水池支护专家论证方案

阳泉市污水处理厂提标改造工程

高效反应沉淀池基坑支护、土方开挖方案

文件编号：SXJG/5F/YQWSGW-2016-01

审批人：

编制人：

山西建筑工程(集团)总公司五分公司

二0一六年三月

目录

一、工程概况－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－1

1、工程概况－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－1

2、工程地质、水文及周边环境情况－－－－－－－－－－－－1

3、设计要求－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－4

二、编制依据－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－5

三、施工计划－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－6

1、施工总体部署－－－－－－－－－－－－－－－－－－－6

2、主要材料与设备计划－－－－－－－－－－－－－－－7

四、主要施工工艺和技术措施－－－－－－－－－－－－－－－7

1、混凝土灌注桩施工－－－－－－－－－－－－－－－－－7

2、预应力锚索施工－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 11

3、基坑土方开挖施工方案－－－－－－－－－－－－－－－ 15

五、安全保证措施－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－20

1、安全生产管理目标－－－－－－－－－－－－－－－－－20

2、安全保证措施－－－－－－－－－－－－－－－－－－－20

3、安全技术措施－－－－－－－－－－－－－－－－－－－20

4、施工机械安全操作措施－－－－－－－－－－－－－－－21

5、施工现场临时用电及机械用电安全控制措施－－－－－－21

6、文明施工和环境保护－－－－－－－－－－－－－－－－22

7、雨季施工措施－－－－－－－－－－－－－－－－－－－23

8、基坑开挖环境监测及应急预案－－－－－－－－－－－－－23

六、劳动力计划表－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－29

七、附件：计算书、设计图、施工进度计划－－－－－－－－－－－－ 30

一、工程概况

1、工程概况

本工程为阳泉市污水处理厂提标改造高效反应沉淀池工程。拟建场地位于阳泉市污水处理厂南侧，场地南侧、西侧为污水厂围墙，东侧为二沉C池，交通较为便利。

拟建高效反应沉淀池两座，结构相同，1号池位于2号池北侧，两池相邻，基坑深度为9.5m，基坑周长153m。

南侧原化工厂水管位于新建沉淀及支护基础范围内（见总平面图），需移至支护范围以外。北侧有排水涵洞（具体位置现场定），需改线移出支护范围外。

2、工程地质、水文及周边环境情况

2.1地质情况

（1）该场地属桃河低阶地地貌单元，场地由新近人工回填土形成的杂填土、第四系冲、洪积形成的粉砂、粉质粘土、细砂、卵石等组成。岩土构成描述如下：

①杂填土：

杂色。近期仍回填形成，成分以砖块、煤屑等混粘性土湿度大松散。

1号池，该层层厚1.4-3.2m之间，层底埋深1.4-3.2m之间，层底标高637.69-639.51m。

2号池，该层层厚2.5-4.0m之间，层底埋深2.5-4.0m之间，层底标高636.90-638.21m

②粉土、粉质粘土

褐黄色。稍湿，可塑，中密，土体含粉细砂颗粒，因其含砂量不同，根据人工试验人定名为粉土和粉质粘土。干强度中等，韧性较低，无摇震反应。分布情况如下：

1号池，该层层厚1.4-3.2m之间，层底埋深1.6-1.8m之间，层底标高637.69-638.21m。

2号池，该层层厚1.4m，层底埋深4.7m，层底标高636.03m。

③粉砂：

黄褐色，砂质不均匀，级配较好，局部含卵石和粘性土，稍湿，稍密状态。

1号池，该层层厚5.1-15.1m之间，层厚埋深8.1-18.3m之间，层底标高622.61-632.62m。

2号池，该层层厚6.4-15.0m之间，层底埋深10.1-18.5m之间，层底标高622.54-630.61m。

④1层、卵石：

黄褐色，透镜体状，薄层状分布在粉砂层中，母岩成分为砂岩，粒径1-15cm，含量60％-70％，充填砂类土，中密状态。分布厚度0.7-3.3m，层底埋深12.0-13.1m，层底标高627.63-628.25m。

