探析城市污水处理厂深基坑土方工程与深基坑支护技术

黄明锋

【摘要】城市污水处理厂是城市环保工程的重要组成部分，直接关系到城市污水处理效果。在城市污水处理厂建设过程中，深基坑工程是基础结构，其直接对主体结构起着重要的支撑作用。由于深基坑工程属于地下空间，复杂的地质、水文等因素加大了深基坑施工的技术难度，并使得深基坑开挖面临着坍塌等威胁，因此，必须在深基坑施工过程中结合其具体的水文地质特征，构建深基坑支护体系，保障土方开挖的安全性。

【关键词】城市污水处理厂;深基坑;土方开挖;支护技术

当前，污水处理已经从成为我国治理污染的一项主要工作，因此，城市污水处理厂的建设也得了一定的重视。由于我国对城市污水处理的需求不断增长，建设污水处理厂已经成为一项长期的任务，污水处理厂建设工程已经成为大多数城市的最为重要的市政基础项目之一。在城市污水处理厂建设过程中，深基坑工程占据重要部分，为保证深基坑的安全性和稳定性，需根据工程的实际情况，结合现场施工条件，制定合理可行的深基坑开挖及支护施工技术。

1、深基坑工程的特点

1.1综合性

深基坑工程施工面临着相对复杂与多变的自然环境，由于其属于地下工程项目，岩土的物理力学特征等存在一定的差异性与复杂性，如果在施工过程中，有关施工人员没有充分考虑工程区域内的岩土性质，极易出现基坑的渗漏、变形问题，对工程施工质量的控制极为不利。因此，相关施工人员、技术人员要结合深基坑工程的综合性特征，考虑多方面的施工因素，尽量减少深基坑工程中各种工程质量、安全问题等的出现。

1.2高风险

深基坑工程中，其施工过程中存在着各种安全风险，这些风险主要体现在岩土工程施工过程中。再加上基坑支护属于临时性支护结构，当基坑工程施工结束以后，要立即拆除这些临时性结构，这就使得后期基坑工程施工也存在着一些风险。岩土工程施工需充分考虑施工区域内的岩石、土壤性质，制订相应的施工方案，注重施工技术的应用，以减少施工过程中各种岩土工程安全事故。

2、工程概述

以某城市污水处理厂深基坑工程为例，其工程地基，由上到下一共有8层，根据国家相应的施工规范与要求，进行了施工区域内的地质地形勘察、水文土质测量。根据相应的测量结果，该工程区域内的地表水丰富，主要为砂卵石土质。现围绕该工程实际情况，对其深基坑的开挖和支护施工技术作如下深入分析。

3、深基坑土方工程与深基坑支护技术施工

3.1施工准备

3.1.1技术准备

（1）对图纸进行认真的熟悉与了解，加强图纸会审。

（2）对全体施工人员开展技术交底，使其领会施工设计与施工方案详细内容。

（3）切实做好施工测放与定位，在基坑边坡的顶部设置沉降和位移的实时观测点。

（4）对场地范围内的地下障碍物进行调查，并根据调查结果做好相应的定位标志。

3.1.2现场准备

（1）在深基坑开挖施工前办理特批批文，包括土方开挖、地下水降水、边坡支护等。

（2）取得场地周围居民的理解，做好防扰民相关工作。

（3）确定渣土消纳场地，与工地相距3km的距离，同时规划土方的运输路线。

3.2施工技术

3.2.1土方开挖

（1）根据施工现场实际情况，采用挖掘机和自卸汽车相配合的方式实施深基坑土方开挖，对于第一层土方，按照从西北到东南的方向进行开挖，形成一个标高为-1.5m的平台，然后打设锚杆，同时喷射一层混凝土。

（2）对于第二层土方，从西北开挖至东南，形成平稳平整的作业平台，之后设置土钉和挂设稳定钢筋网，完成以上操作后用混凝土实施喷射。

（3）土方开挖时，不能和支护体系产生直接碰撞，基底保留约300mm由施工人员清底，以免超挖。

（4）将基坑开挖至要求的深度以后，及时浇筑一层混凝土垫层，并将其振捣密实。在承台部位，要用人工来开挖施工。

（5）开挖产生的土应及时运走，现场的堆载应控制在10kPa以内，尤其是基坑周围不可超载堆荷。

3.2.2混凝土喷射

将作业面修平以后，与放坡的位置进行混凝土喷射，与喷锚的位置要先进行钢筋网的铺设再对混凝土实施喷射。喷射时，混凝土配合比按水泥：砂：石=1：2：2严格控制，其中，细骨料以中粗砂为宜，而粗骨料以碎（卵）石为宜，强度不低于C20，水灰比选择为0.4。喷射方法为干喷，将空压机的风量设定为9m3/min，防止堵管，喷头部位压力不能小于0.15MPa。为加快凝结速度，可添加一定量的速凝剂。结束了喷射，同时终凝的时间超过2h后，进行洒水养护，确保混凝土表面一直处在湿润的状态，养护持续时间必须达到5-7d。在混凝土的强度符合要求后，开始对下一层实施开挖与支护。

