1、目 录1.粗格栅基坑支护方案 21.1.方案设计 21.1.1.桩孔布置 21.1.2.设计计算 51.2.高压注浆帷幕的施工 61.3.施工工艺 61.3.1.工程施工流程 61.4.机械设备及材料 61.4.1.钻孔机械及注浆设备 61.4.2.注浆材料 61.5.施工方法 71.6.注浆材料及配比参数：71.7.施工要点：72.全场降水方案 82.1.降水计算 82.1.1.水文地质资料 82.1.2.计算依据及参考资料 92.1.3.计算过程 92.1.4.基坑总涌水量计算：92.1.5.水泵选择：102.2.场地降水井布置数量计算 102.3.施工注意事项 10附件：11附件一降水井
2、及止水帷幕平面布置图11鹤岗市东区污水处理厂基坑支护及全场降水方案简要说明1. 粗格栅基坑支护方案根据 2011 年 5 月 7 日相关东区污水处理厂基坑支护和全场降水方案专题会议纪要精神，本工程粗格栅水池基坑支护和降水、止水方法将采用新型的止水、固结材料“硅酸钠 Na2SiO3”，英文名字“S odium silicate, Water glass”进行高压注浆施工，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中。浆液以填充、渗透、挤密、劈裂等方式，将砂土颗粒或岩石裂隙中的水分和空气排除后占据其位置，经一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好
3、的“结石体” ，从而达到坑体支护和止水的效果，建筑上叫高压注浆止水帷幕。1.1. 方案设计1.1.1. 桩孔布置注 浆 孔 布置按经验确定浆液的扩散半径为 0.75 米，故注浆孔取纵横间距均为 0.75 米。注浆孔呈梅花形布置。同时为了确保止水效果，在基坑四周侧壁布置 2 排注浆孔，注浆孔间接为 1.2m，注浆深度从地面至地下 12m，即注浆深度超过水池底板 3 米，基坑帷幕平面布置、帷幕桩间距、基坑支护剖面简图如下： 高 压 注 浆止 水 帷 幕 降 水 井降 水 井粗 格 栅基坑帷幕平面简图帷幕桩间距简图 孔注浆孔平面布置简图基坑支护剖面简图坡 率 ： 1：坡 率 ： 1：砖 砌 排 水
4、沟砖 砌 排 水 沟 混 凝 土 底 板高 压 注 浆 止 水 帷 幕 护 壁150高 钢 管 护 栏底 层 铺 4#钢 丝 20， 斜 向 150长 120梅 花 布 置喷 射 细 石 砼混 凝 土 池 壁1.1.2. 设计计算本计算参照建筑施工计算手册江正荣 编著 中国建筑工业出版社、 实用土木工程手册第三版 杨文渊 编著 人民教同出版社、 地基与基础第三版 中国建筑工业出版社等相关文献进行编制。1.1.2.1. 计算信息: 坑壁土类型：圆砾 坑壁土的重度 (kN/m 3)：20.00 坑壁土的内摩擦角 ()：20.0 坑壁土粘聚力 c(kN/m2)：8.0 边坡的坡度角 ()：45.01
5、.1.2.2. 挖方安全边坡计算: h=2csincos/(sin2(-)/2)=28sin45cos20/(20sin2(45-20)/2)=11.35m。 土坡允许最大高度为 11.35m。坑体开挖最大允许高度计算示意图按照理论计算，该基坑开挖深度小于 11.35 米时为安全高度。但是，当 =45=20，为陡坡，挖方边坡任何高度都不稳定。考虑到该不利因素，本基坑支护采用水泥土帷幕解决沙土放坡困难的问题，结合以上计算粗格栅水池开挖深度为 9.3 米时，外围需采用水泥土帷幕，水泥土帷幕采用高压注浆的方式进行，外露土体采用钢网加喷射混凝土的方式，确保基坑的开挖安全。1.2. 高压注浆帷幕的施工1
6、.2.1. 注浆材料：超细水泥并掺入水玻璃。1.2.2. 配合比：水灰比 0.500.60；水玻璃用量为水泥的 10%1.2.3. 注浆压力：0.08 0.2M Pa,1.2.4. 注浆量 ：每立方加固体积的注浆量为Q= Kn ( K 取 1 ，n 取 0.15 )则注浆量 Q=10.15 =0.15 ( m3),1.3. 施工工艺1.3.1. 工程施工流程定孔位成孔配浆注浆沉管注浆结束移至新孔位施工工艺流程图1.4. 机械设备及材料1.4.1. 钻孔机械及注浆设备 工程地质钻，主要用于成孔。 两台 SYB50 型液压注浆泵。 两套注浆管(带孔眼花管和接长管)，带孔眼花管和接长管为内径 20m
