深基坑開挖施工方案-污水處理站水池1工程概況本污水處理站位于城市建成區(qū)邊緣，占地約8200m2，設(shè)計(jì)規(guī)模4.0×10?m3/d，主體結(jié)構(gòu)為半地下式矩形水池，平面尺寸78m×46m，池頂標(biāo)高－1.50m，池底標(biāo)高－11.80m，局部集泥井深至－13.40m。場(chǎng)地地貌屬長(zhǎng)江Ⅰ級(jí)階地，表層1.5m為雜填土，其下3.0m淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土（γ=17.8kN/m3，c=12kPa，φ=6.5°），再下6.0m粉細(xì)砂（γ=19.2kN/m3，c=0，φ=30°），下部為中粗砂混礫石層（γ=20.5kN/m3，φ=34°）。地下水位埋深1.2m，年變幅1.0m，滲透系數(shù)3.5m/d，屬?gòu)?qiáng)透水層。場(chǎng)地東側(cè)6m為既有DN1200污水干管，西側(cè)4m為10kV電纜隧道，南側(cè)8m為居民樓（筏板基礎(chǔ)，埋深2.2m），北側(cè)為施工臨建區(qū)。2深基坑分級(jí)與風(fēng)險(xiǎn)判定依據(jù)《建筑基坑工程安全技術(shù)規(guī)范》GB50497-2019，開挖深度11.8m，鄰近重要管線及建筑，判定為一級(jí)基坑，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)Ⅰ級(jí)。破壞模式以砂層滲透破壞、支護(hù)結(jié)構(gòu)踢腳失穩(wěn)及周圍建筑差異沉降為主。3設(shè)計(jì)原則（1）分區(qū)、分段、分層、對(duì)稱、限時(shí)；（2）先支護(hù)后開挖，先支撐后掏槽；（3）地下水控制優(yōu)先，按需降水與隔水并重；（4）信息化施工，動(dòng)態(tài)調(diào)整；（5）綠色施工，噪聲≤55dB，揚(yáng)塵≤0.3mg/m3。4支護(hù)體系4.1選型對(duì)比經(jīng)比選鉆孔灌注樁+三道鋼筋混凝土內(nèi)支撐、地下連續(xù)墻+兩道支撐、SMW工法樁+錨索三種方案，綜合考慮造價(jià)、工期、場(chǎng)地限制及砂層滲透，采用“φ1000@1200鉆孔灌注樁（C30，主筋16φ25）+三軸φ850@600水泥土攪拌樁止水帷幕+三道800mm×1000mm鋼筋混凝土內(nèi)支撐”體系。4.2結(jié)構(gòu)計(jì)算采用Plaxis3D建立模型，土體采用HSS本構(gòu)，支護(hù)樁彈性模量30GPa，支撐彈性模量32.5GPa。計(jì)算結(jié)果：最大水平位移16.8mm，坑底隆起9.2mm，周邊地面最大沉降12.4mm，均小于規(guī)范限值。支撐軸力最大2850kN，配筋12φ28+φ12@100箍筋，滿足裂縫≤0.2mm。4.3止水帷幕三軸攪拌樁水泥摻量22%，水灰比1.5，28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥1.2MPa，滲透系數(shù)≤1×10??cm/s。帷幕進(jìn)入不透水層≥1.5m，搭接200mm，頂部設(shè)300mm厚C20冠梁封閉。5地下水控制5.1降水設(shè)計(jì)采用坑內(nèi)管井+坑外減壓井組合?？觾?nèi)布置18口φ600管井，濾水管長(zhǎng)8m，井深20m，單井涌水量25m3/h，降至坑底以下1.0m；坑外東側(cè)4口減壓井，井深25m，削減砂層水頭3m，防止?jié)B透破壞。降水運(yùn)行分三階段：支護(hù)樁施工前預(yù)降水10d，開挖期間持續(xù)降水，底板澆筑完成后逐步封井。5.2隔水措施在止水帷幕缺陷部位采用φ800高壓旋噴樁補(bǔ)強(qiáng)，旋噴壓力≥25MPa，提升速度15cm/min，形成1.2m直徑樁體，28d強(qiáng)度≥3MPa。