污水厂粗格栅池基坑施工方案.docx
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污水厂粗格栅池基坑施工方案
A3.1
施工组织设计/方案报审表
工程名称:
徐州经济技术开发区不老河污水处理站一期工程A3.1 -
致:
上海宏波工程咨询管理有限公司 (监理单位)
兹报验:
□ 1单位工程施工组织设计
2 粗格栅及提升泵池深基坑开挖 分部(子分部)/分项工程施工方案
□3 特殊工程专项施工方案
□ 4施工用大型机械设备
□5
本次申报内容系第1次申报,申报内容项目经理部/公司技术负责人已批准。
附件:
□1施工组织设计。
□2施工方案。
承包单位项目经理部(章):
项目经理:
日期:
项目监理机构签收人姓名及时间
承包单位签收人姓名及时间
专业监理工程师审查意见:
专业监理工程师:
日期:
总监理工程师审核意见:
项目监理机构(章):
总监理工程师:
日期:
注:
承包单位项目经理部应提前7日提出本报审表。
江苏省建设厅监制
徐州经济技术开发区不老河污水处理站一期工程
粗格栅池基坑专项施工方案
编制单位:
姜堰市市政建设工程有限公司
编制人:
审核人:
审批人:
编制日期:
2013年9月26日
第一章编制说明和依据
1.1编制说明
本专项施工方案针对粗格栅池深基坑进行编制,结合本工程的地质勘察报告及相关施工规范,选择合理施工方法,完成基坑结构支护和土方、石方开挖,确保施工安全的前提下编制本方案。
1.2编制依据
2.1施工图纸和现场条件、地质勘探报告
2.2本工程发包条件档和施工合同
2.3公司质量体系保证手册
2.4公司质量体系程序档
2.5土方与爆破工程施工及验收规范(GBJ201-83)
2.6《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97
2.7《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
2.8地基与基础工程施工及验收规范(GBJ202-83)
2.9《中华人民共和国环境保护法》(1989.12)
3.0《中华人民共和国安全生产法》(2002.11)
3.1《安全生产许可证条例》(2004.01)
3.2《特种作业人员安全技术考核管理规则》(GB5306-85)
3.3徐州市相关规定
第二章工程概况
本工程为徐州市经济技术开发区不老河污水处理站一期工程,工程厂址座落于大黄山路南侧,荆山西路西侧,设计规模为日处理城市污水量2000t,部分构筑物为远期预留土建。
2.1工程概况
2.1.1工程名称:
徐州市经济技术开发区不老河污水处理站一期工程。
2.1.2工程地址:
本工程位于大黄山路南侧。
2.1.3建设单位:
徐州市经济技术开发区国有资产经营投资责任有限公司。
2.1.4建设规模:
日处理2000t城市污水。
2.1.5承包范围:
本工程承包范围包括粗格栅及提升泵房(1个)、细格栅及沉砂池(1个)、生物转盘(1个)、调节沉淀池(1个)、综合房(1个)、脱水机房(1个)、储泥池(1个)、混合液回流池(1个)、出水监测房(1个)、流量计井(一个)、阀门井F1(一个)的土建工程施工。
2.1.6质量标准:
合格。
2.1.7场地及地基情况
绝对标高为34.3m。
设计抗振烈度为8度,场地内地下水,地下水位埋深约4m左右。
2.1.8建筑概况:
本工程按使用功能及紧密的连接关系分为5个群体工程:
、粗格栅及提升泵房(1个)、细格栅及沉砂池(1个)、生物转盘(1个)、调节沉淀池(1个)、紫外消毒渠(1个)的土建工程施工。
本方案主要针对进水泵房的沉井施工进行编制,故以下内容不涉及其他池类等内容。
2.1.9建筑设计:
建筑±0.00相当于绝对高程34.3米。
