太浦河泵站工程深基坑设计与实施.doc

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1、太浦河泵站工程深基坑设计与实施摘要：在软土地基进行深基坑开挖是江、浙、沪地区大型水利工程实施中经常要面临的一项技术难题。本文对太浦河泵站工程的边坡设计、降水措施的选用、施工过程的控制及信息化管理等多个方面进行了总结，对不同规范的选用、土壤力学指标特别是抗剪指标的选取对边坡设计的影响进行了分析并提出了相关的一些建议。太浦河泵站工程深基坑的成功实践可为今后类似工程的实施提供借鉴。关键词：深基坑设计开挖井点降水一、工程概况太浦河泵站工程位于江苏省吴江市境内的太浦河南侧，其主要作用是枯水期间通过抽引东太湖水以有效地改善上海市

2、黄浦江上游二期引水工程取水口段的水质，提高上海市半数以上人口的生活及企事业单位供水水质和供水保证率。工程设计总流量为300立方米/秒，装有单泵流量50立方米/秒、叶轮直径米、斜15度轴伸泵6台。工程总投资亿元。工程实施中基坑拟采用大开挖方式，泵房基坑长米。宽米，挖深米，其中集水井部位挖深迗米。由于基坑规模大、暴露时间长，如何确保基坑开挖过程及施工期的安全是整个工程成败的关键。二、地质状况及环境分析1、泵站基坑所在区域的地质状况见下表:土层土层底高程(m)天然含水量(%)结快剪渗透系数cm/s允许承载力C(kpa)巾(

3、O)17/832/3013/1122/2080②316/1116/1460②510/120③140/2920/184255③2■—32/2120/20150③3■—5/535/3312018/1416/1510511/529/27110⑥55/4524/22300注：（1）渗透系数拦中，前值为算术平均值，后值为大值平均值;(2)抗剪强度指标栏中，横线上、下行数值分别为算术平均值、小值平均值。基坑开挖深度范围共涉及十个不同地质亚层，其中以粉质粘土层居多，并夹厚达2、米的淤泥质粘土层。主要含水层为③3、④1和②5层，其渗

4、透系数均为K=AX10-5——AX10-4cm/s,属弱透水层；③2与⑤1层为粘性土夹薄层砂壤土，具有较好的水平层理，地下水以水平运动为主，K=AX10-7cm/s,K=AX10_5cm/s。其中②3层游泥质粘土层与②2层内所夹泥炭层，土质极软，高压缩性，强度低，是基坑边坡稳定的控制层；③3和④1层为轻砂壤土，在地下水流作用下，可能会产生流沙。2、在批复的工程初步设计报告中明确，考虑到要尽可能少占用耕地及拆迁民房，泵站站址选择在太浦河闸南侧，并选用泵闸分建方案。泵房中心线与太浦河中心线平行，两者中心线相距200米，交

5、通桥与太浦闸桥成直线布置，交通桥中心距泵房中心米。工程拆迁原则上只考虑渠堤范围内的建筑物。工程布置见下太浦河节制闸是1958年建造的，其标准较低，1998年经鉴定为病危水间。而太浦河为太湖流域泻洪主要通道，其防洪保护面积大于20万亩，保护人口超过20万人。3、按照工程总体安排，基坑开挖将主要集中在2001年3、4月间，5月初基坑形成、进行深层水泥搅拌桩施工。这样，基坑将不可避免地要度过整整一个汛期，将经受暴雨及洪水的考验。由此我们可以看出，研究太浦河泵站基坑的安全，不能只考虑基坑本身，还要考虑周边民房的安全，更要研究

6、如何同时确保太浦河节制间及太浦河防洪大堤的安全。三、基坑方案选择1、增设地连墙初设结束后经进一步研究，为了保护太浦河节制闸及太浦河大堤，同时减少因太浦河侧渗流而对基坑形成破坏，而增加一项辅助工程设施：即沿太浦河节制闸右岸设置一道厚24cm的地下连续砼防渗墙，上下游长度共240米，防渗墙深度约，其墙的底部嵌入相对不透水层~深。2、承包商投标时所报方案及有关承诺本工程在招标文件中明确基坑土方采用总价包干的方式。因而投标人往往都按较陡的方案考虑基坑边坡。中标的承包商所报方案为在、高程布设宽度分别为2m和lm的马道，其中在高

7、程的马道上布置喷射井点及进、排水总管、截水沟等。经对边坡进行稳定计算，选定原始地面至高程，开挖边坡为1:，至之间开挖边坡为1:，以下为1:。由此，计算泵房基坑开挖总量为万方。评标专家们对这一方案并不放心，通过澄清，承包商郑重承诺在报价不变的前提下，基坑开挖及围护措施根据基坑开挖过程出现的情况，可按照业主和监理工程师的要求及时调整。3、方案研究研究基坑方案，重点是研究两个问题：一是边坡放坡方案；二是降排水方案。边坡放坡设计由于感到承包商所报边坡方案偏于不安全，为制定可靠、详实的基坑实施方案，工程建设指挥部分别委托四家设

8、计院对基坑进行了边坡设计。四家设计院均认为可能的滑动面有两个：一是在②3层淤泥质粘土层滑出，滑出点位于整个边坡的中部；二是基坑底部沿⑤层的深层滑动。下表是四家设计院的计算工况、条件、结果、建议方案的比较：设计院BC与D工程等级临时建筑物4级太浦河十年一遇防洪要求边坡抗滑安全系数要求K彡K＞，井点降水有效K^,井点降水失效抗剪强度指标选取直接快剪