⑤粉质粘土

黄褐色，褐灰色。干强度中等，韧性中等，局部夹薄层粉细砂，湿，可塑，软塑。由于土层含砂量不同局部相变为粉土。

1号池，该层层厚1.6-3.0m之间，层底埋深16.0-17.2之间，层底

标高623.52-624.76m。

2号池，该层层厚0.6-0.8m之间，层底埋深13.6-16.2m之间，层底标高624.51-627.30m。

（2）各土层承载力特征值指标表

2.2水文情况

拟建高效反应沉淀池基坑范围内，勘察深度内未见地下水。拟建场地非液化场地。本场地标准冻结深度为0.68m。

2.3周边环境

（1）拟建高效反应沉淀池东侧为二沉C池，西侧围墙外为义白路，南侧为厂区围墙外为河坡电厂，北侧为厂区道路。

（2）拟建筑高效反应沉淀池南侧原化工厂水管位于新建沉淀及支护基础范围内，需移至支护范围以外。北侧有排水涵洞（具体位置现场定），需改线移出支护范围外。

（3）场地及周围不存在全新活动断裂及影响场地稳定的其他不良地质作用，场地为稳定场地。

3、设计要求

3.1混凝土灌注桩

（1）支护桩采用混凝土灌注桩,14.5m桩44根，11.35m桩21根，桩径800mm，桩中心距1.8mm，桩顶超灌0.5m，桩顶凿毛后设置1.2m×0.6m冠梁。

（2）桩身混凝土等级采用C30，主筋伸入冠梁长度35d（d为钢筋直径）；

（3）混凝土灌注桩施工时，可视实际需要进行隔桩施工，以避免塌孔等不利情形。

3.2预应力锚索

（1）西侧、南侧灌注桩锚索采用2道设置，冠梁下3.2m设置第一道锚索，与第一道间隔4m设置第二道锚索，锚索长度为18m。东侧灌注桩锚索采用1道设置，冠梁下2m设置锚索，锚索长18m。

（2）预应力锚索采用7Φ5，材料均为1860MPa高强钢绞线。

（3）孔位允许偏差：水平方向100mm，垂直方向50mm，预应力锚索钻孔倾角15°，倾斜度允许偏差为3%，孔深应超过设计长度0.5m。

（4）预应力锚索下料时应注意预留张拉段长度(约1.5m)，安装前应认真清除锚索表面的油污和铁锈。

（5）采用专用锚杆机成孔，预应力锚索成孔孔径不小于150mm。

（6）水泥浆采用P.O42.5R水泥拌制，水灰比为0.50～0.6；注浆为两次注浆，第一次灌浆必须保证锚固段连接密实，泵压力不宜过大（0.5MP）在浆液硬化前不得使锚索承受外力，注浆初凝后采用二次注浆，第二次为高压注浆，注浆压力1-3MPa，若在第一次注浆过程中出现漏浆

现象，采用间歇式注浆，由大到小调整浆液水灰比。

（7）锚索极限抗拔承载力应通过抗拔实验确定，实验方法应符合JGJ120-2012附录A的规定。锚索锁定值取锚索轴向拉力标准值的0.8倍。当锚固段注浆强度达到设计强度的85％且挂网完毕后，方可对锚索进行张拉及锁定。锚索外露端穿过2个背靠背20#槽钢，采用专用张拉设备进行张拉、锁定，槽钢表面做防锈处理，锚索外露端正式张拉之前应取0.1-0.2倍设计轴向拉力予张拉1-2次，使锁体各部分接触紧密，锁体完整平直。锚索张拉锁定荷载的25％、50％、75％、110％进行逐级张拉，每级张拉稳定10分钟。测定锚索伸长值，核实伸长值与受力值是否相符，并做好记录，张拉结束后，按锁定值锁定。

3.3、挂网喷混凝土

（1）挂网：在锚孔注浆结束后，进行坡面挂网，网片采用HPB300φ6.5、并采用电焊与桩间土钢筋头（长度不小于2.4m且植入土内段不小于1.5m，钢筋采用直径14的HRB400螺纹钢）。