2.1.10粗格栅池和提升泵房:
建筑面积45.23㎡(指地上),地下为粗格栅池,深度为±0.00以下9米;地上为提升泵房,层数一层(指地上),框架结构,建筑高度5.2米(指地上)。
基坑底标高为-9米,±0.00上0.3米,总深度为9.3米
2.2区域地层地质构造
根据区域地质资料,建筑场地位于徐州复背斜的东侧、贾汪大黄山复向斜的西侧,下伏岩石主要以奥陶系贾汪组(O1j)灰岩为主,局部为页岩,走向北东,倾向北西,倾角40°左右。
场地北侧发育一条北西西向的逆断层(F63),南侧发育一条北西西向的逆断层(F29),该两处断层规模较小,为非全新活动性断裂,对本工程的影响较小。
图2区域地质图
2.2.1场地岩土层结构
本场区勘察深度范围内,岩土层自上而下分为如下7层:
岩土工程地质分层描述列表表4
序号
岩土层名称
层顶埋深
(范围值)
层顶标高
(范围值)
层厚
(范围值)
岩土层分层描述
平均值(m)
平均值(m)
平均值(m)
①
表土
34.20-34.43
0.30-0.80
灰褐色,以粉土为主,含植物根茎及有机质,松散。
场区普遍分布。
34.30
0.34
②
粉土
0.30-0.80
33.50-34.12
0.80-1.60
黄色,稍密,干-稍湿,干强度低,韧性低,无光泽反应,摇振反应迅速。
场区普遍分布。
0.34
33.96
1.23
③
粉质粘土
1.30-1.90
32.39-32.93
0.50-1.70
黄色,可塑为主,局部软塑,稍有光泽,无摇振反应,干强度中等,韧性中等。
场区普遍分布。
1.58
32.72
1.24
④
粉土
2.00-3.10
31.20-32.39
0.50-1.70
黄色,稍密,局部稍-中密,湿,干强度低,韧性低,无光泽反应,摇振反应迅速。
场区普遍分布。
2.82
31.49
0.94
⑤
粉质粘土
2.80-4.10
30.13-31.40
0.50-1.50
灰色、灰黄色,可塑为主,局部软塑,稍有光泽,无摇振反应,干强度中等,韧性中等。
场区普遍分布。
3.76
30.55
0.82
⑥
粉质粘土
4.30-4.80
29.51-30.04
0.50-1.70
黄色,可-硬塑,含铁锰结核,下部含少量砂姜,有光泽,无摇振反应,干强度中等-高,韧性中等-高。
场区普遍分布。
4.58
29.73
1.11
⑦
石灰岩
5.20-6.40
28.00-29.22
最大揭露厚度4.5m
黄色-灰黄色-灰色,微风化,中厚层-厚层状,倾角约40度,溶蚀裂隙一般发育,充填粘土,岩石较完整,属较硬岩,岩体基本质量等级Ⅲ级。
场区普遍分布。
5.69
28.61
2.3岩土层物理力学指标的统计分析
2.3.1物理力学指标的统计分析原则
本次勘察在现场进行钻探取原状土样进行室内试验、标贯试验、静力触探原位测试,各土层指标经综合分析后进行数理统计,提供样本个数、最小值、最大值、平均值、标准差、变异系数、标准值等数据。
统计结果详见附表1:
物理力学性质指标及承载力表。
设计时可根据安全使用情况,结合统计参数酌情采用平均值、标准值或其他统计值。
2.3.2统计成果分析
各层土承载力特征值fak按《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)、土工试验成果、并结合标准贯入试验、静力触探原位测试,以及地区经验进行综合考虑确定;岩石根据单轴饱和抗压强度确定。
2.3.3各岩土层物理力学指标建议值
综合以上分析,各岩土层承载力特征值及压缩模量建议值,详见下表:
承载力统计表表5
层号
岩土层名称
按试验
成果
(kPa)
静探
估算
(kPa)
标贯
试验
(kPa)
建议值
承载力特征值fak(kPa)
压缩模量