7、m，壁厚 5mm 的无缝钢管，每节管长 1.5m，两端有丝扣，其中带孔眼花管长 1.2m，顶端有 25左右的圆锥体管尖。 灰浆搅拌机，高压输送胶管等配套设备。 1.4.2. 注浆材料 水泥采用江门超细水泥泥调制，水灰比 1.01.0； 凝结浆液为水玻璃(硅酸钠 NaOnSiO)，水玻璃模数为 2.53.3，要求不溶性杂质含量2%，所用溶液颜色呈透明状稍显浑浊。 1.5. 施工方法1.5.1. 用一台工程地质钻机开机钻孔，孔深12m，孔径 100mm，成孔后在孔内并排振动插入两根注浆管，间距 2cm，在其中一管中首先泵入水泥浆液，此时在另一根管中泵入水玻璃溶液，由于水玻璃的凝结固化作用，2 分钟
8、后浆液逐渐变稠，为增强封闭效果同时填补可能存在的裂隙，5 分钟后继续原地注浆，观察压力表稳压后停止送入水玻璃溶液，而边往上拔管、边注入水泥浆液，用以填补钻孔形成的孔洞。1.5.2. 现场注浆机械采用 KYB-S 液压双夜型注浆泵。施工时，采用自下而上进行注浆，先由外排注浆孔注浆施工，然后向内进行。施工过程中，基坑侧壁最外排注浆孔应限制注浆量，以免大量水泥浆流失造成浪费。注浆时采用间隔跳打法，以防止窜浆和漫浆。1.5.3. 注浆开始时，由于花管内可能存在一些杂物，因此起始注压力较大，但最终的压力都控制在 2MPa 之内。注浆方法采用自下而上式，每拔 0.3-0.4 米左右(宜取 0.3 米)时，
9、即进行注浆一次。边拔边注，直至注浆管拔至设计标高为止。注浆速度一般控制在 7-10L/min，最大速度不超过20L/min。注浆完后，应及时清洗钻杆、注浆管道、注浆泵等设备机具。1.5.4. 为了保证止水的效果，一次注浆终凝(10h)后，进行了二次注浆。二次注浆沉管的位置基本保证在一次注浆两排孔中间。孔数应该与一次注浆孔数相同或少一个，注浆孔应该与一次注浆孔错位布置。同时必须间隔跳注浆，防止窜浆。在施工中有不少孔未能沉管，只能采用绕打沉管或者在旁边补管。二次注浆的压强基本在 0.2 -0.3M Pa，注浆量为一次注浆量的 50%左右。1.6. 注浆材料及配比参数： 水灰比 W/C=1 : 1（
10、水泥采用超细水泥） ； 硅酸钠掺量占浆液总体积的 1015%；1.7. 施工要点：1.7.1. 成孔应根据现场实际情况选用有效的成孔办法，垂直度偏差不宜大于1%；1.7.2. 各类设备应就近安装固定管线，不宜过长，以防压力和流量消耗；1.7.3. 成孔插入注浆管后应封堵孔口及附近的地面裂缝以防冒浆；1.7.4. 浆体应经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始压注，并应在注浆过程中不停缓慢搅拌，搅拌时间应小于浆液的初凝时间。浆液在泵送前应经筛网过滤；1.7.5. 注浆过程中应尽可能控制流量和压力，防止浆液流失。1.7.6. 为防止邻孔串浆，注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行，并宜采用先外围后内部的注浆施工
11、方法，以防浆液流失。2. 全场降水方案本工程地质拟建厂址位于鹤岗市东兴村东侧。拟建场地总长约230m，宽约 150m，占地总面积约 32661m2（按建筑红线计算） 。拟建工程场地主要由：粗格栅及进水泵房、细格栅及旋流沉砂池、平流沉淀池、改进型 SBR 生物池、接触池、排放泵房、鼓风机房及变电所、加氯加药间等组成。本降水方案是按照全场性降水考虑，除粗格栅水池外，其它建筑物和构筑物开挖深度最深在 3.5 米，降水深度控制在地下 6 米左右。考虑到粗格栅水池基坑开挖较深（目前暂无详细设计图） ，深度大约在 9 米以下，因此该水池设独立的降水止水系统，除在水池周边作止水帷幕外，同时还需在帷幕范围内设
12、两个降水井，其中一个为降压井，另一个为疏干井。2.1. 降水计算2.1.1. 水文地质资料土层 土层名称 埋深 厚度 容重(kN/m3) 内摩擦角 () 粘聚力 (kPa) 渗透系 平均粒径编号 (m) (m) 数(m/d) (mm) 素填土 0 1 17.2 10 10 0.1 20 粘性土 2 2 18.4 15 15 0.08 3.2 砂土 2 6 18.1 8 0 1.5 4402.1.2. 计算依据及参考资料该计算书计算主要依据为国家行业标准建筑基坑支护技术规范(JGJ 120-99)，同时参阅了 建筑施工手册(第四版) 和姚天强等编写的基坑降水手册 。2.1.3. 计算过程2.1.
