 1 1 承载强度 NAA BB FsAA BB 215N mm2 5354mm2 1151KN 4 1 2 钢度验算 设计允许长细比 8400 84 51200 9 94 10 ax l i 3 4 2 钢板桩入土深度 沿钢板桩埋设方向取 1m 宽度进行计算 查有关地质资料得 粉质粘土内摩擦角 240 内聚力 C 6kpa 饱和重度 sat 20kN m3 重度 18kN m3 图四 基坑支护系统计算剖面图 4 2 1 主动土压力 200 11 200 12 20 200 2 4524518 2 5 0 422 6 0 6511 1 22 45245 22 20 10 6 7 452 6 0 654 220 34 2 45245 22 catw catw rhtgctgkpa rrhtgctg xtgx rrhtgctg 2 1111112 2 21 20 10 0 422 6 0 65 4 27 8 11 2 5 6 72 12 979119 2 22 1 2 13 9 2 x x Exxx Exxx 4 2 2 水压力 22 1 22 1 1 6 75 6 7 2 1 5 2 ww ww Erxx Er xx 4 4 2 3 入土深度 取 CC 或 DD 侧板桩计算 每延长米支撑力为 以 M 点进 2 1151 2 2 194 28 4 F 行力矩平衡计算 1122 2 111 9 26 72 25 2 333 0 7912 9804 02 WW xxxFxFx xxx 解之得 米 实际施工中考虑各种不可遇见因素 安全系数取 1 3 故实际取埋深 x 5 3 米 4 3 围檩的计算 取 CC 或 DD 标高 7 00 米处围梁进行计算 其简图 如下 图五 围檩荷载分布图 4 3 1 求均布荷载q 为简化计算 E1 E2 EW1 EW2 沿钢板桩全长进行平均分布 标高 7 00 米处 围檩范围为 5 5 米至 9 2 米 2 1 2 2 w1 2 w2 2 E2 1 5 329 79 5 3 119 2336 08 1 E 4 2 5 37 8 5 338 3 2 E5 6 75 3720 E5 5 3140 45 336 0872038 23 140 45 73 11 12 73 11 9 25 5270 KN m KN m KN m KN m qKN m qKN m 4 3 2 求围梁内力 5 支座反力 RN RM 1134KN 支座弯矩 MN MM 0KN m M 截面弯矩 MM 437 4KN m 0 截面弯矩 MO 340 24KN m 4 3 3 围梁截面 2 3 maxm 2 437 4 10 2034 215 MMN mm cm ffN mm x W H600 型钢 WX 2406 4cm3 2034cm3 满足强度和变形要求 5 基坑支护系统施工 5 1 施工缝的留设 提升泵站施工设置两道施工缝分别位于 7 5 米和 4 6 米 方便钢板桩施工 增加钢板桩入土深度 便于围檩和支撑的加固 土方分四次开挖 每次开挖标高为 3 0 米 4 5 米 7 5 米 9 2 米 第三 四次土方采用 12 米加长臂挖掘机挖 土 5 2 土方开挖和支护系统施工顺序 土方开挖至标高 3 0 米 钢板桩打设 轻型井点降水 挖土 至标高 4 5 米 第一道围檩和支撑加固 挖土至标高 7 5 米 第 二道围檩和支撑加固 挖土至设计标高 9 2 米 5 3 土方回填和支护系统拆除顺序 7 5 米底板墙施工完回填土至 7 0 米 拆第二道围檩和支撑 墙体施工至 4 5 米回填土至 4 6 米 拆第一道围檩和支撑 墙体施工至 0 00 米回填土至 3 0 米 拔出钢板桩 土方回填至 0 00 6 几项关键技术的控制 6 1 防基坑隆起措施 提升泵站基坑深 9 2 米 采用 12 米钢板桩围护入土深度仅有 2 8 米 板桩墙 6 内外土面高差太大 会使基坑内土方大量隆起 基坑外土体沉陷 导致支护结构 整体失稳 为此将场地土先挖三米 将钢板桩打深 2 5 米 增加钢板桩入土深度达 到 5 3 米 另在第四次土方开挖前对基坑内土方采用轻型井点降低基坑土体含水 量 增加了基坑内土方的固结力 也对隆起起到有效防治 6 2 管涌及流砂的预防 提升泵站 3 0 米 10 8 米属粉质粘土在渗流作用下土体易成小块脱离原 位 而本次使用钢板桩锁口情况不是很好 为了减少板桩内外水头差 在钢板桩 外围打一组封闭的轻型井点降水 有效的预防了管涌和流砂 6 3 拔出钢板桩后沉降量和位移量的控制 6 3 1 钢板桩采用振动锤拔桩 每两边中部对称拔出 由于拔桩的震动影响以及 拔桩带土过多会引起地面沉降和位移 易造成提升泵站沉降 格栅和控制室位移 钢板桩用震动锤震动几分钟后拔出 尽量少带土出来 桩拔至比底板略高时暂停 震动几分钟 尽量让土填实一部分 减少因土体位移造成格栅和控制室位移 6 3 2 施工前考虑板桩的排土量和带土量计算提升泵站的沉降会在 130mm 左右 施工过程中将提升泵站底标高提高 180mm 最后拔出钢板桩提升泵站实际沉降 为 160mm 对标高要求严格的铁件 螺栓采用预留洞法 能满足设备安装要求 7 实际效果 提升泵站基坑于 2003 年 05 月 26 日至 2003 年 07 月 16 日施工完并回填覆盖 工期 50 天 在基坑开挖过程中 严格按照拟定的方案组织施工基坑稳定 土体 围护墙体变