污水厂基坑支护论证方案.docx
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污水厂基坑支护论证方案
污水处理厂改扩建工程
污泥泵池、二沉池基坑
支护专项施工方案
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目录
第一章工程概况1
第二章编制依据5
第三章施工计划6
3.1施工进度横道图6
3.2主要设备计划6
3.3主要材料计划8
3.4安全应急物资计划8
3.5施工整体部署9
第四章施工工艺技术9
4.1工艺流程9
4.2施工准备10
4.3土石方围堰10
4.4搅拌桩施工11
4.5基坑开挖14
4.6喷射混凝土施工14
4.7基坑回填16
第五章施工安全保证措施16
5.1安全组织机构16
5.2技术措施18
5.3安全保证措施20
5.4应急预案23
5.5监控检测30
第六章劳动力计划35
第七章基坑设计36
第八章基坑边坡稳定性验算书39
第九章基坑附图41
第一章工程概况
1.1工程项目概况
***污水处理厂改扩建工程，项目总用地面积3448㎡，包括初沉池、厌氧池、二级缺氧池、二级好氧池、二沉池、精密过滤器、集泥井、管式紫外消毒间、巴式计量槽、储泥池共10个单项建筑物。
本次深基坑施工方案为污泥泵池，二沉池基坑。
污泥泵池，二沉池建设起点为X=3348975.081，Y=554445.709；终点为X=3349022.124，Y=554437.904，平面布置如附图所示。
污泥泵池底板板面的设计标高为12.900m,二沉池底板面设计标高为12.800m，底板厚400mm，板底垫层为100mm厚C15垫层。
根据地勘资料及现场实看，设计场地土质为II类，自上而下分别为①杂填土，②淤泥质粘土，③粉质黏土，④-1强风化砂岩，④-2中风化砂岩。
污泥泵池，二沉池以③粉质粘土为持力层。
二沉池基础长5.2m宽4.89m，场地较为平坦，自然地面标高为18.300m,污泥泵池开挖深度5.5m，局部开挖深度5.6m。
基坑开挖面积756㎡，基坑边缘距离现状脱水泵房3m，距现状生化池8m，西面邻近梁子湖基坑边已接近湖边线，故采用围堰筑土措施，首先采用抛石挤淤措施，减少湖边淤泥量，然后采用粘土回填并压实，围堰顶部平整完成后，按照附图进行水泥搅拌桩止水帷幕施工。
围堰材料应采用透水性差的粘土，并压实；围堰外侧设置1米厚防冲刷块石铺砌。
地下水水位标高+17.5m，由于场区上部地层（主要为杂填土）透水性较好，基坑开挖过程中渗水量较大，故基坑四周应设置排水沟、集水井，采用水泵抽水方式进行排水。
本项目由******投资兴建，由***地质勘察基础工程公司勘察，由***市政设计研究院有限责任公司进行结构设计，由**建工工业设备安装有限公司施工。
本工程位于******，整个基坑面积约为333.2平方米（不含放坡）。
本工程场地为丘陵地貌。
周围没有任何建筑物，地面高程为18.30～18.45m之间。
基坑开挖至基底时，留300毫米厚渣土层进行人工清除。
1.2基坑概况
1.2.1工程地质条件
根据勘探深度范围内，场地地层由上而下依次为：
①杂填土，②淤泥质粘土，③粉质粘土，④-1强风化砂岩，④-2中风化砂岩。
各层岩土的岩性特征及分布情况详见表1-1。
表1-1各层岩土的岩性特征及分布情况
序号
层名
埋深（m）
厚度
（m）
空间分布
岩性特征描述
工程性质
①
杂填土
Q4ml
0
0.3
～
0.9
场地分布稳定。
红色，褐红色，松散，稍湿，以粘性土为主，夹植物根系与生活垃圾，填筑时间3-5年。
结构松散，工程特性差，不可作地基持力层。
②
