水池基坑支护与土方开挖方案.docx

钢筋混凝土水池基坑支护与土方开挖
5.6.1工程地质及各水池基坑开挖深度
1、土层分布及各土层技术参数
工程地质土层分布及岩土物理、力学指标见下表:
岩土
编号
UJ石
土
名
称
天然
含水
量
%
渗透系数cm/s
重力密度均值
Y
KN/m3
内摩擦角均值
①
q
（度）
粘聚力均值
Cq
kpa
主动
土压
力系
数
Kai
被动
土压
力系
数
K
pi
kh
kv
①
人工
填土
30.3

19.2

②
粘土
34.0
5.58
x 10-7

18.5
6.5
14.6
0.80
1.26
③
1
淤泥
质粘
土
40.7
1.14
X 10-6
2.33
X 10-5
17.4
5.2
9.1
0.83
1.20
③
2
粘土
与土
互层
35.7
1.37
X 10-4
6.5x
10-6
18.4
19.2
12.0
0.51
1.98
③
3
淤泥
质粘
土
41.5
3.0x
10-5
2.92
X 10-7
17.9
6.4
11.4
0.80
1.25
③
4
粉质
粘土
35.0
6.0x
10-5
9.9 x
10-6
18.3
7.5
10.8
0.77
1.30
④
粉质
粘土
28.8
6.4x
10-7
2.9 x
10-4
19.3
18.6
12.3
0.52
1.94
⑤1—
粉土
22.9

20.2
31.7
20.9
0.31
3.21
⑤2
粉砂

说明:
（1）、地表原始自然标高平均约为黄海高程1.20m。
（2）、地下稳定水位标高约为黄海高程1.0m。
2、各水池结构及基坑开挖深度
（1）、废水回收池
现浇钢筋混凝土水池，结构外廓平面尺寸14.9mx14.8m，池体结构高度8.2m、9.2m。基坑底面标高-5.80m, -4.80m（黄海高程）。现场地面标高2.33m,
基坑深度7.13m、8.33m。
(2) 、中间水池
现浇钢筋混凝土水池，结构外廓平面尺寸25m x 41m,池体结构高度7.1m、8.8m。基坑底面标高-5.90m、-4.20m (黄海高程)。现场地面标高2.06m，基坑深度 6.26m、7.96m。
(3) 、曝气生物滤池
现浇钢筋混凝土水池，结构外廓平面尺寸20mx 36.55m，池体结构高度10.75m。基坑底面标高-3.87m、-4.17m (黄海高程)。现场地面标高2.06 m,基坑深度 5.93m、6.23m。
(4) 、RO浓水池
现浇钢筋混凝土水池，结构外廓平面尺寸13.05mx10.7m，池体结构高度6.45m。基槽底面标高-2.25m、-3.95m、-4.45 (黄海高程)。现场地标高2.15 m,基坑深度 4.4m、6.1m、6.6m。
(5) 、调节池
现浇钢筋混凝土水池，结构外廓平面尺寸19m x 36m,池体结构高度5.2m、6.52m。基坑底面标高-0.8m、-1.8m (黄海高程)。现场地标高2.10m,基坑深度2.9m、3.8m。
(6) 、水解池
现浇钢筋混凝土水池，结构外廓平面尺寸17.2mx28.2m，池体结构高度6.8m。基坑底面标高1.3m (黄海高程)。现场地标高2.10m,基坑深度08m。
(7) 、细格栅池
现浇钢筋混凝土水池，结构外廓平面尺寸8.2mx5.9m，池体结构高度8.61m。基坑底面标高-0.15m (黄海高程)。现场地标高2.10m,基坑深度2.25m。
(8) 、网格絮凝沉淀池
现浇钢筋混凝土水池，结构外廓平面尺寸23.5mx18.65m，池体结构高度5.75m。基坑底面标高1.05m、0.05m (黄海高程)。现场地标高2.10m,基坑深度1.05m、2.05m。
(9)、V型滤池
现浇钢筋混凝土水池,
结构外廓平面尺寸19.72 x 25.52m,池体结构高度

5.6m。基坑底面标高1.1m、-0.4m （黄海高程）。现场地标高2.10m,基坑深度
