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在松东污水项目深基坑施工中的研究与实践

秦萍
  
安家(建筑与工程)
2022年24期
上海普照建筑市政工程有限公司 201600

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摘要:本公司承接的松东污水厂外管网四期改建工程既是提升松江现有污水管网纳污、转输的一项区属重大工程又是完善配套,加大保障,服务百姓的惠民工程。但城市建设的现状决定了新铺设的污水管网不可能再像之前那样进行长距离开槽埋管,只能以深基坑(槽)顶管等形式规避地下管线等繁杂的障碍物。本文以松东水环境四期改扩建工程(厂外管网)中新桥2号泵站基坑为例,讲述深基坑的施工过程及问题的解决。

关键词:深基坑;地下管线;基坑围护;基坑降水;监测

工程概况:上海松东水环境净化有限公司四期改扩建工程(场外标)主要内容为厂区外泵站及污水干管扩容。包括:新桥1号污水泵站、新桥2号污水泵站、车墩污水泵站、华阳污水泵站、新闵泵站、A8污水泵站等进行扩容改造;新建与松江东北部系统的连通管约2800m、新建污水管道约7900m、修复现状管道2800m。新桥2#泵站基坑长度为26.25m,宽15m,埋深10.1m。本工程项目经理为刘玉楼(是否去掉),本人作为公司法人直接在施工现场分管工程推进。

2. 工程重点及难点

2.1 地下管线等障碍物多,深浅不一,情况复杂,保护难度高。

新桥2#泵站基坑位于九新公路靠近六磊塘处,九新公路西侧,基坑周边主要构筑物及管道列表如下:

2.2 钻孔桩施工;控制基坑变形、位移;基坑及周边建筑物、构筑物安全。

在基坑的开挖工作结束之后,整体的深度是10.1米,超过了7m的标准,是二级基坑的一种。且根据基坑环境保护等级及变形控制标准要求,需控制地面最大沉降量≤0.25%H;围护墙最大水平位移≤0.3%H。支撑需纵横两向布置,支撑交叉节点较多。

2.3 基坑止水与排水

基坑开挖过程中考虑到土方开挖及基础施工的需要,必须根据现场的工程地质与水文地质资料、基坑围护设计图纸及周边环境情况制定详细的降水设计、施工及运行方案。

2.4 基坑监测

包括围护体系监测及周边环境监测。围护体系需监测:围护墙顶部垂直与水平位移;围护墙侧向变形;冠梁、腰梁和支撑构件内力;坑底隆起;坑内、外地下水位;立柱桩竖向位移。 周边环境需监测:周边地下管线垂直位移和水平位移;周边建、构筑物垂直位移和水平位移;周边建、构筑物裂缝;坑外地表垂直位移;坑外地表裂缝;坑外土体深层侧向变形(测斜)等。

3. 施工方法及过程控制

在此,主要从管线保护、基坑支护、排水、监测等方面研究深基坑施工要点。

3.1 管线保护

为了保证本工程的顺利施工,确保管线自身安全,管线安全是施工中不得不重视的工作。对此,项目部对管线交底、办理绿卡、提出保护方案、方案审批、开样洞、调整方案、实施加固保护方案、监测保护对象、反馈保护效果等工作都做了周密的布置,以确保在施工中不破坏管线,保证工程顺利推进。

3.2 基坑围护、开挖及支护

在该基坑施工的过程中,主要使用的是钻孔灌注桩,其围护结构为800个直径单位,该桩体的整体长度在25米。在该施工基坑的最外围位置处,则使用的是800个直径单位,间距为500mm的高压力旋喷桩,来制作成为止水的帷幕,桩的整体长度在15m。坑底以下4.0m厚土壤满堂加固,进出洞口1.5m宽,上下各2m范围内进行φ800旋喷桩洞口加固。钻孔桩施工以1、6、11…依次进行,施工中注意做好成孔质量;钢筋笼质量;首次浇筑导管埋深;浇筑桩顶标高;混凝土质量等工序及原材料把控,保证基坑达到刚性指标。

基坑开挖过程:内部一共安设了两道支撑设施。第一道,是使用钢筋、混凝土材料制作而成的支撑设施:上方位置使用的是,强硬度为C30的钢筋混凝土材质冠梁,冠梁宽度为1.0m,厚度为0.8m,中间间距6.2m各设二根800*800钢筋砼支撑,角设四根800*800钢筋混凝土斜撑。第二道支撑:深度为第一道支撑(冠梁)顶往下4.8m位置设置第二道钢支撑,在该部分中,围檩材料使用的是H700*300*13*24的双拼型,Ф609*16钢管支撑,中支撑设置两根,并设置4道Ф609*16钢管进行角撑;角撑及中撑位置与首道相同,施工待井体下部结构强度达到设计要求后,进行换撑,换撑位于二道支撑下面1.0m,仍采用H700*300*13*24型钢围檩,并用换撑短柱支撑于新建井体上,四角浇筑换撑钢筋混凝土板。开挖时先施工顶圈梁,待顶圈梁达到设计强度后,开挖至第二道支撑底以下0.5m,施工钢围檩支撑,待第二道支撑完成后,开挖至坑底及时浇筑素混凝土垫层、底板,等底板达设计强度后再进行井体施工。