淤泥质粘土
Q4al+pl
0.3
～
0.9
1.3
～
3.9
场地分布稳定。
褐灰色，流塑状态为主，局部软塑，湿度饱和，含有机质成份。
承载力较低，压缩性较高，不可作地基持力层。
③
粉质粘土
Q4el
2.1
～
4.5
1.1
～
3.4
场地分布稳定。
黄色，可-硬塑，稍湿，含少量高岭土及铁锰质结核。
承载力较高，压缩性较低，可作地基持力层。
④-1
强风化砂岩
K
4.0
～
6.2
1.3
～
1.6
场地分布稳定。
灰绿色、黄灰色，岩芯呈砂状、碎块状，砂质结构，裂隙发育，手捏易碎，裂隙面上有黑色氧化铁薄膜。
承载力较高，压缩性较低，可作地基持力层。
④-2
中风化砂岩
K
5.8
～
7.5
最大揭露厚度5.2
场地分布稳定。
褐红色、黄灰色，粉砂质结构，中厚层状构造，节理裂隙发育，由石英粉砂夹少量长石、白云母碎屑被水云母胶结组成。
岩芯呈块状、短柱状，平均RQD=65%，岩石坚硬程度属极软岩。
岩体完整程度属较破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
承载力较高，压缩性较低，可作地基持力层。
1.2.2场地地震效应
场地抗震设防烈度VI度，设计基本地震加速度0.05g，设计地震分组为第一组。
见表1-2。
表1-2承载力特征值及压缩模量综合成果表
地层编号
岩土名称
土工试验
静力触探
标准贯入
综合取值
fak
Es
pS
fak
ES
N
fak
fak
Es
kPa
MPa
MPa
kPa
MPa
击
kPa
kPa
MPa
②
淤泥质粘土
55
2.4
0.7
80
4.0
2
60
50
2.0
③
粉质粘土
230
8.8
2.5
250
10.0
9
200
130
6.5
④-1
强风化砂岩
43
350
38
④-2
中风化砂岩
frk=3.2kPa
fa=1200
各岩土层物理力学性质分层统计成果表
岩
土
编
号
岩
土
名
称
统
计
项
目
含水
量
ω
（%）
重力
密度
γ
（kN/m3）
孔隙
比
e
液限ωL
（%）
塑限
ωp
（%）
液性
指数
IL
塑性
指数
IP
含水
比αw
粘聚
力
Cq
（kPa）
内摩
擦角
φq
（度）
压缩系数
α1-2
（MPa-1）
压缩
模量
Es
（MPa）
②
淤泥质粘土
n
7
7
7
7
7
7
7
7
2
2
7
7
max
52.3
17.3
1.499
46.5
25.0
1.38
25.7
1.17
9.0
8.0
1.06
3.00
min
48.1
16.6
1.382
43.4
20.5
1.14
19.2
1.07
6.0
7.0
0.80
2.30
μ
49.9
17.0
1.427
44.7
22.8
1.24
21.9
1.12
7.5
7.5
0.93
2.61
σ
1.49
0.23
0.046
1.24
1.55
0.09
2.19
0.03
0.09
0.29
δ
0.03
0.01
0.033
0.03
0.07
0.07
0.10
0.03
0.11
0.11
frk
51.0
16.8
1.461
43.8
21.6
1.31
20.3
1.14
1.01
2.40
③
粉质粘土
n
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
max
25.7
20.4
0.710
38.5
23.8
0.24
15.5
0.71
39.0
17.0
0.20
10.70
min
23.3
20.0
0.650
35.8
22.0
0.04
12.9
0.64
31.0
12.0
0.16
8.30
μ
24.7
