毗邻湖岸一体化提升泵站深基坑开挖支护施工技术研究.pdf

云南水力发电YUNNAN WATER POWER52第 40卷第 1期0 引言随着时间的推移，深基坑的工程项目变得日益普遍。在深基坑施工过程中存在很多风险因素，如地下水、降水以及围护结构变形等。深基坑工程指的是那些挖掘深度超出 5 m 或涉及到复杂地质状况的地下空间挖掘项目。因此，在开展深基坑施工过程中，需要对各种影响因素有一个全面而深刻的了解，从而选择合理且有效的支护方案来提高深基坑支护效果。为确保深基坑工程的施工过程既安全又稳定，必须实施有力的支撑策略。对深基坑的支护技术进行深入研究，并结合真实的案例进行详细分析。1 工程概况深基坑施工过程中，需要制定科学的施工方案对施工过程中周边的地质条件、水文条件和地下管网进行调查，并确定周围建筑物的位置1。1.1 工程基本情况该工程通过新建一体提升化泵站及压力管道，将郴州市北湖泉水引至燕泉河，减少郴州市第四污水厂溢流水量，同时对燕泉河进行补水。1.2 地勘资料基坑开挖位置处上部地层为杂填土，厚度毗邻湖岸一体化提升泵站深基坑开挖支护施工技术研究任金勇，蒿永强，刘春生（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）摘要：支护施工是深基坑工程安全、质量、进度的重要保障，探究一种在毗邻湖岸的一体化提升泵站基坑支护施工技术，详细阐述水环境综合治理项目中一体化泵站基坑开挖过程中基坑支护技术的应用，为整个基坑工程施工提供了安全保障，在以后的深基坑支护施工技术可对此进行更加细致的研究，并根据研究成果不断完善质量控制和安全制度，确保深基坑支护施工的质量和安全。关键词：一体化提升泵站；深基坑；支护施工；施工管理中图分类号：TV551.4+2文献标识码：B文章编号：1006-3951(2024)01-0052-04DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2024.01.013Research on Construction Technology of Excavation and Support for Deep Foundation Pit of Integrated Pumping Station Adjacent to LakesideREN Jinyong,HAO Yongqiang,LIU Chunsheng(POWERCHINA SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 14 CO.,LTD.,Kunming 650041,China)Abstract:Support construction is an important guarantee for the safety,quality,and progress of deep foundation pit engineering.This paper explores a construction technology for integrated lift pump station foundation pit support adjacent to the lake shore.It elaborates in detail on the application of foundation pit support technology during the excavation process of the integrated pump station foundation pit in the water environment comprehensive treatment project,providing safety assurance for the entire foundation pit construction.In