探析城市污水處理廠(chǎng)深基坑土方工程與深基坑支護(hù)技術(shù)

黃明鋒

【摘要】城市污水處理廠(chǎng)是城市環(huán)保工程的重要組成部分，直接關(guān)系到城市污水處理效果。在城市污水處理廠(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，深基坑工程是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其直接對(duì)主體結(jié)構(gòu)起著重要的支撐作用。由于深基坑工程屬于地下空間，復(fù)雜的地質(zhì)、水文等因素加大了深基坑施工的技術(shù)難度，并使得深基坑開(kāi)挖面臨著坍塌等威脅，因此，必須在深基坑施工過(guò)程中結(jié)合其具體的水文地質(zhì)特征，構(gòu)建深基坑支護(hù)體系，保障土方開(kāi)挖的安全性。

【關(guān)鍵詞】城市污水處理廠(chǎng);深基坑;土方開(kāi)挖;支護(hù)技術(shù)

當(dāng)前，污水處理已經(jīng)從成為我國(guó)治理污染的一項(xiàng)主要工作，因此，城市污水處理廠(chǎng)的建設(shè)也得了一定的重視。由于我國(guó)對(duì)城市污水處理的需求不斷增長(zhǎng)，建設(shè)污水處理廠(chǎng)已經(jīng)成為一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù)，污水處理廠(chǎng)建設(shè)工程已經(jīng)成為大多數(shù)城市的最為重要的市政基礎(chǔ)項(xiàng)目之一。在城市污水處理廠(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，深基坑工程占據(jù)重要部分，為保證深基坑的安全性和穩(wěn)定性，需根據(jù)工程的實(shí)際情況，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件，制定合理可行的深基坑開(kāi)挖及支護(hù)施工技術(shù)。

1、深基坑工程的特點(diǎn)

1.1綜合性

深基坑工程施工面臨著相對(duì)復(fù)雜與多變的自然環(huán)境，由于其屬于地下工程項(xiàng)目，巖土的物理力學(xué)特征等存在一定的差異性與復(fù)雜性，如果在施工過(guò)程中，有關(guān)施工人員沒(méi)有充分考慮工程區(qū)域內(nèi)的巖土性質(zhì)，極易出現(xiàn)基坑的滲漏、變形問(wèn)題，對(duì)工程施工質(zhì)量的控制極為不利。因此，相關(guān)施工人員、技術(shù)人員要結(jié)合深基坑工程的綜合性特征，考慮多方面的施工因素，盡量減少深基坑工程中各種工程質(zhì)量、安全問(wèn)題等的出現(xiàn)。

1.2高風(fēng)險(xiǎn)

深基坑工程中，其施工過(guò)程中存在著各種安全風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在巖土工程施工過(guò)程中。再加上基坑支護(hù)屬于臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)基坑工程施工結(jié)束以后，要立即拆除這些臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，這就使得后期基坑工程施工也存在著一些風(fēng)險(xiǎn)。巖土工程施工需充分考慮施工區(qū)域內(nèi)的巖石、土壤性質(zhì)，制訂相應(yīng)的施工方案，注重施工技術(shù)的應(yīng)用，以減少施工過(guò)程中各種巖土工程安全事故。

2、工程概述

以某城市污水處理廠(chǎng)深基坑工程為例，其工程地基，由上到下一共有8層，根據(jù)國(guó)家相應(yīng)的施工規(guī)范與要求，進(jìn)行了施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)地形勘察、水文土質(zhì)測(cè)量。根據(jù)相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果，該工程區(qū)域內(nèi)的地表水豐富，主要為砂卵石土質(zhì)。現(xiàn)圍繞該工程實(shí)際情況，對(duì)其深基坑的開(kāi)挖和支護(hù)施工技術(shù)作如下深入分析。