3.2.3喷锚支护施工

按照分层分段的原则对钢筋网进行铺设，钢筋网需要和边壁之间牢固的固定，位于边壁处的钢筋网，需要延伸到地面，长度按0.5m控制。在搭接钢筋网时应采用绑扎的方法，上段和下段钢筋网之间的搭接长度需达到300mm以上，同时在水平方向上应搭接20倍钢筋直径。

3.2.4长螺旋灌注桩支护

长螺旋灌注桩是利用长螺旋钻杆成孔，成孔后通过设在内管钻头上的混凝土输送孔在提钻杆的同时，泵入超流态混凝土，输送到设计桩顶标高后，移开钻机，将钢筋笼置入桩体内，形成钢筋混凝土灌注桩。在输送混凝土到樁顶时，为了保证桩顶混凝土强度，灌入的混凝土要超出桩顶标高50cm。该成桩流程为：场地整平→桩位测量放线→桩机就位→钻孔至设计深度→边泵送混凝土边提钻→置入钢筋笼→成桩→钻机移位。

3.2.5土钉墙施工

（1）施工工序

按照从西到东的方向开挖深度为1.5m的基槽，然后设置第一排土钉，再按照从西到东的顺序继续开挖，设置第二排土钉，之后即可进行大面积的开挖施工。

（2）施工流程

开挖应分层分段进行，并保证均衡，具体的施工流程为：

①将首层土方挖好后，由西至北对基槽进行开挖，槽宽6.5m，开挖时安排施工人员随时修坡，并进行混凝土的喷射，之后打设锚管和混凝土喷射。对于次层土方，一样由西至北对基槽进行开挖，槽宽6.5m，将锚喷落实好后，大面积挖方，以此确保自卸车可以行驶到挖掘机的旁边进行装载和运输。

②在分段开挖施工过程中，需采用跳槽开挖的方法。对下一层土方进行开挖前，应确认上层混凝土强度是否达到要求;当采用挖土机进行开挖时，需安排专人在旁边检查和监督。

③将基坑挖至要求的深度后，浇筑垫层，并将其振捣密实，对于承台部位，要用人孔来开挖，开挖时产生的所有土方都要使用塔吊运输走。

④完成土方开挖施工后，立即开始排水与清污，使基层保持平整，满足设计要求。对于电梯井等面积较大的承台，其土方需分层与分次开挖，开挖的坡度可适当的放陡，布置好砂袋后利用钢管桩予以锚固，对于砖胎膜之后的空隙，可使用砂浆其填实。及时对砖胎膜实施砌筑，当深度小于500mm时，砌筑采用120墙实施;当深度处于500～1200mm时，砌筑采用180墙实施;当深度处于1200～2019mm时，砌筑采用240墙实施;对于深度超过2019mm的砖胎膜，因土体侧压相对较大，所以应利用370墙，另外，为了防止产生垮塌和变形，需按照2m的间隔距离布置附壁砖柱。

（3）锚管支护

锚管使用直径为48mm的钢管，其壁厚为3mm，将端部设置成圆锥形。在锚管的管壁应按照30cm的间隔距离开出8～10mm的孔眼。将锚管加工好后，利用冲击锤将其打设到土层当中，钻孔的深度应满足设计要求，允许偏差为50mm，钻孔之间的距离的允许偏差为100mm，倾角的允许偏差为5°。

（4）注浆

在锚管注浆之前，先用清水对管体进行清洗，到管中流出的水达到清澈。注浆的方法为底压注浆，浆材为水泥净浆。为加快凝固的速度，可掺加一定量的早强剂，将注浆压力控制在0.35～0.50MPa范围内。

（5）开挖轴线和标高的控制

对边坡进行开挖前，检查并符合轴线和实际标高。将开挖区域中各水准点与轴线桩均引出至作业段以外，设在和建筑物相距较远的位置，并加以有效的保护。基坑实际挖深要采用标识设置方法进行控制，并在基坑旁边结束支护的坡面进行控制线的设置。

3.2.6排水施工

（1）基坑开挖过程中，应加强截水與排水，进行截水沟的开挖施工，于基底与各边均按20m进行集水井的布置，并设置污水泵进行抽水。

（2）因基坑开挖进入淤泥层，所以必须加强基坑降水，确保水位降低至承台以下0.5m的位置。管井实际深度不可过大，并在喷锚时保证支护结构位于地下水位以上。在局部承台深度相对较大的位置，可通过轻型井点的设置来降水。

（3）为使施工在雨期仍能顺利进行，在雨期施工中应做好防水、排水和挡水。进入雨期之前，准备好所需的所有材料与设施;做好场地路面硬化，在基坑的周围开挖排水沟;现场的机械设备存放处应搭设防雨棚;在施工开始前，准备一定数量的潜水泵，在降雨后立即进行抽水，以免积水长时间浸泡基坑底部。

结语：

综上所述，城市污水处理厂关系到城市污水处理能力以及环保工程建设效果。在实际的污水处理厂工程项目的建设过程中，深基坑工程属于尤为复杂且至关重要的施工环节之一，其施工质量的好坏会直接影响整个污水处理厂工程的建设质量，因此相关部门需要充分意识到深基坑工程施工重要性，需要结合项目的实际施工情况，科学合理地选择相适应的深基坑土方开挖及支护技术，确保施工过程中的安全以及质量管理工作，从而保证工程质量，提升污水处理厂处理能力。

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