1.0m、2.5m。
（10）、UF废水池
现浇钢筋混凝土水池，结构外廓平面尺寸5.6m x 9.9m,池体结构高度4.9m。基坑底面标高-0.25m、-2.45 m（黄海高程）。现场地标高2.50 m,基坑深度2.75m、4.95m。
5.6.2基坑支护设计技术原则
1、考虑基坑支护使用期为半年的运营条件，在安全、可靠的基础上，尽可能降低支护费用。
2、因厂区构筑物设计布局密集，基础埋深深浅不一，互相交错，整个工程要求在27年一年内建成，难以按先深后浅的顺序施工，为防止施工中深基坑大量排水引起地面下沉而危及邻近其它同时施工的构筑物安全，挖深大于5m的深基坑支护设计中考虑设置防水幕，切断含水土层③2与外部的排水通道。
3、为保证基础挖土正常施工，在挖深大于5m的深基坑内设管井降水，基坑外不降水。为防止基坑内发生管涌透水，设计时以③土层作不透水层，按计算
3
要求适当增加防水幕墙插入深度。
4、因各水池均有严格防渗要求，池体平面尺寸较大，内部结构复杂和因场地所限等原因，除UF水池因平面尺寸小，可利用基坑顶部帽梁桩顶支撑外，其它基坑内无法设置支撑，外部也难以布置锚拉杆体系，基坑支护采用悬臂式结构。
5、现施工场地填土标高差异较大，为减少基坑开挖深度，降低支护费用，挖深大于5m的深基坑土方开挖前先进行部分撤土卸载，基坑坑标高统一撤土至1.0m,撤土范围由基坑内边撤土不小于3m,撤土高度在1m以内时按1： 1放坡，大于血时按1： 1.5放坡。为满足个别基坑撤土卸载要求，现有施工道路需作局部调整。
6、为保证施工中的人员安全，基坑工作面宽度考虑留有不小于1m的交通逃生通道，以备意外紧急情况时施工人员逃生和救护。大于4m的基坑内依交通钢梯平台建不少于一处避险空间，基坑设1.1m高安全防护拦。
5.6.3中间水池基坑支护
1、中间水池基坑支护采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加深层搅拌水泥土防水幕
支护结构。
2、支护桩桩形按基坑不同深度分区设计。坑底标高-5.9m部分桩距1.5m,桩径10mm，桩长为22m，其它部分桩距1.5m，柱径8mm，桩长16m。因支护桩位移较大，桩顶设高6mm，宽同桩径的钢筋混凝土连系梁一道。
3、防水幕采用水泥浆深层搅拌水泥土防渗墙，搅拌桩桩径7mm，桩长10.5m，双排咬合2mm，中心距5mm，水泥掺入比18%。防水幕墙有效厚度1.0m，插入③’土层不小于1m。
4、基坑内设置管井井点降水。降水井采用无砂砼管，管径5mm。井深14m，井高出地面3mm。土方开挖前30日开始降水。
5、基坑布置及基坑支护设计见附图SZJ —10。
6、基坑支护设计计算按12号地质钻孔数据，计算结果见附件4《深度污水处理厂深基坑支护计算书》。
5.6.4废水回收池基坑支护
1、废水回收池基坑支护采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加水泥深层搅拌水泥土防水幕支护结构。
2、支护钢筋混凝土钻孔灌注桩按基坑不同深度分区设计。坑底标高-5.8m部分桩距1.5m，桩径10mm，桩长为22m，其它部分桩距1.5m，柱径8mm，桩长16m。桩顶设高6mm宽同桩径的钢筋混凝土连系梁一道。
3、防水幕、基坑内管井井点降水作法同中间水池。
4、基坑布置及基坑支护设计详见SZJ-13
5、基坑支护设计计算接25号地质钻孔数据，计算结果见附件4《深度污水处理厂深基坑支护计算书》
5.6.5生物曝气滤池、中间混合水池和网格絮凝沉淀池基坑支护
1、生物曝气滤池、中间混合水池和网格絮凝沉淀池距离很近，3个水池基坑布置和基坑支护统一考虑。
2、网格絮凝沉淀池基坑挖深很浅，采用1： 1放坡开挖。基坑布置设计详见