Es(MPa)
②
粉土
155
118
130
120
6.0
③
粉质粘土
142
87
102
105
4.5
④
粉土
183
140
177
130
6.0
⑤
粉质粘土
165
106
130
115
5.0
⑥
粉质粘土
250
230
190
190
7.0
⑦
石灰岩
frk=47.40MPa
fa=7000kPa
2.3.4水文地质条件及水、土腐蚀分析与评价
本次水文地质勘察主要进行钻孔初见水位、稳定水位的量测,以及浅部土层的渗透性试验等工作。
2.4地下水观测及成果分析
通过勘察资料分析,本次勘察深度范内所揭露的地下水主要为潜水,潜水赋存于②、④层土的粉土层中。
地下水以大气降水为其主要补给来源,地下水的排泄方式主要以地面自然蒸发为主。
勘察期间所测钻孔初见水位1.85-2.15m,平均2.00m,平均标高32.32m;稳定地下水位2.20-2.45m,平均2.30m,平均标高32.01m。
勘察期间为丰水期末期,水位随季节变化,年变幅1.5~2.0m左右。
场地基岩中地下水类型主要为岩溶裂隙水,主要为大气降水下渗补给,水位随季节而变化,年变幅在5.0-15.0m之间,埋藏较深,本次勘察未揭露,对工程影响较小。
场区拟建多个构筑物基础埋深大于稳定水位埋深,现状条件下,根据场地地形、勘察期间所测钻孔稳定水位并结合区域水文地质资料综合分析,建议抗浮设计水位标高33.50m;由于场地现地面标高较周边道路标高(34.93-35.26m)低约0.70m,若场地整平后的室外标高与现有地面标高作较大调整,可以设计室外标高下0.8m作为抗浮设计水位标高。
初见、稳定水位情况表6
水位
数据
个数
水位埋深
最小值
(m)
水位埋深
最大值
(m)
水位埋深
平均值
(m)
水位标高
最小值
(m)
水位标高
最大值
(m)
水位标高
平均值
(m)
初见水位
25
1.85
2.15
2.00
32.28
32.39
32.32
稳定水位
25
2.20
2.45
2.30
31.98
32.04
32.01
2.4.1浅部含水层渗透性评价
②层、④层粉土,根据室内渗透试验,②层粉土渗透系数1.71-3.07(10-4cm/s),平均2.49(10-4cm/s),④层粉土渗透系数2.66-3.14(10-4cm/s),平均2.91(10-4cm/s),根据《工程地质手册》(第四版)有关内容进行评价,该两层粉土均为弱透水层。
2.4.2场地水、土腐蚀性分析
场地环境类型及水、土腐蚀性分析依据为国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001),根据该规范,场地环境类型为Ⅱ类。
根据场地南侧约500m的“徐州光环钢管传动轴有限公司传动轴生产项目”所取的水样、土样检验成果综合判定:
本区地下水对混凝土有微腐蚀性,在干湿交替的环境下,地下水对钢筋混凝土中钢筋有弱腐蚀性;场地土对混凝土有微腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋有微腐蚀性。
地下水腐蚀性评价表表7
评价对象
腐蚀介质
评价标准
含量测定
评价结果
混
凝
土
受环境影响
类型Ⅱ
硫酸盐含量So42-(mg/L)
微
<300
126.36~126.36
微腐蚀
镁盐含量Mg2+(mg/L)
微
<2000
24.16~41.45
微腐蚀
受渗透影
响弱透水
pH值(B类)
微
>5.0
7.42~7.47
微腐蚀
侵蚀性co2(mg/L)(B类)
微
<30
0
微腐蚀
钢筋混凝土
结构中的钢筋
水中cl-含量(mg/L)
长期浸水
微
<10000
——
——
干湿交替
弱
100~500
117.60~119.36
弱腐蚀
土腐蚀性评价表表8