the future,more detailed research can be conducted on the construction technology of deep foundation pit support,and quality control and safety systems can be continuously improved based on the research results to ensure the quality and safety of deep foundation pit support construction.Keywords:integrated pumping station;deep foundation pit;support construction;construction management收稿日期：2023-11-08作者简介：任金勇（1993-），男，陕西安康人，工程师，主要从事铁路、公路、市政工程技术管理工作。*任金勇，蒿永强，刘春生 毗邻湖岸一体化提升泵站深基坑开挖支护施工技术研究53约 4.2 m，4.2 m 以下为-2 粉质黏土，厚度大于 10 m，杂填土自稳能力差，基坑开挖形成临空面后，易产生局部垮塌。北湖水及上层滞水对基坑工程有一定影响。1.3 泵站设计情况该工程新建一体化提升泵站基坑设计为圆形，直径 7 m，周长 22 m，面积 38.5 m2，基坑开挖深度 7 m。基坑采用逆作法支护施工，工程重要性等级为二级。基坑开挖深度超过 5 m，属于超过一定规模危险性较大的分部分项工程。依据 JGJ 120-2012建筑基坑支护技术规范相关要求，基坑护壁采用 C30 抗渗混凝土，抗渗等级为 P6，施工前应充分考虑并计算出各阶段护壁所受土压力、地下水产生的水平荷载，并根据土压力合力进行抗滑移、抗倾覆稳定性验算。护壁井受力简图见图 1。0.2 0.3 m，高压电缆 1 条，埋深 0.3 m；南侧有1 根给水管道埋深 1.5 m。3）北湖情况。北湖公园位于城区中心区，始建于1975年，占地面积 31.6 hm2，北部为大片水面，面积 12.47 hm2。北湖平均水深 2 m，常水位标高154.80 m，洪水位标高 156 m，北湖水对基坑工程有一定影响，施工过程中需要做好支护及排水工作。2 一体化泵站基坑开挖支护方案开挖支护技术在选择过程中，应该按照因地制宜的原则，从安全、经济以及方便等角度出发，其中安全不仅包括支出系统的安全，也包括保证相邻建筑、市政设施的安全以及可以正常使用；经济指的是支护系统的造价，要从多个角度进行综合分析，保证造价的合理；方便也是在施工中 需要落实的重要原则2。2.1 基坑开挖1）基坑工作面准备完成后，进行基坑开挖，第一次开挖深度 1.2 m（人机配合），采用长臂挖机挖土下沉，挖土时从中间向四周对称分层取土，每层取土厚度控制在 50 cm 范围内3。一体化泵站基坑开挖示意图见图 2。?图 1 护壁井受力简图1.4 周边环境1）临近建（构）筑物、道路及地下管线与基坑的位置关系。基坑位于北湖公园南侧绿化带中，周边建筑物主要有商铺、住宅小区、地上停车场等，基坑开挖工作面距离最近构造物约 2 m，基坑开挖前按规范、设计要求沿基坑周边及建筑物外墙布置监测点，并留下周边环境影像资料，施工过程中加强对周边建筑物监测及安全巡查；基坑施工区域周边有 6 处地下管线，包含高压电缆、供电电缆、通讯光缆、给水管道等相关地下管线，距基坑开挖边缘 2 6 m。2）地下管线情况。根据设计单位及地下产权单位交底情况，基坑东北侧有 2 条供电电缆，埋深 0.2 0.3 m；西南侧有 3 条地下管线，其中，通讯光缆 1 条，埋深 0.3 m，供电电缆 1 条，埋深?图 2 一体化泵站基坑开挖示意图2）沿护壁井外边缘采用人工配合机械开挖基坑，高度 1.5 m，基坑开挖完成后立即施工基坑锁口及护壁拱墙，防止地表水流入孔内，冲刷孔壁，从而影响基坑边坡的稳定性。