（2）喷混凝土：待挂网结束后，进行坡面喷混凝土，喷射厚度为150mm，喷射混凝土强度为C25。喷射手要控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或者滑移流淌现象。喷射混凝土终凝2h 后，要洒水养护，根据气温条件一般养护3-7d。

二、编制依据

（1）阳泉市污水处理厂一期高效反应沉淀池岩土工程详勘报告;

（2）阳泉市污水处理厂一期高效反应沉淀池基坑支护设计图纸；

（3）阳泉市污水处理厂提标改造工项目施工图第六册高效反应沉淀

池图纸；

（4）国家及行业相关技术标准、规程规范、强制性条文。

（5）国家有关环境保护、安全文明施工、职业健康方面的法律法规。

（6）工程地质勘探报告、地形图和工程测量控制网，现场勘测的管网位置、周围环境、地质资料、气候条件等资料。

（7）本企业质量、安全、工期、成本、环境保护控制、技术成果及同类型工程管理方面的施工经验。

（8）本工程中运用的主要施工规范、规程和施工图集。

《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；

《建筑基坑支护工程技术规程》（DBJ04/T306-2014）；

《岩土土钉（索）技术规程》（CECS22：2005）；

《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；

《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2013）

《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

《建筑边坡工程设计规范》(GB50330-2001)