20.2
0.681
36.7
22.9
0.13
13.7
0.67
34.0
14.4
0.18
9.43
σ
0.92
0.14
0.024
0.97
0.63
0.06
0.92
0.02
2.94
2.07
0.02
0.84
δ
0.04
0.01
0.035
0.03
0.03
0.49
0.07
0.04
0.09
0.14
0.09
0.09
frk
25.4
20.1
0.698
35.9
22.5
0.18
13.0
0.69
31.8
12.9
0.19
8.81
1.2.3水文地质条件
本场地水位地质条件简单，钻探揭露，场地在勘探深度内，所见地下水为上层滞水，补给来源为大气降水和地表水的渗透补给，水量较小，水位随季节性变化，勘察期间测得的稳定水位埋深为0.8～1.2米。
根据区域资料和相邻工程的资料，地下水（或土）对混凝土及其中的钢筋腐蚀性等级为微腐蚀。
1.2.4基坑特点分析
本工程基坑深度为5.5m，局部地方5.6m按***省地方标准《基坑工程技术规程》（DB42/T159-2012）划分：
本基坑重要性等级为二级。
为保证地下工程施工的顺利进行，基坑开挖边坡宜进行基坑边坡支护和基坑排水设计，基坑支护排水设计相关岩土参数建议值见表1-2。
根据本次勘察的3条工程地质剖面图分析：
建设场地平坦、开阔，具备放坡条件。
基槽开挖后，坑壁土质自上而下为①杂填土，淤泥质粘土，③粉质粘土，④-1强风化砂岩，④-2中风化砂岩。
因此为避免基槽开挖后坡壁的土遭受太阳暴晒和雨水的冲刷，而引起边坡的塌方，造成对施工的影响，建议对坑壁采用钢筋混凝土锚喷支护，其设计和施工应按《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）第9条“岩石锚喷支护”要求进行。
另外，基槽两边尽量不要堆载。
基坑开挖后若有少量的裂隙水和上层滞水渗入，可在基坑底周边设置排水沟和集水井及时抽排。
抗浮设计水位建议按地面标高考虑。
1.2.5基坑支护方式
1.2.5.1本工程基坑重要性等级为二级（基坑工程设计等级为乙级）。
1.2.5.2二沉池基坑深度为5.5m，污泥泵池基坑深度5.6m。
采用先进行水泥搅拌桩支护，再放坡开挖坑壁挂网喷射混凝土护坡方式。
基坑匀在开挖前完成基坑周边的安全围护工作，做好警示标志，派专职安全人员巡视。
1.3施工总平面图
第二章编制依据
2.1本工程施工招标文件、设计图纸、施工组织设计
2.2岩土工程详细勘察报告
2.3现场勘探资料
2.4执行规程规范
《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2011
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013
《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
《湖北深基坑工程技术规定》DB42/T159-2012
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011
《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2012
《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011
《危险性较大的分部分项安全管理办法通知》87号文
《施工现场临时用电安全技术规范》
《建筑机械使用安全技术规程》
2.5相关法律、法规
《中华人民共和国安全生产法》
《建设工程安全生产管理条例》