6土方開挖方案6.1分層分區(qū)豎向分5層：第一層1.5m（表層卸荷），第二層3.0m，第三層3.0m，第四層2.5m，第五層2.3m（至坑底）。平面分A、B、C三區(qū)，A區(qū)先挖，留20m寬土堤作支撐運(yùn)輸通道；B區(qū)待A區(qū)支撐完成后再挖；C區(qū)最后掏槽。每層再分3小段，每段長(zhǎng)度≤15m，限時(shí)24h完成并支撐。6.2挖土機(jī)械采用2臺(tái)0.8m3短臂挖機(jī)（坑內(nèi)）+1臺(tái)1.2m3長(zhǎng)臂挖機(jī)（坑口）+1臺(tái)25t吊車吊土，配合小型液壓抓斗清底?？觾?nèi)挖機(jī)設(shè)橡膠履帶，墊30mm厚鋼板，防止對(duì)坑底擾動(dòng)。6.3掏槽與支撐安裝第二層開挖后立即安裝第一道支撐，中心標(biāo)高－3.20m，間距6m；第三層后安裝第二道，標(biāo)高－6.50m；第四層后安裝第三道，標(biāo)高－9.30m。支撐與圍檁采用預(yù)埋鋼板焊接，焊縫等級(jí)二級(jí)，100%超聲波探傷。6.4坑底加固在－11.30m處采用φ600攪拌樁格構(gòu)加固，樁間距1.0m，格柵尺寸2.5m×2.5m，水泥摻量18%，28d強(qiáng)度≥0.8MPa，防止隆起及管涌。7監(jiān)測(cè)控制7.1項(xiàng)目與頻次圍護(hù)樁頂水平位移26點(diǎn)，1次/d，開挖期間增至2次/d；周邊地面沉降40點(diǎn)，1次/d；周邊建筑沉降24點(diǎn)，1次/d；支撐軸力18點(diǎn)，1次/d；地下水位12點(diǎn)，2次/d；周邊管線沉降12點(diǎn)，1次/d。7.2預(yù)警值樁頂位移20mm，變化速率3mm/d；地面沉降15mm，速率2mm/d；建筑差異沉降L/500；支撐軸力設(shè)計(jì)值80%；水位降幅0.5m/d。達(dá)到預(yù)警值立即啟動(dòng)專家會(huì)商，采取回填反壓、增設(shè)支撐、放緩開挖等措施。7.3數(shù)據(jù)采集采用全自動(dòng)全站儀+物聯(lián)網(wǎng)傳感器，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳云平臺(tái)，手機(jī)APP推送，確保5min內(nèi)響應(yīng)。8施工流程（甘特橫道圖關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)）第1–10d：場(chǎng)地平整、放線、三軸攪拌樁止水帷幕；第11–25d：鉆孔灌注樁、冠梁、降水井；第26–30d：第一層土方、第一道支撐；第31–40d：第二層土方、第二道支撐；第41–50d：第三層土方、第三道支撐；第51–60d：第四層土方、坑底加固；第61–65d：第五層土方、清底、墊層；第66–70d：底板防水、鋼筋綁扎、混凝土澆筑；第71–85d：池壁施工、支撐拆除（換撐）、回填。9關(guān)鍵工序作業(yè)指導(dǎo)9.1鉆孔灌注樁采用旋挖鉆機(jī)，泥漿比重1.08–1.12，含砂率＜4%，沉渣厚度＜50mm。鋼筋籠分2節(jié)，孔口對(duì)接單面焊10d，焊縫長(zhǎng)度≥10d。水下混凝土坍落度180–220mm，導(dǎo)管埋深≥2m，連續(xù)灌注，超灌0.8m。9.2三軸攪拌樁采用φ850三軸機(jī)，下沉速度0.8m/min，提升速度0.6m/min，噴漿壓力0.8MPa，水泥漿比重1.45。施工前做2根工藝試樁，檢測(cè)攪拌均勻性；施工中采用漿量/深度雙控，確保22%摻量。9.3鋼筋混凝土支撐模板采用15mm厚覆膜多層板，背楞50×100mm方木@200mm，支撐體系φ48×3.0鋼管滿堂架，步距1.2m?