三、施工计划

1、施工总体部署

本支护工程于2016年4月1日开工，2016年5月12日完工，有效工期为42天。本支护工程分为平整场地、灌注桩施工、土方分层开挖、锚索施工、挂网喷砼施工。

1.1施工进度计划横道图

见（附表）

2、主要材料与设备计划

四、主要施工工艺和技术措施

1、混凝土灌注桩施工

1.1混凝土灌注桩施工准备

（1）本支护工程混凝土灌注桩采用一台R220旋挖钻机成孔，一台25T汽车吊配合施工。

（2）测量定位桩的位置，做好标记。

（3）本支护工程混凝土灌注从西侧顺时针开始施工。

1.1.2混凝土灌注桩施工平面图

1.2混凝土灌注桩设计图：

1.3、混凝土灌注桩施工

1.3.1主要设备：

旋挖钻孔机。钻机适用于回填土层、砂层、卵石层和粘土层、淤泥层及强风化岩层等软弱层的成孔。

1.3.2钻（挖）成孔技术要求：

（1）埋设护筒时如果场地中杂填土较厚、松散必须将埋设的护筒底部穿过杂填土进入粉质粘土层，以保证杂填土不坍塌落入孔底。

（2）当钻（挖）到设计要求孔深时必须改用平底清渣钻具将孔底钻渣、泥浆水取出桩底以保证孔底沉渣符合设计要求。

（3）吊装钢筋笼时要高吊慢放垂直安装，不准横位斜插将孔壁泥土带入孔底形成沉渣。

（4）钢筋笼安装好后立即安放导管，导管吊脚高度控制在0.5～1.0m之间，不可将导管吊脚离孔底过高以免造成混凝土离释。

（5）导管安装完成后立即灌混凝土，灌混凝土时经常反复上下活动导管利用导管反插来捣实桩体混凝土。大桩径的桩必要时于采用高压振动棒来捣实桩体混凝土。

1.2.3成孔质量标准

（1）以机架上的高程标志和测锤测量深度换算值确定桩长符合设计要求。

（2）钻孔到达岩面立即通知值班监理确定终孔深度。

（3）钻孔完成后立即检查成孔质量，填写施工记录，成孔质量必须符合下列要求：

桩径容许偏差：±50mm

垂直度容许偏差：≥1%

孔底沉渣（沉淤）容许厚度：≤50mm

桩位容许偏差：沿垂直轴线方向≤50mm，沿平行轴线方向≤50mm

1.2.4钢筋笼制作及吊放

成孔经验收质量合格，吊装钢筋笼就位，在验查钢筋笼周边保护层固定支撑符合要求。

（1）钢筋笼及预埋件应按灌注桩施工图制作；

（2）搬运时采取适当保护措施，防止钢筋笼扭转、弯曲；

（3）埋设钢筋笼应对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。

（4）钢筋笼下到设计标高后，应立即固定，两段钢筋笼驳接时采用搭接焊，搭接长度≥10d。

（5）钢筋笼制作偏差应满足下列规定：

主筋间距：±10㎜；

箍筋间距：±20㎜；

钢筋笼直径：±10㎜；

钢筋笼长度：±100㎜；

（6）在钢筋笼四周按5m间距设置定位钢筋环，或混凝土垫块以确保保护层厚度。

（7）钢筋笼保护层偏差：±15㎜。

1.2.5浇灌混凝土

（1）尽快进行混凝土的灌注，下灌混凝土用内径大于200mm的导管，导管灌注前距孔底不得大于500mm，第一盘料灌注后桩内混凝土面应保证高于导管出料口800mm以上，在混凝土面高于导管出料口2m以上方可抽拔导管，用导管回插捣实，以后每次拆导管后埋深应保持2m以上，导管埋深不得超过8m。与此同时把溢出孔口泥浆由管沟排至已挖好的沉淀池内，以防止泥浆污染环境。

（2）灌注混凝土时，随时检查混凝土灌注量及浇灌桩长，桩体的扩散系数由地质资料确定，一般控制在1.00～1.40。混凝土的灌注标高应比设计标高高出0.80m，以保证浮渣沉在桩顶设计标高以上。每条桩按

要求抽样做混凝土试块不小于1组。

（3）清理现场，清洗机具，进行后续桩基施工。

（4）认真填写每一根桩的施工记录，并将混凝土试块试验成果资料整理归档。

2、预应力锚索施工

2.1预应力锚索设计图：

2.2、施工工艺流程如下：

2.3施工方法及技术措施

锚索采用7Ф5直径15.24mm钢绞线，成孔直径为150mm，锚头钢板采用钢板，注纯水泥浆。锚固端为20#槽钢。

2.4材料及锚索制作

锚索使用的钢绞线，性能参数必须符合《预应力混凝土用钢绞线》

的规定，运达工地的每批钢绞线做100%的外观检查和10%的抽样拉力试验，抽样结果和出厂产品质量证书报监理工程师批准后使用。锚具必须有厂家产品合格证书，符合国家的相关钢材质量规定。采用的42.5R普通硅酸盐水泥应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）的规定，过期、变质水泥不得使用。

锚索下料时应用切割机切割，严禁采用电弧切割。钢绞线使用前要清理有无锈斑。下料长度误差不小于50mm。按照设计图纸要求设置并绑扎牢固注浆管、隔离架。锚索入孔之前必须检查锚索的股数、长度，避免安装错误，必要时每条锚索挂标识牌。

2.5成孔

2.5.1钻机就位，按照设计图纸要求调整好成孔角度，成孔钻进

2.5.2导管安装，安装前线检查潜孔锤及套管直径，要求直径偏差小于10mm，然后先安装第一节钻杆，装好后安装首节带牙套管，然后将带牙套管及钻头对准所要施工的锚索孔位，最后用罗盘仪按设计图纸要求调整好钻机角度，角度偏差±1.

2.5.3成孔。本工程采用YQ100型电空潜孔钻机，钻孔直径为150mm，钻孔位偏差不得大于±50mm，钻机就为后，按15°的设计角度以直径150mm孔径钻至超过设计深度0.2-0.3m，钻孔深度达到设计要求后，由甲方，监理人员对孔进行检验，并作详细，完整的钻孔记录。