3、深基坑土方工程與深基坑支護(hù)技術(shù)施工

3.1施工準(zhǔn)備

3.1.1技術(shù)準(zhǔn)備

（1）對(duì)圖紙進(jìn)行認(rèn)真的熟悉與了解，加強(qiáng)圖紙會(huì)審。

（2）對(duì)全體施工人員開(kāi)展技術(shù)交底，使其領(lǐng)會(huì)施工設(shè)計(jì)與施工方案詳細(xì)內(nèi)容。

（3）切實(shí)做好施工測(cè)放與定位，在基坑邊坡的頂部設(shè)置沉降和位移的實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)點(diǎn)。

（4）對(duì)場(chǎng)地范圍內(nèi)的地下障礙物進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果做好相應(yīng)的定位標(biāo)志。

3.1.2現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

（1）在深基坑開(kāi)挖施工前辦理特批批文，包括土方開(kāi)挖、地下水降水、邊坡支護(hù)等。

（2）取得場(chǎng)地周?chē)用竦睦斫猓龊梅罃_民相關(guān)工作。

（3）確定渣土消納場(chǎng)地，與工地相距3km的距離，同時(shí)規(guī)劃土方的運(yùn)輸路線(xiàn)。

3.2施工技術(shù)

3.2.1土方開(kāi)挖

（1）根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用挖掘機(jī)和自卸汽車(chē)相配合的方式實(shí)施深基坑土方開(kāi)挖，對(duì)于第一層土方，按照從西北到東南的方向進(jìn)行開(kāi)挖，形成一個(gè)標(biāo)高為-1.5m的平臺(tái)，然后打設(shè)錨桿，同時(shí)噴射一層混凝土。

（2）對(duì)于第二層土方，從西北開(kāi)挖至東南，形成平穩(wěn)平整的作業(yè)平臺(tái)，之后設(shè)置土釘和掛設(shè)穩(wěn)定鋼筋網(wǎng)，完成以上操作后用混凝土實(shí)施噴射。

（3）土方開(kāi)挖時(shí)，不能和支護(hù)體系產(chǎn)生直接碰撞，基底保留約300mm由施工人員清底，以免超挖。

（4）將基坑開(kāi)挖至要求的深度以后，及時(shí)澆筑一層混凝土墊層，并將其振搗密實(shí)。在承臺(tái)部位，要用人工來(lái)開(kāi)挖施工。

（5）開(kāi)挖產(chǎn)生的土應(yīng)及時(shí)運(yùn)走，現(xiàn)場(chǎng)的堆載應(yīng)控制在10kPa以?xún)?nèi)，尤其是基坑周?chē)豢沙d堆荷。

3.2.2混凝土噴射

將作業(yè)面修平以后，與放坡的位置進(jìn)行混凝土噴射，與噴錨的位置要先進(jìn)行鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)再對(duì)混凝土實(shí)施噴射。噴射時(shí)，混凝土配合比按水泥：砂：石=1：2：2嚴(yán)格控制，其中，細(xì)骨料以中粗砂為宜，而粗骨料以碎（卵）石為宜，強(qiáng)度不低于C20，水灰比選擇為0.4。噴射方法為干噴，將空壓機(jī)的風(fēng)量設(shè)定為9m3/min，防止堵管，噴頭部位壓力不能小于0.15MPa。為加快凝結(jié)速度，可添加一定量的速凝劑。結(jié)束了噴射，同時(shí)終凝的時(shí)間超過(guò)2h后，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，確保混凝土表面一直處在濕潤(rùn)的狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間必須達(dá)到5-7d。在混凝土的強(qiáng)度符合要求后，開(kāi)始對(duì)下一層實(shí)施開(kāi)挖與支護(hù)。