；炷罜35，一次澆筑，表面覆蓋土工布+塑料薄膜養(yǎng)護(hù)7d，拆模強(qiáng)度≥25MPa。9.4坑底清淤機(jī)械挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上20cm后，采用小型液壓抓斗配合人工清底，邊長(zhǎng)2m方格網(wǎng)控制標(biāo)高，允許偏差＋0mm、－20mm。及時(shí)鋪設(shè)100mm厚C15墊層，2h內(nèi)完成，防止擾動(dòng)。10質(zhì)量通病防治10.1樁身縮徑控制鉆進(jìn)速度，每回次不超過0.5m，泥漿比重不低于1.08，出現(xiàn)縮徑采用復(fù)鉆+高壓注漿處理。10.2支撐裂縫優(yōu)化配合比，摻8%膨脹劑+0.9kg/m3聚丙烯纖維，拆模后立即刷養(yǎng)護(hù)劑，裂縫寬度＞0.15mm采用環(huán)氧樹脂注漿。10.3止水帷幕滲漏開挖前采用高壓注漿袖閥管補(bǔ)強(qiáng)，注漿壓力1.5MPa，水灰比1:1，注漿量≥0.2m3/m，注漿后做抽水試驗(yàn)，滲透系數(shù)≤1×10??cm/s。11安全文明措施11.1臨邊防護(hù)基坑四周設(shè)1.2m高定型防護(hù)欄，底部180mm擋水臺(tái)，夜間設(shè)LED警示燈，間距3m。11.2人員上下搭設(shè)之字形安全通道，寬度1.2m，設(shè)防滑條及防護(hù)棚，最大坡度1:3，每6m設(shè)休息平臺(tái)。11.3機(jī)械管理挖機(jī)旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)禁止站人，設(shè)專人指揮；吊車支腿全部展開，墊200mm厚鋼板，作業(yè)區(qū)設(shè)警戒線。11.4防塵降噪土方外運(yùn)車輛全封閉，出口設(shè)全自動(dòng)洗車池+高壓水槍，PM10在線監(jiān)測(cè)＞0.3mg/m3時(shí)啟動(dòng)噴淋系統(tǒng)；高噪聲設(shè)備設(shè)隔音棚，夜間禁止高噪作業(yè)。12應(yīng)急預(yù)案12.1滲透破壞儲(chǔ)備500袋黏土+200袋水泥+100根φ200濾水管，發(fā)現(xiàn)管涌立即回填反壓，坑外雙液注漿（水玻璃+水泥漿），初凝時(shí)間30s。12.2支撐失穩(wěn)現(xiàn)場(chǎng)常備20根609×16鋼管支撐及50t千斤頂，監(jiān)測(cè)軸力突增20%時(shí)立即加撐，必要時(shí)回填反壓。12.3周邊建筑沉降超標(biāo)采用雙液注漿抬升，注漿壓力0.3MPa，注漿量0.5m3/孔，孔距1.5m，梅花形布置，抬升速率≤0.5mm/h。12.4觸電與坍塌設(shè)30kW應(yīng)急發(fā)電機(jī)1臺(tái)，應(yīng)急照明20套；現(xiàn)場(chǎng)配6套擔(dān)架、2臺(tái)AED、1輛120急救車駐場(chǎng)；每季度組織一次應(yīng)急演練，確保5min內(nèi)封閉現(xiàn)場(chǎng)、10min內(nèi)完成救援。13綠色施工與節(jié)能13.1降水回用設(shè)置200m3集水池，降水經(jīng)沉淀+過濾后用于車輛沖洗、噴淋降塵、混凝土養(yǎng)護(hù)，回用率≥70%。13.2土方平衡利用BIM模型精確計(jì)算，場(chǎng)內(nèi)平衡土方約3.2萬m3，減少外運(yùn)1.8萬m3，節(jié)省柴油約1.4t，減排CO?約4.3t。13.3太陽能照明辦公區(qū)及道路設(shè)30套60W太陽能LED燈，年節(jié)電2800kWh。