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【摘 要】八钢中厚板迁建工程水处理设施－旋流沉淀池工程，前期施工方案采用将基坑挖至－20m进行沉井施工，由于挖至－20m遇岩石层及防空洞，岩石层进行沉井土方开挖困难，为了保证施工安全及施工质量，确保施工工期，提出一次性将基坑挖至设计标高－33.1m（旋流池底板标高）应急预案，克服在超深基坑作业，提前施工工期50天。
【关键词】旋流沉淀池；深基坑；回填土方
本工程为宝钢集团新疆八一钢铁有限公司中厚板迁建工程水处理设施－旋流沉淀池，其结构形式为钢筋混凝土结构。主要包括旋流池本体、部分铁皮沟。
原设计图纸旋流池由钢筋砼外筒、内筒、环形泵房、整流板等组成。旋流池外筒为一个高35.25米，壁厚1.2米，外径30.4米的圆筒式构筑物。在－15.5、＋0.500标高处有现浇环形板。内筒长27.3米，厚400，外径5.30米。外筒埋入土中深34.75米。
本工程旋流池部分采用整体施工。由于采用了此项方法，原图纸设计中旋流池刃脚部分取消。
2 施工工艺
前期施工方案采用将基坑挖至－20m进行沉井施工，由于地质勘查挖至－20m遇岩石层及防空洞，岩石层强度较高，直接影响筒壁的沉井，为了保证施工安全及施工质量，确保施工工期，经过与甲方和设计人员协商研究决定，一次性将基坑挖至设计标高－33.1m（旋流池底板标高）。甲方针对现场实际情况要求设计单位对旋流池优化设计。
优化设计后将外筒高度改为28.5m，壁厚为1米，外径30m，内筒尺寸不变。底板标高由－33m提高至－31.5m，局部外筒提高至－28.5m，为了确保施工质量，决定采用C15砼将加深部分浇筑至设计标高。
施工工艺顺序为：挖基坑至△－33。10米→浇筑垫层砼至－31.5（局部－28.5m）→依次支旋流池外筒模板、绑扎钢筋、浇筑砼至＋0.500m平台下→绑扎旋流池底板钢筋、浇筑砼→－23.5m以下导流板施工（筒壁外土方回填同步施工）→－19.224m以下环形梁、内筒施工→－15.5m以下梁、板及内筒施工→旋流池内筒施工→支设＋0.5m平台模板→绑扎＋0.5m平台钢筋浇筑＋0.5m平台砼→安装钢结构→上部泵房等土建施工。（井内楼梯同步施工）。考虑到一次性开挖，土方量大，挖填难度高，所以土方的开挖及回填是本工程的工期和成本管理的重点工作。
3 土方开挖
旋流池基底标高为-33.1米，外径30.4米。由于现场场地空阔，为了加快施工进度缩短工期，内外筒同时施工，本工程决定一次大开挖至基底-33.1米。由于挖土方量较大且基坑较深，决定采用以下方法：
1、确定挖土方法：为加快进度及减少坡道放坡量，决定从旋流池东南侧放坡，三台挖掘机同时作业挖至标高-24米后，由一台挖掘机负责挖标高-33.1～-28.5米层土方；另一台挖掘机负责挖标高-28.5～-24.0米层土方。两台挖掘机接力甩土配合挖方。（详见示意图）
2、确定基坑成型直径：考虑到施工脚手架的搭设等工作面，故从筒壁外侧加宽1.5米，因此挖土成型的基坑底直径应为30.4＋1.5×2=33.4米。
3、确定上口开挖直径：为防止挖偏或挖小，本工程采用从上到下分层分段逐层开挖，即每4米深放坡1：0.6，同时为安全考虑退台0.5米，在第4层退台2.5m做护坡支护平台，共分7层开挖。故上口尺寸为：
（4×0.6×6＋0.5×5＋2.5＋9×0.6）×2＋33.4=83m
4、确定挖土坡道长度及宽度：
（1）根据拉运土方车辆性能及以往经验，车辆满载状态时的爬坡能力为：
①连续爬坡长度50～100m时，最大坡度1：6～1：8；
②连续爬坡长度100～300m时，最大坡度1：8～1：10。
（2）根据上述参考，本工程坡度选用1：9，车辆作业深度为24米。故坡道长度为24×9=216m。
（3）宽度确定：为加快进度本坡道设置为双向道。车宽2.6米，为了施工车辆安全错车及距坡道边留1米宽。
故坡道宽为：2.6×2＋3=8.2m。
4 土方回填