3.2.3噴錨支護(hù)施工

按照分層分段的原則對(duì)鋼筋網(wǎng)進(jìn)行鋪設(shè)，鋼筋網(wǎng)需要和邊壁之間牢固的固定，位于邊壁處的鋼筋網(wǎng)，需要延伸到地面，長(zhǎng)度按0.5m控制。在搭接鋼筋網(wǎng)時(shí)應(yīng)采用綁扎的方法，上段和下段鋼筋網(wǎng)之間的搭接長(zhǎng)度需達(dá)到300mm以上，同時(shí)在水平方向上應(yīng)搭接20倍鋼筋直徑。

3.2.4長(zhǎng)螺旋灌注樁支護(hù)

長(zhǎng)螺旋灌注樁是利用長(zhǎng)螺旋鉆桿成孔，成孔后通過(guò)設(shè)在內(nèi)管鉆頭上的混凝土輸送孔在提鉆桿的同時(shí)，泵入超流態(tài)混凝土，輸送到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高后，移開(kāi)鉆機(jī)，將鋼筋籠置入樁體內(nèi)，形成鋼筋混凝土灌注樁。在輸送混凝土到樁頂時(shí)，為了保證樁頂混凝土強(qiáng)度，灌入的混凝土要超出樁頂標(biāo)高50cm。該成樁流程為：場(chǎng)地整平→樁位測(cè)量放線(xiàn)→樁機(jī)就位→鉆孔至設(shè)計(jì)深度→邊泵送混凝土邊提鉆→置入鋼筋籠→成樁→鉆機(jī)移位。

3.2.5土釘墻施工

（1）施工工序

按照從西到東的方向開(kāi)挖深度為1.5m的基槽，然后設(shè)置第一排土釘，再按照從西到東的順序繼續(xù)開(kāi)挖，設(shè)置第二排土釘，之后即可進(jìn)行大面積的開(kāi)挖施工。

（2）施工流程

開(kāi)挖應(yīng)分層分段進(jìn)行，并保證均衡，具體的施工流程為：

①將首層土方挖好后，由西至北對(duì)基槽進(jìn)行開(kāi)挖，槽寬6.5m，開(kāi)挖時(shí)安排施工人員隨時(shí)修坡，并進(jìn)行混凝土的噴射，之后打設(shè)錨管和混凝土噴射。對(duì)于次層土方，一樣由西至北對(duì)基槽進(jìn)行開(kāi)挖，槽寬6.5m，將錨噴落實(shí)好后，大面積挖方，以此確保自卸車(chē)可以行駛到挖掘機(jī)的旁邊進(jìn)行裝載和運(yùn)輸。

②在分段開(kāi)挖施工過(guò)程中，需采用跳槽開(kāi)挖的方法。對(duì)下一層土方進(jìn)行開(kāi)挖前，應(yīng)確認(rèn)上層混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到要求;當(dāng)采用挖土機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，需安排專(zhuān)人在旁邊檢查和監(jiān)督。

③將基坑挖至要求的深度后，澆筑墊層，并將其振搗密實(shí)，對(duì)于承臺(tái)部位，要用人孔來(lái)開(kāi)挖，開(kāi)挖時(shí)產(chǎn)生的所有土方都要使用塔吊運(yùn)輸走。

④完成土方開(kāi)挖施工后，立即開(kāi)始排水與清污，使基層保持平整，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于電梯井等面積較大的承臺(tái)，其土方需分層與分次開(kāi)挖，開(kāi)挖的坡度可適當(dāng)?shù)姆哦福贾煤蒙按罄娩摴軜队枰藻^固，對(duì)于磚胎膜之后的空隙，可使用砂漿其填實(shí)。及時(shí)對(duì)磚胎膜實(shí)施砌筑，當(dāng)深度小于500mm時(shí)，砌筑采用120墻實(shí)施;當(dāng)深度處于500～1200mm時(shí)，砌筑采用180墻實(shí)施;當(dāng)深度處于1200～2019mm時(shí)，砌筑采用240墻實(shí)施;對(duì)于深度超過(guò)2019mm的磚胎膜，因土體側(cè)壓相對(duì)較大，所以應(yīng)利用370墻，另外，為了防止產(chǎn)生垮塌和變形，需按照2m的間隔距離布置附壁磚柱。

