某污水处理站深基坑支护施工技术secret

1、一钢 污水处理站深基坑支护施工技术一钢 污水处理提升泵站基坑围护使用拉森式钢板桩，施工中采取了一系列预控措施，避免了因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，将相邻建筑物的沉降和位移控制在规范允许范围内 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

2、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

3、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）。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 承载强度 NAA(BB)FsAA(BB)=215N/mm2*5354mm2=1151KN 钢度验算：(设计允许长细比)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

4、得：粉质粘土内摩擦角ø240，内聚力C6kpa,饱和重度sat=20kN/m3，重度=18kN/m3 主动土压力水压力 入土深度 取CC或DD侧板桩计算，每延长米支撑力为: 以M点进行力矩平衡计算：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： 求均布荷载为简化计算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。 求围梁内力支座反力：RN=RM=1134KN支座弯矩：MN=MM=0KN.m0截面弯矩:MO 围梁截面H600

5、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

6、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

7、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 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。 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、围护墙体变形指标均不大，围护墙顶端位移量最大为9 mm，使基坑施工对周边环境的影响