基坑位于公园绿化带中场地受限，混凝土罐车无法直接靠近基坑，护壁拱墙混凝土需借助汽车泵泵送入仓。3）拱墙在垂直方向进行分层开挖施工，一般土层每节高度不大于 1 m 为 1 个循环，在不利地质区域段每节高度不大于 0.5 m（即挖好 1 节浇筑1 节，前 1 节浇筑完成后 2 d，开挖下 1 节）。4）基坑开挖方式选用：坑内微型挖机挖土，吊车吊运装土，小型环保汽车弃土。5）为保证施工进度，在混凝土中加入早强剂，54云南水力发电2024 年第 1 期提高混凝土初期强度值，以便提早开展下一模的施工。6）每次拱墙施工前，对基坑平面位置及垂直度复核，确保基坑施工满足设计要求。7）严格控制井底的开挖标高，设专人指挥，分层开挖，确保不超挖、不扰动基坑土层面，设计基底标高以上 0.3 m 土层，在设计基坑底高程以上预留 0.3 m 厚的土层暂时不挖，待大面积土方开挖完毕时用人工清理挖至设计标高，同时修整基坑底，如果已经超挖，应进行砂石回填4；井坑开挖完成后及时绑扎钢筋浇筑混凝土。8）浇筑混凝土时要加强振捣，确保混凝土与孔壁间联结密实。开挖和浇筑过程中应清除坑壁松弱部分，确保施工作业人员安全。2.2 护壁钢筋施工护 壁 拱 墙 钢 筋 采 用 HPB300 光 圆 钢 筋、HRB400 带肋钢筋，材料进场检验、加工出厂检验、焊接接头检查均应符合现行国家标准规定。钢筋采用 25T 汽车吊将已经加工好的半成品钢筋吊入井下绑扎。采用同强度水泥砂浆垫块作为钢筋保护层，先绑扎锁口梁钢筋，均匀地在井壁上打入锚筋，然后先把 1 根水平筋固定在锚筋上，并在水平筋上划出立筋的分档位置，根据画好的分挡标志绑扎立筋，然后在立筋上画好竖向水平筋的分档线，按照竖向分档标志绑扎水平筋。先绑扎外层钢筋，再绑扎内层钢筋。绑扎立筋时，上节护壁立筋伸入下一节护壁的搭接长度不小于200 mm。适当位置预埋好上下扶梯预埋筋。预留孔洞处钢筋若需截断，截断钢筋弯成直角后与洞口加强筋焊接。2.3护壁模板安装1）完成钢筋绑扎之后，通过监理单位及建设单位验收合格后，可进行模板安装。2）护壁井施工模板采用 15 mm 厚竹胶复合模板，60 mm80 mm 木方进行加固，间距 200 mm，20 mm 环向钢筋作为内楞，48 mm4 mm 钢管采用伞状结构进行支撑。3）每节模板及支架的拆除应在灌注混凝土3 d 之后进行。模板拆除后应及时进行维修、清理、堆码整齐，以利下一节护壁施工使用。2.4 护壁混凝土浇筑1）采用汽车泵将混凝土均匀对称的泵入基坑护壁拱墙中，混凝土分层浇筑，分层厚度30 40 cm。2）应根据天泵出料口口径确定好浇筑口宽度，采用插入式振动器分层捣实混凝土，插入形式为垂直式；振捣时要求“快插慢拨”，有序振捣，保证不漏振、不过振。3）分层处采用插入式振动棒与混凝土面成斜角斜向插入振捣，振动过程中必须插入下层混凝土 10 cm 以上直至上表面泛浆，确保上下层混凝土联结密实5，振捣棒插入间距在 40 cm 以内，振捣时间为 50 60 s 混凝土浇注应连续进行。2.5 基底验收基坑开挖至设计标高后，尽快组织相关人员开展基底验收，基底地基承载力不小于 150 kPa，若地基承载力不满足设计要求时，对基底超挖50 cm，超挖部分采用粒径小于 40 mm 的碎石并拌和粗砂分层压实整平至基底高程，每层虚铺厚度不大于 20 cm，压实至地基承载力符合设计要求。2.6 封底和底板基坑开挖至基坑底时，通知业主、设计、勘察、监理进行现场验收，符合地勘要求并检查合格后，应及时封底6，进行垫层施工，垫层初凝后，在垫层上弹出各种钢筋安装定位线，底板钢筋将根据弹出的定位线进行安装，验收合格后浇筑底板混凝土，底板厚度为 500 mm、混凝土强度等级均为C20，混凝土浇筑前24 h内对垫层进行洒水湿润，混凝土浇注采取平面分层、薄层浇筑、依次推进、整体浇筑 方法浇筑，浇筑方向从底板中间开始向两头推进7，不留任何施工冷缝，振捣密实后用刮尺修平，初凝后为了防止板面出现收缩裂缝，再用灰匙压抹表面。