《湖北省建筑工程安全生产管理办法》
《施工企业安全生产评价标准》
2.6本工程所处的地理环境
本工程地理环境较好，采取封闭式施工，综合考虑现场安全情况，离二沉池、污泥泵池近的建筑物一律暂时不施工。
根据业主方提供的资料，地下没有任何障碍物。
第三章施工计划
3.1施工进度横道图
在土石方开挖和护面施工良好配合的前提下，整个工期进度安排见下表。
序号
项目名称
工期
（日历天）
时间
10
20
30
40
50
60
70
1
施工准备
3
2
土石方
12
3
围堰施工
7
4
搅拌桩施工
5
5
排水施工
3
6
土方开挖
7
施工主体
3.2主要设备计划
施工机械进场计划：
目前，我单位已对投入的机械设备进行了彻底的检查和维修保养，能满足本工程的需要，随工程进度安排随时运至现场
表3.2-1边坡支护及土方开挖主要设备计划
序号
机械设备名称
规格型号
数量
备注
1
320挖机
CAT320
2
2
18m长臂挖机
1
3
自卸车
3
4
25T吊车
1
5
装载机
50
1
6
湿喷混凝土机
PZB-5
1
7
水泥搅拌桩机
1
表3.2-2其它机械设备配置计划一览表
序号
机械、仪器名称
型号
数量
备注
1
经纬仪
J2
1台
水平位移观测
2
普通水准仪
DS3
1台
水准测量
3
电焊机
BX300
3台
焊接加工
4
钢筋弯曲机
DTB-25/31
1台
钢筋握弯
5
手推车
5辆
推运材料
6
空压机
1台
喷锚
7
搅浆机
1台
制浆液
8
注浆机
1台
注浆液
9
挖掘机
小松320
1台
挖土石方
10
履带式液压破碎机
沃尔沃
1台
啄石方
11
自卸式运输车
15T
4辆
土石方运输
12
水泵
3台
基坑抽水
3.3主要材料计划
本工程所用建筑材料通过与供应商协商解决，以确保满足施工进度要求为前提，施工所用的钢筋等材料均符合要求，由汽车运至施工现场，所需材料见下表。
表3.3-1搅拌桩支护工程量表
编号
名称
规格
单位
数量
备注
1
水泥搅拌桩
7mφ600
m
475根
2
喷射砼
10cm厚
㎡
7458
3
Φ14土钉
1.0m长U型钉
根
3729
表3.3-2施工主要材料一览表
序号
名称
单位
数量
备注
1
钢筋
T
26
锚杆，网片
2
C20砼
m3
416
护面
3
灰砂砖
千块
35.5
截水沟
4
水泥
T
30
截水沟
5
碎石
m3
41.4
排水沟
6
块石
m3
2000
挤淤及围堰护坡
3.4安全应急物资计划
（1）医疗器材：
消毒用品、急救物品（绷带、无菌敷料）、止血带及各种常用药品；
（2）抢救工具：
急救绳子、铁锹、足量的雨衣、胶鞋、水泵，铁丝400米以及工地常备工具；
（3）照明器材：
手电筒、应急灯；
（4）通讯器材：
电话、手机、对讲机；
（5）交通工具：
小汽车二辆；
（6）灭火器材：
灭火器日常按要求就位，紧急情况下集中使用。
项目部每月存留一定的费用，根据承台施工生产的性质、特点以及应急抢救工作的实际需要有针对、有选择地配备应急救援器材、设备，并对应急救援器材、设备进行经常性维护、保养，不得挪作他用。
启动应急救援预案后，项目部的机械设备、运输车辆统一纳入应急救援工作之中。
3.5施工整体部署
（1）该工程基坑支护以筑土围堰、水泥搅拌桩、挂网喷砼护坡为主。
（2）整个工程各工序施工通过平衡协调及调度，紧密的组织成一体。
（3）整体支护施工以筑土围堰、水泥搅拌桩、挂网喷砼为主，其他工艺可交叉作业。
一切施工管理到人、材、物首先满足，确保主工艺施工总进行计划的实施。
第四章施工工艺技术
4.1工艺流程
施工基坑深度超过5米工程，且靠近水域。
采用筑土围堰，增设水泥搅拌桩止水帷幕，再放坡开挖，喷射混凝土护面的工艺施工。