3、曝气生物滤池采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加水泥深层搅拌防水幕的支护结构。
基坑支护桩桩径为8mm，桩距1.5m，桩长为16m。桩顶设高6mm，宽同桩径的钢筋混凝土连系梁一道。防水幕、基坑内管井井点降水作法同中间水池。
4、中间混合水池南、北、西三边采用重力式深层搅拌水泥土挡土墙，东侧与曝气生物虑池相邻边采用钢桩木板挡土墙。
深层搅拌水泥土挡土墙厚度3.2m，墙高14m，由六排搅拌桩组成，平面按格构式布置，桩径7mm，咬合2 。内外双排连体，中间两两一组，间隔两组。水泥掺入比为18%。水泥搅拌桩顶预埋①16、长15mm插筋，外露550mm。挡土墙顶部设3mm厚钢筋混凝土圈梁以增强群桩整体性。
支护钢桩采用①273 x 7钢管桩或HP250型H型钢，桩长6m，间距750mm。挡土木板厚40mm。
基坑内设置管井井点进行降水，作法同中间水池。
基坑布置及基坑支护设计详见SZJ-12
基坑支护结构设计计算结果见附件4《深度污水处理厂深基坑支护计算书》5.6.6 RO废水池基坑支护
RO浓水池基坑支护采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加水泥深层搅拌防水幕和重力式深层搅拌水泥土挡土墙组合支护结构。
基底标高-4.45m, -3.95m部分采用钢筋砼钻孔灌注桩加深层搅拌水泥土防水幕结构。基坑支护桩桩径为8mm,桩距1.5m,桩长为16m。桩顶设高6mm,宽同桩径钢筋混凝土连系梁一道。
防水幕和基坑内管井井点降水作法同中间水池。
东侧底标高为-2.25m部分采用重力式深层搅拌水泥土挡土墙。挡土墙厚度3.2m，墙高13m。作法同中间混合水池。
基坑布置及基坑支护设计详见SZJ-15
基坑支护计算结果见附件4《深度污水处理厂深基坑支护计算书》
5.6.7调节水池、水解池、细格栅池基坑支护
1、调节水池、水解池、细格栅池等三个水池相距很近，基坑布置和支护设计统一考虑。基坑布置及基坑支护设计详见SZJ-09、基坑支护计算结果见附件3《深度污水处理厂深基坑支护计算书》。
2、水解池基坑挖深很小，采用1： 1放坡开挖。
3、调节水池一面紧靠施工主干道，相距不到1m。另一面与水解池相距不足
3m,因场地限制无条件按自然放坡开挖，采用型钢排桩支护，木板挡土的支护结构。临路面需考虑大型施工车辆影响，支护钢桩采用长12m、H4 x 3 x 10 x16H钢桩，间距8mm，桩顶设［4糟钢连系梁一道，挡土木板厚40mm。其它三面支护钢桩采用长9m、H3 x 2 x 8 x 12H钢桩，间距8mm,桩顶设［4糟钢连系梁一道，挡土木板厚40mm。
4、细格栅池
细格栅池三面按1： 1.5放坡开挖，与水解池相邻边因间距不足3m，无法放坡，采用钢桩排桩支护，木板挡土支护结构。支护钢桩采用长9m、H3 X 2x8x12H钢桩，间距8mm，挡土木板厚40mm。
5.6.8 UF浓水池基坑支护
UF浓水池南距30m3成品水罐、北距主要施工道路不足3m,且基坑挖深较大，土质条件差，坑底标高-2.45m处己挖至含水土层，现场条件难以放坡开挖，采用上部单点支撑的钢桩排桩支护，木板挡土的支护结构。支护钢桩采用长10m、H3 x 150 x 9 x 16H钢桩，间距8mm,挡土木板厚40mm。支护上部支撑用①325x 7和①273 x 7钢管焊制。深基坑处设一个降水管井，土方开挖时边挖土边降水，挖至坑底标高后，如基坑渗水严重，可将基坑加深1mm，取消碎石垫层和C15混凝土垫层，以4mm厚毛石混凝土代替。基坑布置及基坑支护设计详见SZJ —14
基坑支护计算结果见附件4《深度污水处理厂深基坑支护计算书》
5.6.9 V型滤池和絮凝反应沉淀池基坑支护
V型滤池和絮凝反应沉淀池相距很近，基坑布置统一考虑。基坑挖深不大,采用1： 1. 5放坡开挖，基坑布置详见SZJ—115.6.10基坑支护结构施工