13、4. 基坑总涌水量计算：基坑降水示意图 当基坑采用放坡开挖且基坑边界远离地面水源时：Q=1.366k(2H-S)S/log(1+R/r0)k 为渗透系数，取土层参数表中各层的平均值 k=0.89；H 为含水层厚度(m) ；S 为基坑水位降深 (m),S=D-dw+sw=522=5mr0 为基坑等效半径(m) ；r0 = (A/)1/2=(32661/3.14)1/2=101.96mR 为基坑外降水影响距离(m)；R = 2S(kH)1/2=25(0.896)1/2=23.16m通过以上计算得基坑总涌水量 Q=1.3660.89(26-5)5/log(1+23.16/101.96)=480.89
14、m3。2.1.5. 水泵选择： 排水所用水泵总功率按下式计算：N = K1QH1/7512K1 为安全系数，取 2；Q 为基坑涌水量，Q=480.89m3；H1 为包括扬水、吸水及各种阻力造成的水头损失在内的总高度 (m)，H1=4m；1 为水泵系数，取 0.45；2 为动力机械系数，取 0.8。选用水泵的总功率 N=2480.894/(750.450.8)=142.49kW。2.2. 场地降水井布置数量计算2.2.1. 本项目计划采用扬程为 40 米功率为 4KW 水泵进行抽水，其中场内 5 个深井采用 10KM 水泵。根据涌水量和选用水泵总功率要求，计算本项目水泵总用量：142.49KW-
15、50KW=92.49KW92.49KW4KW=23.12KW2.2.2. 通过计算可知，场内水位降到 6 米位置为稳定水位时，需布置 5 个10KW 深水泵和 23 个 4KW 的潜水泵，考虑到建筑物和构筑物分布的实际情况，结合现场降水达到稳定水位后地下水补充受水压力影响，水泵布置将重新进行优化：全场拟采用 5 个 10KW 深水泵作为降压和抽水，同时设置疏干井 17 个，另设观测井 2 个，详细布置图见附件一降水井及止水帷幕平面布置图 。2.3. 施工注意事项 排水沟和集水井需布置在建筑基础边净距0.4m 以外，排水沟边缘离开边坡坡脚不应小于0.3m；除场地降水井位，在基坑开挖后还应按照基坑
16、支护要求，在单体施工方案中考虑四角或每隔10m 15m 应设一个集水井。 排水沟底面应比挖土面低0.30.4m，集水井底面应比沟底面低 0.5m以上。 因井点降水受抽水半径的影响，布井时尽可能在建筑物和构筑物周边布设。 在全场内设置排水沟，地下水抽出后由排水沟集中排出，同时在排水沟终端设置三级沉淀池，水经过沉淀后方可排出。 所有降水井必须24小时不间断抽水，为防止停电过程中地下水位升高形成流沙造成基坑坍塌，场内需配备足够功率的发电机应急。 施工现场无建筑物和构筑物，仅在场地南北方向有大量耕田，抽水过程中注意观察其降水情况，必要时需设置灌水井，以防场地抽水导致耕田水位下降和干枯。 要经常巡视各个井的抽水情况，如有井孔堵塞要及时疏通，切勿在施工过程中水位上涨造成不应用的安全事故。 为满足设计抗浮和施工要求，场内降水井除24小时不间断抽水外，还必须在工程未完成填土前不得停止抽水，以防水位上涨造成工程事故。附件：附件一降水井及止水帷幕平面布置图
