白坭泵站主泵房深基坑开挖工程的探讨论文

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1、白泥泵站主泵房深基坑开挖工程的探讨论文白坭泵站主泵房深基坑开挖工程的探讨论文摘要：白坭泵站主站房基坑挖掘过程中在受到地基土质差、地下水位高等不利因素影响下，尝试使用了钢板桩支护截渗，并配合使用其他施工措施取得了良好的施工效果，为特定条件下的基础处理提供了相应经验。关键词：泵站基坑钢板桩钢板桩结构具有重量轻，强度高，锁口紧密，施工方便，施工速度快等优点，虽然其用钢量大，造价较高（钢板桩不再回收利用时），在港口板桩码头或作深基坑的支护时，钢板桩的使用还是较为普遍的，但在泵站深基坑开挖中使用还比较少见。1998 年，广东省佛山市三水区白坭电力排水站进行重建时，由于受到泵站工程地质条件的制约，在采取轻

2、型井点排水、木桩护坡等办法不能根本解决基坑开挖出现的土坡塌方问题时，采用钢板桩支护截渗的方法，取得了良好的效果，从而确保了泵站工程的施工进度和施工质量。一、工程概况白泥镇位于佛山市三水区的最南端，西面紧邻西江。该镇8 0% 的排涝任务均由原有的两座排涝站（衫铜缗竟痛蟾诘缗榜荆厂械# 然而，这两座泵站均为二级排水站，其中的衫铜缗榜臼冀生冢保梗 担改辏几十年来虽然经过了几次技术改造，但限于种种原因，设计标准偏低，排涝系统规划欠妥等一些根本性问题一直没能解决。特别是泵站运行要受到下游的官山大泵站制约，因此出现涝渍时不能正常排水。为了适应白坭镇工农业生产的稳步持续发展，决定把衫锋厩分亟左将原有的两个二

3、级泵站合建成一个一级排涝站，将涝水 直接排入西江。重建的泵站定名为白泥电排站，其受益面积有2 80 0 h m 2 ,其中鱼塘为8 6 0 h m 2 ,它将是三水区目前装机容 量最大的泵站工程。重建的白泥电排站位于樵桑联围1 9 + 2 0 0桩号处。泵站辖集 雨面积93km2,按10年一遇2 4 h暴雨量(2 06. 4 mm) 3天排干的标准设计，总排水流量为3 5. 4 2 m 3/s ,装置1 600ZLQ9. 5 8型立式轴流泵4台，配TL1 000 2 0/2 1 5 0型1 0 k V立式同步电动机，总装机容量4 X 1 0 0 0 k Wo泵站工程等别为三等，主要水工建筑物为

4、3级。泵房为块基型结 构，四周有边墩，基础为联合底板，其底部高程为珠基5 . 3 5 m,下部采用预制管桩基础，设计打桩平台高程为3 m。二、水文地质条件白泥镇地处亚热带，气候温暖，雨量充沛，且大部分雨量集中在 4 9月之间，其余月份雨量较少。年最大雨量1 7 2 0. 9 mm, 最小 9 3 3. 8 mm,平均 1 4 7 5. 6 mm。白泥电排站位于西江干流左岸岸边，所处河段地形单一，主要受 西江和北江洪水的控制，潮汐的影响甚少，基本上属于非潮感区。 泵站所在地段原属河相冲积平原，地形呈阶梯状，堤外为河滩台地， 堤内为鱼塘、稻田和蔬菜地。根据地质勘察报告，地质构造从上至 下分别是：人

5、工填土层(防洪堤)、第四系河流相松散沉积物层、 第三系灰砂基岩层。各岩土层的特性自上而下为：(1 )回填粉质黏土，厚3 . 8-12. 4m,为筑堤填土，填 筑较坚实，硬且可塑。泵站的出水涵管全部埋设在本层，防洪堤身 经长期沉实后，填土已稳定、密实，承载力也较高。(2 )粉土，厚8. 020. 3m, 土层稳定，全场分布，是 泵房基础的持力层，土质硬，可塑，承载力较高。(3 )细砂，厚17. 331. 3m,全场分布，土质松散至 稍密。(4 )粉砂，厚8 . 48 . 6m,仅见于部分地层，饱和松散(5 )淤泥质粉砂黏土，厚3 . 2 9 . 6m,分布较广，饱和, 流塑至软塑。(6)中微风化

6、灰砂岩，岩面不平，高差较大，致密，坚硬，强 度高，但埋深大，一般在地表以下3 8-4 5 m处。场内地貌单元简单，土层变化不大，多为粉土和粉质黏土、粉砂、砂但强度不均且较低，地下水埋深较浅，水量较丰富，地下水位高，场地属二类及其他地基条件。三、基坑施工白泥电排站重建工程于1 9 9 8年1 2月破土动工，开挖基坑， 填筑围堰。主泵房的基坑经过1 0多天的施工基本挖出雏形。接下 来采取的工程措施包括有：打桩平台、轻型井点排水、木桩护坡、 钢板桩支护、基坑深井降水和基面处理六个环节。1 .打桩平台按设计要求，打桩基面高程为-3 . 0 m ,但当基坑开挖至设计 高程以后，由于地下水位较高，水量较多