14成本控制要點(diǎn)14.1支護(hù)樁優(yōu)化通過調(diào)整樁距由1.1m至1.2m，減少樁數(shù)12根，節(jié)約28萬元；采用C30替代C35，節(jié)約水泥46t，降低造價(jià)3.8萬元。14.2支撐早拆底板與池壁施工完成后，采用“換撐”技術(shù)，提前15d拆除最下層支撐，釋放模板及鋼管周轉(zhuǎn)，節(jié)省租賃費(fèi)19萬元。14.3降水運(yùn)行采用變頻控制，單井平均功耗由7.5kW降至4.2kW，降水周期60d，節(jié)電1.9萬kWh，節(jié)省電費(fèi)1.7萬元。15信息化管理15.1BIM應(yīng)用建立Revit模型，集成支護(hù)、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、工藝管線，進(jìn)行碰撞檢查，提前發(fā)現(xiàn)37處沖突，減少返工92工日。15.2無人機(jī)巡檢每周2次航拍，生成正射影像及三維模型，對(duì)比設(shè)計(jì)模型，直觀掌握進(jìn)度與變形。15.3二維碼技術(shù)鋼筋、混凝土試塊、支撐構(gòu)件全部貼二維碼，掃碼查看檢測(cè)報(bào)告、進(jìn)場(chǎng)時(shí)間、責(zé)任人，實(shí)現(xiàn)可追溯。16勞動(dòng)力與機(jī)械配置16.1勞動(dòng)力三軸攪拌樁12人/班×2班；鉆孔樁20人/班×2班；土方30人/班×2班；支撐鋼筋模板40人；混凝土15人；監(jiān)測(cè)6人；電工機(jī)修4人；合計(jì)高峰189人。16.2機(jī)械三軸攪拌樁機(jī)1臺(tái)；旋挖鉆機(jī)2臺(tái)；0.8m3短臂挖機(jī)2臺(tái)；1.2m3長(zhǎng)臂挖機(jī)1臺(tái)；25t吊車2臺(tái)；裝載機(jī)2臺(tái)；自卸車8臺(tái)；注漿機(jī)3臺(tái)；發(fā)電機(jī)1臺(tái)；變頻降水泵18套。17質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)17.1支護(hù)樁樁位偏差＜10mm，垂直度＜1/200，混凝土強(qiáng)度≥C30，鋼筋保護(hù)層50±10mm，低應(yīng)變檢測(cè)Ⅰ類樁≥95%，Ⅱ類樁≤5%，無Ⅲ、Ⅳ類樁。17.2止水帷幕搭接厚度≥200mm，鉆芯取樣1%且不少于3根，28d強(qiáng)度≥1.2MPa，滲透系數(shù)≤1×10??cm/s。17.3支撐混凝土強(qiáng)度≥C35，截面尺寸±5mm，軸線偏差＜10mm，表面無蜂窩、孔洞；軸力檢測(cè)10%且≥3根，實(shí)測(cè)值≤設(shè)計(jì)值1.1倍。17.4坑底標(biāo)高允許偏差＋0mm、－20mm，平整度≤10mm/2m，地基承載力特征值≥180kPa，輕型動(dòng)力觸探擊數(shù)≥8擊。18進(jìn)度計(jì)劃保障18.1關(guān)鍵線路止水帷幕→支護(hù)樁→降水→第一層土方→第一道支撐→第二層土方→第二道支撐→第三層土方→第三道支撐→坑底加固→底板→池壁→回填。18.2趕工措施增加1臺(tái)三軸機(jī)平行作業(yè)，支護(hù)樁夜間施工；采用早強(qiáng)型減水劑，混凝土3d強(qiáng)度達(dá)到80%設(shè)計(jì)值，縮短支撐養(yǎng)護(hù)時(shí)間2d；底板大體積混凝土摻30%粉煤灰+60d后期強(qiáng)度，減少溫控養(yǎng)護(hù)時(shí)間3d。19雨季施工19.1排水基坑頂設(shè)300mm×300mm截水溝，坡度1%，集中排至三級(jí)沉淀池；坑底四周設(shè)400mm×400mm盲溝，匯入集水井，每30m一口，配備7.5kW潛水泵。19.2覆蓋砂袋+彩條布覆蓋坡頂2m范圍，防止雨水滲入裂縫；支撐模板涂刷防雨脫模劑，雨天禁止混凝土露天