具体施工工艺流程如图所示：
4.1-1工序流程图
4.2施工准备
对基坑位置粗放线，施工前仔细查明地上、地下有无已完工的管线，对施工有影响的相关管线，对其进行保护或改移。
对基坑位置及其附近进行地面标高测量，以便根据施工需要合理确定开挖方案。
做好雨天施工的准备工作，及时做好排水工作。
基坑开挖前，首先要做好地面排水工作，在基坑顶缘四周向外设置排水坡，以免影响基底、坑壁的稳定。
4.3土石方围堰
二沉池、污泥泵池基坑临近鱼塘水域，基坑放坡开挖后坑顶边离水边约1.5～3m，水泥搅拌桩设备无作业面，采取土石围堰扩宽作业面。
筑土围堰（回填）前先抛石挤淤封底，石块粒径不小于100mm，厚度不大于300mm，长、宽不大于500mm。
采用挖机抛石，铲斗探底压平挤实，封底宽度超出堰脚1000mm。
筑土围堰（回填）土料采用水渗透性小的粘性土，用铲车装土沿水岸向水中推进式筑土回填。
围堰顶宽度不小于6m，迎水面坡比1:
1，并在迎水面设置1m厚抛石护坡。
4.4搅拌桩施工
搅拌桩施工前先进行试桩，试桩完成后再进行搅拌桩施工。
工艺参数确定：
从施工工艺上可采用变参数施工，根据成桩试验搅拌机的钻进宜控制在2.0m/min左右，提升速度宜控制在1.0m/min左右，转速保持在60r/min左右，喷浆压力控制在0.4左右。
水泥浆的配制严格控制水灰比，根据成桩实验确定为0.45为宜。
水泥必须是新近出厂的，水泥浆必须用砂浆搅拌机搅拌，每次时间不小于3min。
制备好的水泥浆不得停置时间过长，超过2小时应降低标号使用。
浆液在砂浆搅拌机中不断搅拌，直到送浆前。
4.4.1搅拌桩施工方法
（1）定位：
起重机悬吊搅拌机到达施工的桩位后对中，并抄平塔架平台，使搅拌钻杆铅垂于地面。
为保护桩的垂直度，应注意机架的平整和导向架的垂直度，垂直度偏差不宜超过1.0%。
桩径的偏差不宜大于4%。
根据施工顺序及桩位布置，移机至指定桩位，对中后用经纬仪观测垂直度，保护桩位中心与地面桩桩位点在同一条直线上，桩的孔径与图纸位置偏差不得大于50mm，垂直度偏位不得大于1.5%。
（2）预搅拌将搅拌头下沉：
搅拌杆沿导向架切土徐徐下沉，下沉速度应由电机的电流表监测，工作电流不得超过60A。
在合理的地质情况下可使用带水下钻。
（3）制备水泥浆：
按设计要求的配合比制备水泥浆，将制好的水泥浆存在集料斗中。
（4）提升喷浆搅拌：
当搅拌头抵达设计深度时，应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，将搅拌头反转，同时喷浆提升搅拌，严格控制搅拌速度，边喷浆边搅拌边提升，将所喷浆液充分与粘土拌和均匀。
（5）重复下沉，上升搅拌，进行第二次复搅，以达到充分搅拌的要求。
水泥搅拌法设计停浆面应高出桩顶设计高20cm，在桩顶范围再铺设一层50cm砂垫层。
桩身搅拌采用“四搅四喷”工艺，且最后一次提升搅拌采用慢速提升。
当喷浆口达到桩顶标高时，停止提升，搅拌数秒。
做好施工记录，实际的孔位、孔深、钻孔下的障碍物、工程地质等均做详细记录。
（6）洗管：
向集料斗中注入清水，用灰浆泵送水清洗管路和搅拌头。
（7）移位：
重复上述步骤，制作下一根桩。
“深层搅拌桩施工工艺框图”见下图。
4.4.2水泥搅拌桩施工要点
（1）施工场地要求平整，并清除杂物，在桩顶部位铺设砂垫层。
（2）钻孔前准确测放轴线和桩位，用木桩定位，桩位布置与设计图误差不大于5cm。
（3）严格控制桩的垂直度，注意桩机导向架对地面的垂直度，垂直度偏差不超过1.0%。
（4）采购的水泥符合设计要求，有出厂合格证及水泥检验报告单。
（5）水泥倒入浆筒，结硬块体要捡出，防止堵管。