7、，采用常规的边沟排水方 法均未能有效地降低地下水位。由于地基土呈现饱和状态，此时如有扰动极有可能变成淤泥质粉细砂，降低承载力，桩机就无法进入工作面操作。为了避免上述问题发生，决定采用回填1 m厚比较干燥的黏土，经过整平碾压后作 为打桩平台基面，从而保证了打桩施工队的顺利进场施工。2 .轻型井点排水由于基坑开挖面下近1 0 m深处范围内的土质均含有淤泥质，透 水性差，极容易产生流沙管涌，加上在管桩施打过程中产生的震动，边坡塌方更为严重，对基坑边坡的稳定是极为不利的。为了保持打桩平台填土不受水浸，确保管桩施工的顺利进行，经有关专家详细勘察后，在使用水泵明排水方法未能奏效的情况下，决定采取人工降低地

8、下水位的、方法，即采用轻型井点排水的方法。具体做法是用钢管和硬塑管成孔成井，沿基坑四周每隔3 m布置一 个6 m深的井点，总共布置了4 0个井点。井点采用挖掘机沉压h1 5 0钢管成孔，然后将带孔眼的hl 0 0硬塑管用过滤布包扎后插入hl 5 0钢管孔内成井，并且在硬塑管周边灌入碎米石。这样， 就可用水泵先将井水抽到泵房基坑两侧的集水沟内，再用水泵将渍水排出基坑之外。事实表明，采用轻型井点排水（井底高程约为-8 m）,确实在降低基坑地下水位方面起到了一定作用，在一定程度上保证了该站管桩施工的进行。3 .木桩护坡管桩施工完毕后，对主泵房基坑做继续挖深工作，但由于地下水位未能控制在有效高度以下，

9、结果基坑涌水较多。施工中因为基坑在靠前池和泵房左右三侧的开挖空间比较大，开挖比较顺利，但在靠出水涵管即西江一侧，却出现了边坡塌方，致使基坑开挖不能继续进行。为保持边坡稳定，我们在基坑靠出水涵管一侧的2 . 0 m和3 . 0 m高程的坡脚处各打入了一排6 m长的木桩，间距0 . 5 m, 并在木桩顶码砂包护脚。但在继续进行基坑开挖时，仍然出现边坡开裂及下滑的趋势，并有危及出水涵管地基安全的可能。这就说明光靠井点排水和木桩护坡仍然是不能从根本上解决上述问题。4 .钢板桩支护5 .基坑深井降水采用钢板桩后，解决了基坑支护和水平截渗的问题，但仍未能降低地下水位及解决钢板桩两侧的绕渗问题。为把泵房基坑

10、开挖至5.35 m高程以下，必须将基坑水位至少降到6 . 0 m高程，才能使基坑保持干燥，故需截断地下水主要补给源的渗水以及钢板桩两侧的渗水流。为此，除采用钢板桩外，我们还在主泵房基坑左右两侧各均匀布置了 4 口降水井，口径为12 7mm,成井深度为12. 0 m ,井底高程在14.0 m左右，井壁采用hl 2 7 mm套管，井下部的滤水管也用hl 2 7mm套管加工，外包6层过滤布，用钻机成 h 1 4 6 mm的孔，孔内放置套管，四周回填碎米石，底部密封，用扬程为4 0m的小型水泵从套管内抽水，先将水抽到基坑两侧的集 水沟，然后再用水泵排出基坑外。6 .基面处理采用钢板桩支护截渗和深井降水

11、，能够很好地维持边坡稳定，并 有效地降低了基坑的地下水位，使基坑挖深工作得以顺利进行，但 在挖至建基面时，基坑仍有少量管涌。为此，施工中我们将基底超 挖0. 3 m,然后回填0. 3m厚的碎石，并在基坑纵横方向均设 置排水暗沟，用碎石回填，间距约为45 m,深约0. 5 m,以 疏通管涌水流；在基坑中间及靠进水前池一侧基坑外两边均设口径 为1m的排水井，井内套钢筋笼，外包过滤布，四周回填中砂，主 要用于收集基坑内的管涌水流，再排出基坑外，以保持基坑无积水。 超挖回填的碎石经压实整平后，也可增加基底地基强度。四、工程效果实践证明，采用钢板桩支护截渗和基坑深井降低地下水位后，使 基坑继续挖深能迅速挖至预定高程，经基面处理后的次日即可浇筑 主泵房底板的混凝土垫层，从而为下一阶段的施工创造了有利条件。 不难看出，我们在基坑开挖后期采用的钢板桩支护和深井降水这一 施工方案是可行的、有效的，抢回了工程进度，保障了整个工程的 顺利进行。