A、钻孔灌注桩施工
1、施工放线
支护钻孔灌注桩以建、构筑物设计轴线定位，按基坑平面布置设计图测放桩位。建、构筑物设计轴线和支护桩中心轴线用经纬仪测放，经监理验线确认后，根据支护桩轴线测放桩位点。
2、施工工艺流程：桩孔定位T埋设护筒T钻机就位T成孔清孔T吊钢筋笼
T砼灌注T拔护筒（将钻机移至下桩位）。
3、护筒埋设及钻机就位
本工程支护钻孔灌注桩采用钢制护筒，护筒直径大于桩径1mm，埋设中心偏差不大于50mm，埋设深度应满足护筒底部进入第②粘土层不小于5mm，护筒周围以粘土夯实封闭。护筒顶部应高出自然地面6mm，顶部开溢浆孔，钻孔过程中保证泥浆液面始终高出自然地面不小于5mm。钻机平台应保持水平并固定，钻头中心与桩位偏移不应大于20mm。
4、钻孔
支护钢筋混凝土灌注桩采用潜水钻机正循环钻进成孔，清水循环，原土造浆护壁。钻进时孔内泥浆比重保持在1.1t/m3-1.15t/m3,粘度为10-25S，每班对泥浆性能测量三次，并作好记录。钻孔钻头外径不小于桩径，钻头设不小于其直径3倍长度的导向装置。钻进过程中溢出泥浆挖明沟排至场外泥浆池内。
5、泥浆置换
钻孔至设计深度后，停止钻进，继续向孔内压送清水排浆，并随时测定泥浆比重，当孔内泥浆比重达到1.10t/m3左右时，停止注水，提钻，测定钻孔深度和沉渣厚度，沉渣厚度应不大于30cm。
6、钢筋笼制作吊放
钢筋笼在加工场制作，主筋接头采用闪光对焊，主筋与加强环筋采用手工电弧焊。正式施工焊接前，应按《钢筋焊接接头试验方法》要求进行现场条件下的对焊焊接性能试验，合格后方可进行正式施工悍接。钢筋笼采用吊车安装，起吊应平衡，垂直入孔，缓慢吊入，保证钢筋笼的中心与孔中心对应。
7、水下混凝土灌注：
（1）、灌注混凝土由搅拌站生产，混凝土罐车运输，混凝土配合比按试验确定，坍落度控制在15 —18mm，石子最大粒径不得大于40mm。
（2）、灌注桩混凝土采用导管法埋管水下灌注，导管直径2mm，上端与贮料漏斗连接，底端离孔底0.3〜0.5m，始灌前下端放球胆。始灌贮料斗容量应保证第一斗混凝土灌入后埋管深度不小于1m，混凝土灌注应连续进行，不断抽插导管，以便砼密实。在提升和拆卸导管时，应随时测定孔内混凝土的上升高度，作到先测后提，始终保证埋管深度不小于1m，护筒溢出混凝土不混有泥浆后停止灌注。灌注混凝土每50m3留有一组试块，且每项工程不少于一组试块。
B、水泥深层搅拌桩挡土墙施工
1、深层搅拌机械就位
根据设计给定轴线就位和测放桩位设备，机头对中偏差＞20mm,垂直度差A1.5%。
2、固化水泥浆液制备
严格按设计要求配制水泥浆，水泥浆水灰比1：0.5,比重不小于1.80t/m3。水泥浆配制投料要过筛，二次搅拌要过滤，水泥浆搅拌时间不低于5分钟。
3、水泥深层搅拌桩挡土墙和水泥深层搅拌桩防渗墙，按三喷六搅拌程序施工，具体程序如下。
(1) 、预搅下沉
启动电机使搅拌机沿导向架按预先设定的速度搅拌下沉，使钻孔顺利钻至设计标高。
(2) 、提升、喷浆、搅拌
搅拌钻头下沉至设计标高后略微提升，同时启动灰浆泵向桩体输浆，待水泥浆达到输浆管喷时，提升速度控制在0.8-1.2m/min，直至将钻头提升至设计桩顶标高，第一次喷浆量约为设计喷量的40%—60%。
(3) 、复搅下沉
钻头提升至桩顶标高后停止喷浆，此时搅拌机连续动转，使桩项土更均匀，然后将钻头再次下沉至设计桩底标高。
(4) 、复喷提升
钻头下沉至桩底后，再次开启灰浆泵复喷至桩项，提升速度控制在0.6m/min,边提升边搅拌边喷浆，第二次喷浆量约为设计喷量的40%-20%。第二次复喷完成后，按上述程序作第三次搅拌，第三循环喷浆量约为20%。
C、降水管井施工
1、井点埋设