评价对象
腐蚀介质
评价标准
含量测定
评价结果
混
凝
土
受环境影响类型Ⅱ
硫酸盐含量So42-(mg/kg)
微
<300×1.5
7.49~112.22
微腐蚀
镁盐含量Mg2+(mg/kg)
微
<2000×1.5
25.25~29.93
微腐蚀
受渗透影响
pH值(B类)弱透水土层
微
>5.0
8.20~8.26
微腐蚀
钢筋混凝土
结构中的钢筋
土中cl-含量
(mg/kg)
稍湿的粉土
微
<400
8.66~12.99
微腐蚀
2.5地震效应分析与评价
2.5.1设计地震分组
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010),建筑场地的抗震设防烈度为7度,设计地震基本加速度值为 0.1g,设计地震分组第二组。
2.5.2液化判别
场地②层、④层土为粉土,故需对其液化特征进行判别。
场地15m以下无粉(砂)土,液化判别深度为15m;勘察时揭露的地下水埋深2.30m,根据地区经验,液化判别水位适当提高,按1.0m进行计算。
现场在4个钻孔中对粉土层进行了标贯液化判别试验。
依据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010),根据现场标贯试验结合静力触探原位测试判定,场地②层、④层粉土为非液化土层,场地为非液化场地,本场地可划为对建筑抗震一般地段。
计算过程见附件1:
标准贯入试验液化判别及液化指数计算成果表。
2.5.3场地类别判定
根据本次勘察成果,场地覆盖层厚度在5.20-6.40m之间,平均5.69m。
估算该场地等效剪切波速为Vse=173.7m/s(详见表9),场地土为中软场地土,建筑场地类别为Ⅱ类,建筑的设计特征周期值为0.40s。
等效剪切波速估算表(以28#孔为例)表9
地层编号
地层名称
di
(m)
估计vs
(m/s)
t
(s)
①
表土
0.5
120
0.004
②
粉土
1.4
170
0.008
③
粉质粘土
1.1
140
0.008
④
粉土
1.1
200
0.006
⑤
粉质粘土
0.6
150
0.004
⑥
粉质粘土
1.7
240
0.007
⑦
石灰岩
---
>500
---
Σt
0.037
Vse=d0/t=6.40/0.037=173.7m/s(取do=8.10m)
2.6岩土工程地质条件分析与评价
2.6.1场地稳定性与适宜性评价
建筑场地位于徐州复背斜的东侧、贾汪大黄山复向斜的西侧,下伏岩石主要以奥陶系贾汪组(O1j)灰岩为主,走向北东,倾向北西,倾角40°左右。
场地北侧发育一条北西西向的逆断层(F63),南侧发育一条北西西向的逆断层(F29),该两处断层规模较小,为非全新活动性断裂,对本工程的影响较小,场地在地质上是稳定的。
奥陶系地层为本地区岩溶裂隙最为发育的地层之一,为主要的岩溶裂隙赋水层,本次勘察揭露建设场区基岩岩溶裂隙一般发育,大都被硬塑状粘性土充填,连通性差;基岩上覆土层厚度5.2–6.4m,其中粘性土厚度大于3.0m,不具备形成土洞、岩溶地面塌陷的条件,场地在地质上是稳定的。
2.6.2各岩土层工程地质条件评价
经本次勘察查明,场地下伏基岩由奥陶系灰岩组成,其上分布新近沉积土和老粘性土。
现将各岩土层分别评价如下:
土层部分:
表土:
结构松散,施工时应彻底清除。
层粉土:
稍密,工程性质一般,fak=120kPa,可以作为建筑物的基础持力层;
③层粉质粘土:
可塑为主,局部软塑,工程性质一般,fak=105kPa;
④层粉土:
稍密,局部稍-中密,工程性质一般,fak=130kPa;
⑤层粉质粘土:
可塑为主,局部软塑,工程性质一般,fak=115kPa;
⑥层粉质粘土:
可-硬塑,场区普遍分布,工程地质条件较好,承载力较高,建议承载力特征值fak=190kPa。
基岩部分:
⑦层石灰岩:
微风化,中厚层-厚层状,岩石较完整,属较硬岩,岩体基本质量等级Ⅲ级,该层石灰岩溶蚀裂隙一般发育,根据整个场区所取的6组岩石单轴饱和抗压强度试验数据综合分析,岩石单轴抗压强度标准值frk=47.40MPa,建议承载力特征值fa=7000kPa。
2.6.3地基土均匀性评价
场地土层分布较均匀,基岩面整体起伏不大,岩面坡度小于10%,可视为均匀场地。
2.7基础方案
2.7.1基础方案
粗格栅及进水泵房埋深约9m,可以⑦层石灰岩为基础持力层,做筏板基础。
由于场地地下水埋藏相对较浅,基础埋深较大粗格栅及进水泵房,建议进行抗浮验算,必要时采取抗浮措施。
因本场地基岩埋藏较浅,可考虑采用岩石锚杆。
岩石锚杆抗拔承载力可根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)6.8节公式6.8.6估算:
Rt=ξfurhr
式中:
ξ取0.8,f取0.4MPa(硬质岩),锚杆直径取150mm,ur=471mm,锚杆锚固段嵌入岩层中的长度hr取2.0m,则估算锚杆抗拔承载力特征值Rt=301kN。
2.7.2基坑开挖、支护分析与评价
粗格栅及进水泵房基础挖深约9m,场地较开阔,综合场地工程地质及周边环境等条件确定,基坑安全等级为二~三级。
与基坑开挖、降水,抗浮有关的参数见下表:
基坑开挖、降水,抗浮的有关参数表12
岩土层号
γ
kN/m
cq
kPa
φq
度
ccq
kPa
φcq
度
渗透系数
m/d
②粉土
18.5
10.0
25.2
25.0
33.5
0.21
③粉质粘土
18.3
16.9
5.8
22.0
9.9
(0.05)
④粉土
19.1
11.0
26.0
20.0
31.3
0.25
⑤粉质粘土
18.6
22.3
8.4
30.0
10.6
(0.05)
⑥粉质粘土
19.4
43.0
11.2
62.0
12.0
(0.04)
⑦石灰岩
(25.0)
(10000)
(35.0)
(40.0-60.0)
注:
1、()内指标为经验值;
2、q-直剪快剪、Cq-直剪固结快剪。
基坑开挖深度范围内土层主要为粉土和粉质粘土,土层自立性差,对基坑开挖影响较大,可采用自然放坡与喷浆挂网等简单方式相结合的方法。
开挖深度范围内含水层主要为②、④层粉土中所含的潜水,可采用轻型井点降水,并在坑内开挖集水沟等办法降水。
2.8结论及建议
2.8.1结论
(1)建筑场地貌类型为山前冲洪积平原地貌单元,上部土层以新近沉积粉土、一般粘性土和老粘土为主,下伏基岩埋藏较浅(埋深5.2-6.4m),岩性为奥陶系石灰岩。
(2)建筑场地周边无全新活动性断裂,场地在地质上是稳定的。
(3)奥陶系地层为本地区岩溶裂隙最为发育的地层之一,为主要的岩溶裂隙赋水层,本次勘察揭露建设场区基岩岩溶裂隙一般发育,大都被硬塑状粘性土充填,综合分析认为,岩溶对本场地的稳定性影响较小,作为建筑场地是适宜的。
(4)场地土层分布总体较为均匀,可视为均匀场地,作为拟建场地是适宜的。
(5)建筑场地的抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度0.10g,设计地震分组为第二组。
现状条件下,场地覆盖层厚度在5.2-6.4m之间,基岩面起伏不大,坡度小于10°。
场地土为中软场地土,建筑场地类别属Ⅱ类,建筑的设计特征周期为0.40s。
(6)场地②层、④层粉土为非液化土层,场地为非液化场地,本场地可划为对建筑抗震一般地段。
(7)本次勘察深度范内所揭露的地下水主要为潜水,潜水赋存于②、④层土的粉土层中。