（6）桩体搅拌要一次呵成，按理论计算量往浆桶投料，投一次料，打一根桩，确保成桩质量，喷浆深度在钻杆上标线控制。
（7）施工过程中经常检查电流、浆泵、输浆泵。
（8）输浆过程中，如出现送浆不出等现象，停止提升，原地搅拌，及时查明原因，重新输浆复打，并保证1.0m以上的重叠。
（9）严格控制好单位桩长的喷浆量，实际每米喷浆量与设计要求的喷浆量误差不超过±2Kg。
（10）专人记录每米下沉时间、提升时间，记录送浆时间、停浆时间等有关参数的变化。
4.4.3施工注意事项
搅拌桩要控制水泥用量，喷浆均匀性、搅拌时间要足够，要有现场监督，做好现场记录。
（1）水泥：
水泥采用普通水泥或矿碴水泥；
（2）水泥搅拌桩施工应根据成桩实验确定的参数进行，随时记录有关参数的变化。
（3）在机械就位后，按技术现场放样的桩位进行振动成孔，成孔深度控制在钻杆上标出钻孔深度位置线。
（4）桩身喷浆采用“四搅四喷”工艺，严格控制喷浆时间、停浆时间和水泥掺入量，确保桩长度。
（5）做好施工记录，实际的孔位、孔深、钻孔下的障碍物、工程地质等均应做详细记录。
4.4.4质量检测
1、成桩检验
成桩检验符合水泥搅拌桩允许偏差表的要求。
2、质量检测
（1）、质量控制：
水泥搅拌桩必须打入地基持力层50㎝，采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，在施工前必须做好水泥土的配合比试验。
（2）、质量检测：
桩头检测开挖深度不少于1.5m，检查搅拌桩的均匀性、桩径是否满足设计要求，频率为2%。
钻芯取样按2%随机抽检，并进行无侧限抗压强度试验。
静载试验取三根桩，同一路段不小于3组。
桩身28天无侧限抗压强度不小于0.8Mpa，90天无侧限抗压强度不小于1.2Mpa，承载力大于140Kpa。
4.5基坑开挖
二沉池及污泥泵池基坑采取二级放坡开挖法，一级边坡比1:
1，开挖深度3m，平台的宽度1.5m；二级边坡比1:
0.75，开挖深度2.5m－2.6m。
在基坑北侧留设1：
4坡度的坡道，作为机械、作业人员上下通道。
基坑底及一级放坡平台周边设置交圈400mm×500mm排水明沟，四角设800mm×800mm×800mm集水井，收集基坑坡面、坑底积水，用水泵排出坑外。
基坑顶部设1.5m宽排水沟，收集地表水直排入附近鱼塘。
采用机械开挖，人工配合清理整平。
基坑内若有浸水先把水抽干创造干施工环境，抽水泵排水量应大于基坑内渗水量的1.5－2.0倍以保证基坑内无积水。
基坑周边的搅拌桩高出基坑0.5m，并在外侧设置反坡，以保证基坑内不被地表水灌入，基坑四周做好围护措施，防止临边人员坠落隐患。
基坑的开挖，应尽量缩短基坑的曝露时间，当挖至设计标高而下道工序不能连续进行时，宜保留200mm厚土待继续施工时挖除，当发现基底土为积水浸泡时，应及时予以清除方可进行下道工序施工;基坑开挖出来的土体不得堆放于基坑周边，确保基坑边坡的安全。
待挖至设计标高后，应清除浮土，经验槽合格后，及时进行垫层施工。
4.6喷射混凝土施工
4.6.1构造设计方案
（1）喷射混凝土厚度采用100mm，喷射混凝土等级为C20。
（2）钢板网采用φ3孔眼尺寸50mm×50mm的方孔，U型钉打入土中固定钢板网。
U型钉采用Φ14钢筋制作，长1m，反弯不小于200mm，按间距1.5m×1.5m。
梅花状布置。
（3）混凝土喷射坡面埋设DN110UPVC管作为泄水孔，按纵横间距3m梅花状布设。
埋入土中300mm，外伸100mm。
4.6.2材料选择要求
（1）水泥：
选用
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