2.7 爬梯施工把成品钢爬梯分段焊接在井壁预埋件上，钢爬梯栏杆外挂密目网。2.8 基坑排水1）根据地勘报告显示，新建泵站处地下水不丰富，为确保基坑护壁工作开展及基础底板时作业面呈疏干状态，需要在开挖基坑内设置 2 处任金勇，蒿永强，刘春生 毗邻湖岸一体化提升泵站深基坑开挖支护施工技术研究550.8 m0.8 m1 m 集水坑收集临时积水，同时采用抽水泵对基坑内的积水进行抽排，随挖随排，且必须保证抽水的连续性，不得长时间停顿。浇筑基坑底板时，在底板上预留 1 处 1 m1 m0.5 m集水井，确保基坑积水能够连续排放，不影响下一步工序施工。工程全部完工后方能停止抽水。2）基坑周边设置三级沉淀池，基坑排水经过沉淀后通过排污车抽排至污水管道中。3）准备足够的注浆、堵漏材料，以及足够的沙袋放在基坑内以备抢险使用8。3 基坑施工安全措施1）基坑周边渣土、工器具堆放距基坑边距离应不小于 2 m，高度不超过 1.5 m，对基坑周边的堆载物，应设专人负责，随时核对基坑周边的堆载物是否超载。加强日常监测、巡视，并建立相应制度，纳入常态管理工作。发现问题立即采取措施，并报告项目部，超出设计允许的堆载，必须撤出现场，必要时停止基坑内作业。2）施工人员进入施工现场必须按要求配戴好安全帽，高处作业系好安全带，对发现违规者予以罚款处理，屡教不改严禁进入施工现场。施工机械操作人员应遵循有关机械操作安全管理规定，不得违章作业。3）机械开挖土方时应按照规定进行施工，挖掘机前沿距工作面边缘至少应保持 1 1.5 m 的安全距离，以防塌方，造成翻机事故。禁止机械开挖与人工开挖同时进行，人工基坑清理时，两人操作间距应大于 2.5 m，挖掘机进场工作时，首先应该鸣笛示意，提醒施工人员和场外观望者注意避让。机械指挥人员应全神贯注，随时注意观察施工区域有无异常，指挥手语清晰果断。安全员要在现场进行全程监控，对于违反有关安全方面的行为坚决予以制止。4 实施效果使用上述方案，一体化泵站基坑开挖自开工之日起至封底混凝土施工完毕，实际工期为 1 个月，平均施工效率为 1.75 m/周。为保证基坑开挖施工安全，在基坑开挖施工过程中第三方监测机构对基坑变形进行持续性监测，土体最大沉降量5.5 mm，最大沉降速率 0.4 mm/d；支护结构沉降最大 2.8 mm，最大沉降速率为 0.6 mm/d。支护结构水平位移数据在允许值范围内波动，属于误差范围。根据以上数据可知，整个基坑监测的位移沉降值远远小于报警值，相对稳定。5 结束语与一般的基坑工程相比，深基坑工程具有较大的危险性，必须采用合适的开挖支护方式才能保证工程的安全性9。对深基坑开挖与支护技术进行了深入探讨，并结合实际案例进行分析。参考文献：1廖坤阳.深基坑施工技术应用J.土工基础，2020,（4）:53-56.2杨杰.复杂环境条件下深基坑综合支护技术的应用分析J.房地产导刊，2021,（32）:93-94.3吴九红，薛建华，段华猛.填埋式一体化预制污水提升泵站施工技术A.江西省土木建筑学会,江西省建工集团有限责任公司.第 28 届华东六省一市土木建筑工程建造技术交流会论文集C.2022:434-437.4长江生态环保集团有限公司.长江大保护工程一体化泵站施工标准化指导手册（第一版）Z.2020.5王晓轲.浅水明挖深基坑围护桩支护技术研究J.价值工程，2022,41（10）:84-86.6 金学宝，蒋竹林.喷射早强混凝土施工基坑护壁的逆筑法研究 J.科技通报，2023,39（8）:23-28.7李霞.复杂环境下深大基坑多种支护体系的组合应用及关键施工技术J.建筑施工，2019,41（9）:1606-1609.8袁晓刚，王平峰，颜凡新.高水位深基坑渗漏及立柱桩沉降原因分析与处理J.云南水力发电，2021,37（10）:92-95.9林伟.市政工程施工中深基坑开挖支护关键技术J.工程建设与设计，2023,（9）:238-240.