勘察期间所测钻孔初见水位1.85-2.15m,平均2.00m,平均标高32.32m;稳定地下水位2.20-2.45m,平均2.30m,平均标高32.01m。
勘察期间为丰水期末期,水位随季节变化,年变幅1.5~2.0m左右。
场地基岩中地下水类型主要为岩溶裂隙水,埋藏较深,本次勘察未揭露,对工程影响较小。
现状条件下,根据场地地形、勘察期间所测钻孔稳定水位并结合区域水文地质资料综合分析,建议抗浮设计水位标高33.50m;由于场地现地面标高较周边道路标高低约0.70m,若场地整平后的室外标高与现有地面标高作较大调整,可以设计室外标高下0.8m作为抗浮设计水位标高。
(8)该场地环境类别为Ⅱ类,根据水、土质分析成果综合判定:
地下水对混凝土有微腐蚀性,在干湿交替的环境下,地下水对钢筋混凝土中钢筋有弱腐蚀性;场地土对混凝土及钢筋混凝土中的钢筋有微腐蚀性。
粗格栅及进水泵房:
以⑦层石灰岩为基础持力层,做筏板基础。
消毒池及其余配套污水处理构筑物均可以②层粉土为基础持力层,做条形基础或筏板基础。
(3)由于场地地下水埋藏相对较浅,基础埋深较大的二沉池、混凝沉淀池、污泥池、粗格栅及进水泵房,建议进行抗浮验算,必要时考虑采用抗浮锚杆。
(4)二沉池、混凝沉淀池、粗格栅及进水泵房基础挖深较大,可采用自然放坡与喷浆挂网等简单方式相结合的方法,施工时做好降水、排水措施。
(5)场地内的电线杆、电缆施工前应移走;紧邻连续过滤器有一处雨水井,施工时应注意。
提升泵区域地质构造图
2.9工程特点
2.9.1各工程构筑物布局比较分散,机械、设备及人工工作效率低,施工场地狭窄。
2.9.2粗格栅池施工,现改为刚性基坑支护后大开挖形式,深度较深。
第三章施工计划
根据粗格栅结构设计特征,编制以下相应施工方法。
3.1进场工作计划
组织管理人员、组织各专业班组,根据施工现场红线范围内测量放线绘制平面布置图,合理计划临时设施、建筑材料、制作场所、施工机械、临时道路等平面位置。
计划工期在55天内。
3.2施工平面布置图
详见《施工现场平面布置图》
第四章施工工艺技术
4.1施工放线
由于提升泵房位置特殊,北紧靠调节沉淀池,内墙与内墙间距为6M,一旦同时开挖,施工操作面将有重大的影响,南侧与东侧靠围墙、间距较小,所以施工时,在确保安全的情况下,开挖土层时,开挖放坡较小,到达岩石层时,放1:
0.5的坡。
施工单位将做好安全防护及支护,确保安全施工。
提升泵房开挖平面示意图
平面位置控制:
采用光电全站仪以极坐标测放法,用木桩定出控制轴线(自编轴号),以作控制粗格栅沉井各墙壁的位置线。
标高控制:
设计远离该粗格栅池约20米外水准点,作为标高控制基点。
高程的竖向传递:
各平面高程的传递,用钢卷尺从±0.000基准线量取4个点到作业层,当4个点的高差小于3㎜,以其平均点高程作为基准线。
4.2主要施工方法
4.2.1土方开挖
一、放线开挖第一层土方
1.本工程的土方开挖,从标高变化上还是不算复杂,但从整体平面上分析还是比较复杂的。
本工程结合地上施工总体部署,基坑开挖水位线-4m处的土方,把出土位置设置东、南的两侧,(不得堆放基坑周边)合理安排基坑的施工顺序是本次基础土方开挖的重点。
土方工程施工部署安排,由于现场场地标高比较复杂,工期比较紧,尽快为后续工程施工创造出良好的工作面是土方工程的关键之所在。
要保证在计划工期内完成土方开挖施工,必须有序施工,为了保证土方开挖的顺利进行,每挖1.5m深进行边坡休整,如土质不理想,必要时进行挂网抹灰的护坡施工,反复交替进行,直至坑底。
具体流程如下:
开挖线放样→第一步土方开挖→第一步修坡→开挖下一步土方→下一步修坡→直至水位线-4M处。
开挖过程中应时时测量挖深,通过放坡系数计算该挖深处
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