由于在旋流池周围-4.2m标高有露天栈桥基础，架起着整个栈桥的结构及20吨行车的动荷载，图纸对基础的处理要求较高。但在旋流池土方开挖时，通过放坡已经将露天栈桥基础范围内的土方挖至很深的负标高上，如果直接从原隔壁土中加深施工露天栈桥的基础，会带来很大的施工难度和成本的增加。所以旋流池基坑土方的回填是本工程的重点工作之一。我单位严格按国家标准执行土方的回填操作工艺，来保证工程质量。通过这3年的沉降观测，露天栈桥的沉降在国家规范允许偏差范围内。
1.施工准备
（1）装运土方机械有：自卸汽车、推土机、铲运机。
（2）碾压机械有：16吨压路机。
2.作业条件：
（1）施工前应根据工程特点、填方土料种类、密实度要求、施工条件等，合理地确定填方土料含水量控制范围、虚铺厚度和压实遍数等参数。
（2）施工前，应做好水平高程标志布置。大面积场地上或地坪每隔一定距离钉上水平桩。
（3）确定好土方机械、车辆的行走路线，应事先经过检查，必要时要进行加固加宽等准备工作。
3.操作工艺：
工艺流程：基坑底地坪上清理→检验土质→分层铺土→分层碾压密实→检验密实度→修整找平验收
（1）填土前，应将基底表面上的杂填土、垃圾等杂物都处理完毕，清除干净。
（2）检验土质。检验回填土料的种类、粒径，有无杂物，是否符合规定，以及土料的含水量是否在控制范围内；如含水量偏高，可采用翻松、晾晒或均匀掺入干土等措施；如遇填料含水量偏低，可采用预先洒水润湿等措施。
（3）填土应分层铺摊。每层铺土的厚度应根据土质、密实度要求和机具性能确定。填土每层的铺土厚度为200～300mm和压实遍数为6～8遍.铺填土区段，长度不宜小于20m，宽度不宜小于8m.
（4）碾压时，轮（夯）迹应相互搭接，防止漏压或漏夯。长宽比较大时，填土应分段进行。每层接缝处应作成斜坡形，碾迹重叠。重叠0.5～l.0m左右，上下层错缝距离不应小于1m，驶速度一般不应超过2km/h。
（5）在机械施工碾压不到的填土部位，应配合人工推土填充，用蛙式或柴油打夯机分层夯打密实。
（6）回填每层压实后，应按规范进行环刀取样，测出干土的质量密度，达到设计要求后，再进行上一层的铺土。
（7）填方全部完成后，表面应进行拉线找平，保证平整度。
5 总结
由于本工程将沉井工艺改为一次性开挖施工，通过设计优化后，取消了原设计中沉井所需要的参数设置，即将外筒高度从35.25m改为28.5m，壁厚从1.2m为1m，外径从30.4m改为30m，底板标高由－33m提高至－31.5m，底板钢筋从螺纹32@150改为25@150，在保证了施工安全及质量前提下，甲方节约150多万元，我项目部节约直接成本约100多万元。通过此冬施案例得出，一次性开挖旋流池施工的优点是：便于施工，节约成本，质量容易控制，避免冬季高强度土质的沉降困难等特点。缺点：对于场地的要求较大，安全及冻施保温工作投入大等特点。
【关键词】旋流沉淀池；深基坑；回填土方
本工程为宝钢集团新疆八一钢铁有限公司中厚板迁建工程水处理设施－旋流沉淀池，其结构形式为钢筋混凝土结构。主要包括旋流池本体、部分铁皮沟。
原设计图纸旋流池由钢筋砼外筒、内筒、环形泵房、整流板等组成。旋流池外筒为一个高35.25米，壁厚1.2米，外径30.4米的圆筒式构筑物。在－15.5、＋0.500标高处有现浇环形板。内筒长27.3米，厚400，外径5.30米。外筒埋入土中深34.75米。
本工程旋流池部分采用整体施工。由于采用了此项方法，原图纸设计中旋流池刃脚部分取消。
2 施工工艺
前期施工方案采用将基坑挖至－20m进行沉井施工，由于地质勘查挖至－20m遇岩石层及防空洞，岩石层强度较高，直接影响筒壁的沉井，为了保证施工安全及施工质量，确保施工工期，经过与甲方和设计人员协商研究决定，一次性将基坑挖至设计标高－33.1m（旋流池底板标高）。甲方针对现场实际情况要求设计单位对旋流池优化设计。
优化设计后将外筒高度改为28.5m，壁厚为1米，外径30m，内筒尺寸不变。底板标高由－33m提高至－31.5m，局部外筒提高至－28.5m，为了确保施工质量，决定采用C15砼将加深部分浇筑至设计标高。