2.5.成孔要求

（1）钻孔不得扰动周围地层。

（2）锚索水平、垂直方向的孔距偏差不大于10cm，钻头直径不应小于设计钻孔直径3mm。

（3）钻孔轴线的偏斜率不应大于锚杆长度的2%。

（4）成孔深度不应小于设计锚索长度。向钻孔内安放锚索之前，应将孔内岩屑、土屑清洗干净。

（5）在不稳定地层钻进时，如：砂土、卵石层、破碎岩层等，采用套管护壁跟管钻进。

2.6锚索的安放及注浆

锚索体安放：安放时尽量避免来回多次抽动，速度均匀的送入孔道，避免安放时损坏锚索体和锚索体整体扭转。锚索入孔前对钻孔重新进行通孔检查，对塌孔、掉块应进行清理干净或处理，不得欠深。安装前应对锚索体进行详细检查，核对锚索编号与钻孔孔号，并对损坏的配件进行修复和更换。推送锚索时用力要均匀一致，应防止在推送过程中损坏锚索配件。推送锚索时不得使锚索扭压和弯曲。注浆管宜随锚索一同放入钻孔。锚索放入孔内应与钻孔角度保持一致。在将锚索体推送至预定深度后，检查排气管和注浆管是否畅通，否则应拔出锚索体，排除故障后重新安装。

灌浆：内锚段灌浆在锚索入孔后即可进行，自由段灌浆则在锚索张拉锁定后进行。水泥浆采用新鲜的P.O42.5R普通硅酸盐水泥拌制，水灰比为0.50～0.6；注浆为两次注浆，第一次为常压注浆，第二次为高压注浆，注浆压力为1-3MPa，每米水泥用量不小于30kg。二次注浆在一次注浆初凝，且浆体强度达5MPa后实施，相隔时间按施工后试灌时间确定。锚索自由段末端应设置止浆塞，以确保自由段的自由以及锚固段的二次注浆效果。注浆管应能在一小时内完成单根锚索的连续注浆。注浆后，不得随意敲击锚索，也不得在锚索上悬挂重物。注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前用完。对锚固体的二次高压注浆，应在一次常压注浆形成的水泥结石体强度达到5MPa后进行。止浆密封装置的注浆应待孔口溢出浆液后进行。浆体强度检验用的试块不少于一组，每组不少于6个试块。

2.7锚索的张拉及锁定

预应力锚索的张拉作业及基本施工程序如下：

机具率定→分级理论值计算→外锚头混凝土强度检查→张拉机具安

装→预紧→分级张拉→锁定→签证。锚固体强度达到设计强度80%后方可进行张拉锁定。每根锚索均应按设计拉力的1.1倍进行预张拉，然后卸荷至锁定荷载进行锁定。

张拉前必须把张拉机具、测力装置及所需附属机具准备齐全，并都进行过严格的率定和校验。对率定和校验过的机具要妥善保管，以免影响精度，机具率定或校验证书必须经过验收合格后方可使用，张拉设备在张拉前必须配套标定，并将率定合格证书报监理工程师。张拉设备的标定间隔期不宜超过六个月，经拆卸检修的张拉设备或经常强烈撞击的压力表，都必须重新标定。

锚杆正式张拉前，应取0.1～0.2设计轴向拉力值Nt，对锚杆预张拉1～2次，使其各部位的接触紧密，杆体完全平直。锚杆张拉到1.1～1.2设计轴向拉力值Nt时，土质为砂质土时保持10分钟，为粘性土时保持15分钟，然后卸荷到锁定荷载进行锁定作业。

锚杆张拉荷载分级及观测时间见下表。

注：Nt——锚杆轴向拉力设计值。

张拉各量级稳定前后，均应量测钢绞线的伸长值与回缩值，若实测伸长值与理论伸长值相差超过10%或小于5%，应停止张拉，查明原因后才能重新张拉。认真填写张拉记录，锚索施工全部完成后，施工单位应向监理工程师提交必须的验收资料。

3、基坑土方开挖施工方案

3.1土方开挖方案

（1）本基坑土方开挖前必须保证混凝土灌注桩达到设计要求，方可开挖。基坑东侧、西侧、南侧沿混凝土灌注桩向下机械开挖。基坑北侧、东南侧采用自然放坡机械开挖。

（2）本基坑配置1台PC300反铲挖掘机、5台自卸车由南向北进行土方开挖施工，采用分层，后退试开挖，槽底预留200mm厚土方人工清挖相结合的方式进行施工。

（3）基坑北侧、东南侧采用1:1放坡。

（4）基坑西侧，南侧开挖分三步步开挖。每步开挖深度锚索下0.5m。东侧开挖分三步开挖，每步开挖深度为锚索下0.5m。

3.2开挖路线