在施工团队进行基坑操作之前,需要确保相应的围护、降水都能够与标准的要求相符合。并且在对区域内的土方进行动工时,人员要根据封层、分块、平衡等一系列的措施来进行操作。与此同时,在土方开挖的过程中,还需依据相关的检测记录信息,来将施工对周边建筑物体产生的影响进行及时管控,并让其处于合理的范围之内。团队在进行土方施工时,要使用分层、分段的方式,并且其中厚度要低于1.9m,临时坡度要小于1:1.5。在施工的过程中底部还要留下0.25m基土,之后使用人工的方式进行处理,防止发生土扰动的问题。施工人员还要在土方挖掘的同时,进行混凝土的浇筑工作,并确保以上内容可以在一天之内完成,减少底部暴露的时间,对其回弹隆起的情况进行合理控制。除此之外,基坑施工结束后,所有的坑洞不仅要都形成带垫层,还要与标准要求相符合后,才可以进行“坑中坑”的操作。在基坑的附近区域中,严格禁止出现土壤堆积的问题、管控堆载工作的不均匀情况。

3.3 高压旋喷桩及疏水井等止水排水措施

由于场地限制,用于基坑外围止水的高压旋喷桩采用单轴旋喷机。为保证达到止水要求,根据设计要求,水泥浆液水灰比为0.8~1.0,一般采用1.0。在水泥砂浆搅拌的过程中,如果使用高速类型机械设备来完成工作,便要让其中的时间不低于30秒;如果使用的机械设备较为普通,便要将时间控制在90秒,材料从制备到使用完成,其中使用时间不能超过4个小时,否则其便不能将效果完全发挥出来,然后会被当做废浆处理掉。在进行钻机使用的过程中,相应孔位的偏差数值需要控制在±5cm以内;控制桩的安设数值不能与标准超过±5cm的范围;桩体垂直角度要与标准之间数值差低于1/200;桩体直径与标准数值的差距要低于±1cm。与此同时,在将喷射灌注桩使用在孔内之后,其中的喷嘴需要达到设计的标高之后,才能进行注浆的工作;注浆过程中参数达到标准情况之后,还要根据相应的标准内容,来将管道高度提升;为避免发生孔洞之间发生串浆的问题,可使用跳跃式的施工手段,让相邻的桩施工时间超过2天,并且互相之间的距离要控制在5m宽度。

施工团队在进行基坑开挖的过程中,会对周边的疏干降水产生一定影响。为此在施工进行前,人员需要根据总体面积、深度,来对内部进行预抽水,以此来保障真实开工前,内部水位处于阶段开挖面以下的0.9m位置。在基坑开挖工作开展时,还可以在外侧使用集水井、排水沟组成的相应系统,避免地表的水进入到坑内,以及渗入到坑洞周边土壤中。基坑内设集水井和排水明沟以疏导基坑内明水。降水期间密切关注坑外水位变化情况,若有异常,及时查明原因,并采取相应措施。

3.4 对深基坑、周边构筑物进行高质量监测

公司与上海海洋地址勘察设计有限公司签订了基坑信息化施工监测合同。要求从工程桩施工开始布设监测点,至整个基础结构正负零零结构顶板施工结束,回填完成止,并周边环境监测延续至变形趋势稳定后停测。在开展基坑施工时,通过对其形变信息内容进行及时、正确的反馈。有利于施工人员随时根据相应的资料,来对操作顺序进行调整,降低内部存在的安全隐患;如果情况较为严重,可以在修整、施工方面设计参数的基础上,对未来发展情况进行预估,确保施工区域、周边建筑等方面的安全,并得出较为全面的实时监测数据。

根据现场需要,通过埋设的三个控制点,设置了如下监测内容:围护顶垂直、水平位移监测;基坑周边地下水位情况监测;基坑内部支撑的轴力状况进行检测;水平方向位移情况的真实检测;附近地表面发生的位移情况监测。

对于水平位移监测,在管线两端及基坑围护每条边的两端通视条件良好、地基稳定的地方共设置5个水平位移工作基点,用于监测管线及围护体顶部水平位移;水平位移测点尽量布设成一线,对水平位移工作基点定期进行校核。进行水平方向位移情况监测时,主要使用的是高程系统,施工人员通过在基坑周边安设3个高程基础点、建立水准的检测网络,然后在Ⅱ等测量标准范围之内,使用仪器进行操作。以往的沉降数据信息,都是在高程基准点之间,使用联测的方式来建立闭合、与标准符合的线路,以此对各个检测位置的高程进行测量。各监测点高程初始值在施工前测定。监测点本次高程减前次高程的差值为本次沉降量,本次高程减初始高程的差值为累计沉降量。

经现场测量,基坑各边累积水平位移及垂直沉降量均未达到或超过设计及规范要求。

4. 结语

随着上海市委、市政府把推进郊区新城高水平建设作为“十四五”规划战略命题来谋划的工作部署,松江等“五个新城”建设顺势而为,新城的“综合节点城市”功能在新一轮城市总体规划中尤为突出。此类污水管网的纳污、转输、处理能力等保障新城产业发展、人口导入、产城融合发展的重要基础设施功能的提升必将只能在土地存量利用中艰难推进。需要在工程建设技术领域不断推陈出新以适应城市狭小空间内的功能提升等改造建设,凸显现代化的城市生态功能更宜居宜业。

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