本工程降水管井井管采用4无砂混凝土滤管井筒，GZQ-8型潜水钻机钻孔埋设，钻孔孔径不小于7mm,清水正循环钻孔，原土造浆护壁。孔底和井筒与孔壁间用3-15mm砾石填充，孔底砂砾垫层不小于2mm,井筒与孔壁间砂
砾填充层不于150mm。施工工艺流程如下:
井点测量定位^挖井、安护筒T钻机就位T钻孔(包括稀释泥浆、清孔)T回填井底砂垫层T吊放井管^回填井管与孔壁间的砂砾过滤层^洗井。
2、护筒埋设，潜水钻机钻孔，泥浆置换等同基础支护灌注桩施工。成孔后立即回填井底砂砾垫层并吊放安装混凝土滤管，填充砂砾滤层，以免因间歇时间过长而造成塌孔或缩颈。
3、下管时，混凝土滤管外壁绑扎竹片导向，使接头对正，用吊车逐节吊入孔内，迅速填充砂砾滤料。滤料填充要一次连续完成，从井底填到井下1m，上部要用粘土回填夯实封。滤管安装应居中、垂直，砂砾滤料填充应均匀围绕在井管周围。
4、采用压缩空气洗井法洗井，至管井内溢出清澈的水为止。
5.6.11水池基坑土方开挖及支护结构拆除
1、降水排水
(1) 、需降水后挖土的基坑，于土方开挖前30天开始降水。
(2) 、抽水设备采用QY-25型潜水泵，出水软管长度应使水泵能下深至井底。排水集水汇管采用①150mmPVC管道，抽出水汇集后排至场地以外废弃的养渔池内。QY-25型潜水泵除按设计排水管井每一台配置外，另按总井数10%预备备用泵。
(3) 、基坑降水排水时同一基坑内潜水泵应同时抽水，排水现场配专人负责，24小时值班观察，水泵发生故障及时更换检修，因水位低抽空时，及时停泵，侍水位恢复后再开泵排水。直观观测水位控制在基坑底面以下0.5 ~ 1.0m，然后进行土方开挖。
2、土方开挖
(1) 、水池基坑土方采用人机联合开挖，随挖随装车外运弃土。混凝土管桩桩顶上5mm以上土方以液压单斗挖土机挖土、装车。混凝土管桩桩顶上5mm以下土方以人工挖土为主，坑内用木板铺人行道，人力车运至基坑边部无桩处，液压单斗挖土机取土、装车。
(2) 、鉴于混凝土管桩抗弯强度甚小和工程地质特点(埋深2m左右的第③
1土层为流塑状态淤泥质土，无强度且渗透性差，短期降水对该土层难以产生明显
效果。当将第②土层挖掉后，混凝土管桩受土水平挤压时，实际近似于以第③
2土层作支持层，悬劈长度增加2m以上）基坑挖土时应注意防止工程桩断桩。不论人工或机械挖土，当挖至混凝土管桩顶以上5mm以后，均应分层开挖，每层开挖深度不得大于1m，且混凝土管桩单面挖空高度不得大于1m。
（3）、基坑支护设计计算荷载己考虑先进行部分撤土卸载，统一撤土至标高1.0m，撤土范围由支护桩外侧计不小于3m的因素，深基坑土方开挖前应按设计规定先行撤土卸载，然后进行基坑土方开挖。卸载范围内不得堆放土方，挖土、运输设备不得进入卸载区作业。
3、基坑开挖时支护结构监测
（1）、基坑开挖时应对支护结构的变形进行不间断的观察和监测。监测内容一是巡视观察支护结构（支护桩、水泥防水幕）的完好状态，一是用经纬仪监测支护桩桩顶位移。
（2）、土方开挖前设置桩顶位移监测标志。先用经纬仪标定支护桩顶系梁中心线，并于系梁中心延长线两端适当位置各设置固定观测桩，桩顶作经纬仪对位十字点；沿梁长每5m设中心线观测标志，观测标志可采用在预埋铁件上打点或采用红油漆作三角标志（油漆标志不耐久，需加保护和更新）。
（3）、支护桩顶位移用经纬仪观测，每日二次，每12小时一次，早6： 30，晚6： 30各一次，并作详细观测记录。发现支护桩顶位移过大，支护桩或水泥土挡土墙裂纹，防水幕严重渗水等异常时，应及时报告总包项目部总工程师组织研究处理。
4、基坑支护结构拆除
（1）水池施工完毕后，型钢桩木板支护拔出回收；混凝土灌注桩、桩顶系梁和水泥土墙如对后续安装工程有影响时，只将相关部分支护结构拆除；除非业主另有要求，其它支护结构不作拆除。
（2）、水泥土墙采用风镐人工破碎，用自卸汽车运至业主指定地点存放。
（3）、支护混凝土灌注桩和桩顶系梁采用膨胀爆破法松动，风镐二次破碎，氧气切割钢筋的办法拆除。