（3）錨管支護(hù)

錨管使用直徑為48mm的鋼管，其壁厚為3mm，將端部設(shè)置成圓錐形。在錨管的管壁應(yīng)按照30cm的間隔距離開(kāi)出8～10mm的孔眼。將錨管加工好后，利用沖擊錘將其打設(shè)到土層當(dāng)中，鉆孔的深度應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，允許偏差為50mm，鉆孔之間的距離的允許偏差為100mm，傾角的允許偏差為5°。

（4）注漿

在錨管注漿之前，先用清水對(duì)管體進(jìn)行清洗，到管中流出的水達(dá)到清澈。注漿的方法為底壓注漿，漿材為水泥凈漿。為加快凝固的速度，可摻加一定量的早強(qiáng)劑，將注漿壓力控制在0.35～0.50MPa范圍內(nèi)。

（5）開(kāi)挖軸線(xiàn)和標(biāo)高的控制

對(duì)邊坡進(jìn)行開(kāi)挖前，檢查并符合軸線(xiàn)和實(shí)際標(biāo)高。將開(kāi)挖區(qū)域中各水準(zhǔn)點(diǎn)與軸線(xiàn)樁均引出至作業(yè)段以外，設(shè)在和建筑物相距較遠(yuǎn)的位置，并加以有效的保護(hù)。基坑實(shí)際挖深要采用標(biāo)識(shí)設(shè)置方法進(jìn)行控制，并在基坑旁邊結(jié)束支護(hù)的坡面進(jìn)行控制線(xiàn)的設(shè)置。

3.2.6排水施工

（1）基坑開(kāi)挖過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)截水與排水，進(jìn)行截水溝的開(kāi)挖施工，于基底與各邊均按20m進(jìn)行集水井的布置，并設(shè)置污水泵進(jìn)行抽水。

（2）因基坑開(kāi)挖進(jìn)入淤泥層，所以必須加強(qiáng)基坑降水，確保水位降低至承臺(tái)以下0.5m的位置。管井實(shí)際深度不可過(guò)大，并在噴錨時(shí)保證支護(hù)結(jié)構(gòu)位于地下水位以上。在局部承臺(tái)深度相對(duì)較大的位置，可通過(guò)輕型井點(diǎn)的設(shè)置來(lái)降水。

（3）為使施工在雨期仍能順利進(jìn)行，在雨期施工中應(yīng)做好防水、排水和擋水。進(jìn)入雨期之前，準(zhǔn)備好所需的所有材料與設(shè)施;做好場(chǎng)地路面硬化，在基坑的周?chē)_(kāi)挖排水溝;現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備存放處應(yīng)搭設(shè)防雨棚;在施工開(kāi)始前，準(zhǔn)備一定數(shù)量的潛水泵，在降雨后立即進(jìn)行抽水，以免積水長(zhǎng)時(shí)間浸泡基坑底部。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，城市污水處理廠(chǎng)關(guān)系到城市污水處理能力以及環(huán)保工程建設(shè)效果。在實(shí)際的污水處理廠(chǎng)工程項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中，深基坑工程屬于尤為復(fù)雜且至關(guān)重要的施工環(huán)節(jié)之一，其施工質(zhì)量的好壞會(huì)直接影響整個(gè)污水處理廠(chǎng)工程的建設(shè)質(zhì)量，因此相關(guān)部門(mén)需要充分意識(shí)到深基坑工程施工重要性，需要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際施工情況，科學(xué)合理地選擇相適應(yīng)的深基坑土方開(kāi)挖及支護(hù)技術(shù)，確保施工過(guò)程中的安全以及質(zhì)量管理工作，從而保證工程質(zhì)量，提升污水處理廠(chǎng)處理能力。

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