施工工艺顺序为：挖基坑至△－33。10米→浇筑垫层砼至－31.5（局部－28.5m）→依次支旋流池外筒模板、绑扎钢筋、浇筑砼至＋0.500m平台下→绑扎旋流池底板钢筋、浇筑砼→－23.5m以下导流板施工（筒壁外土方回填同步施工）→－19.224m以下环形梁、内筒施工→－15.5m以下梁、板及内筒施工→旋流池内筒施工→支设＋0.5m平台模板→绑扎＋0.5m平台钢筋浇筑＋0.5m平台砼→安装钢结构→上部泵房等土建施工。（井内楼梯同步施工）。考虑到一次性开挖，土方量大，挖填难度高，所以土方的开挖及回填是本工程的工期和成本管理的重点工作。
3 土方开挖
旋流池基底标高为-33.1米，外径30.4米。由于现场场地空阔，为了加快施工进度缩短工期，内外筒同时施工，本工程决定一次大开挖至基底-33.1米。由于挖土方量较大且基坑较深，决定采用以下方法：
1、确定挖土方法：为加快进度及减少坡道放坡量，决定从旋流池东南侧放坡，三台挖掘机同时作业挖至标高-24米后，由一台挖掘机负责挖标高-33.1～-28.5米层土方；另一台挖掘机负责挖标高-28.5～-24.0米层土方。两台挖掘机接力甩土配合挖方。（详见示意图）
2、确定基坑成型直径：考虑到施工脚手架的搭设等工作面，故从筒壁外侧加宽1.5米，因此挖土成型的基坑底直径应为30.4＋1.5×2=33.4米。
3、确定上口开挖直径：为防止挖偏或挖小，本工程采用从上到下分层分段逐层开挖，即每4米深放坡1：0.6，同时为安全考虑退台0.5米，在第4层退台2.5m做护坡支护平台，共分7层开挖。故上口尺寸为：
（4×0.6×6＋0.5×5＋2.5＋9×0.6）×2＋33.4=83m
4、确定挖土坡道长度及宽度：
（1）根据拉运土方车辆性能及以往经验，车辆满载状态时的爬坡能力为：
①连续爬坡长度50～100m时，最大坡度1：6～1：8；
②连续爬坡长度100～300m时，最大坡度1：8～1：10。
（2）根据上述参考，本工程坡度选用1：9，车辆作业深度为24米。故坡道长度为24×9=216m。
（3）宽度确定：为加快进度本坡道设置为双向道。车宽2.6米，为了施工车辆安全错车及距坡道边留1米宽。
故坡道宽为：2.6×2＋3=8.2m。
4 土方回填
由于在旋流池周围-4.2m标高有露天栈桥基础，架起着整个栈桥的结构及20吨行车的动荷载，图纸对基础的处理要求较高。但在旋流池土方开挖时，通过放坡已经将露天栈桥基础范围内的土方挖至很深的负标高上，如果直接从原隔壁土中加深施工露天栈桥的基础，会带来很大的施工难度和成本的增加。所以旋流池基坑土方的回填是本工程的重点工作之一。我单位严格按国家标准执行土方的回填操作工艺，来保证工程质量。通过这3年的沉降观测，露天栈桥的沉降在国家规范允许偏差范围内。
1.施工准备
（1）装运土方机械有：自卸汽车、推土机、铲运机。
（2）碾压机械有：16吨压路机。
2.作业条件：
（1）施工前应根据工程特点、填方土料种类、密实度要求、施工条件等，合理地确定填方土料含水量控制范围、虚铺厚度和压实遍数等参数。
（2）施工前，应做好水平高程标志布置。大面积场地上或地坪每隔一定距离钉上水平桩。
（3）确定好土方机械、车辆的行走路线，应事先经过检查，必要时要进行加固加宽等准备工作。
3.操作工艺：
工艺流程：基坑底地坪上清理→检验土质→分层铺土→分层碾压密实→检验密实度→修整找平验收
（1）填土前，应将基底表面上的杂填土、垃圾等杂物都处理完毕，清除干净。
（2）检验土质。检验回填土料的种类、粒径，有无杂物，是否符合规定，以及土料的含水量是否在控制范围内；如含水量偏高，可采用翻松、晾晒或均匀掺入干土等措施；如遇填料含水量偏低，可采用预先洒水润湿等措施。
（3）填土应分层铺摊。每层铺土的厚度应根据土质、密实度要求和机具性能确定。填土每层的铺土厚度为200～300mm和压实遍数为6～8遍.铺填土区段，长度不宜小于20m，宽度不宜小于8m.
（4）碾压时，轮（夯）迹应相互搭接，防止漏压或漏夯。长宽比较大时，填土应分段进行。每层接缝处应作成斜坡形，碾迹重叠。重叠0.5～l.0m左右，上下层错缝距离不应小于1m，驶速度一般不应超过2km/h。
（5）在机械施工碾压不到的填土部位，应配合人工推土填充，用蛙式或柴油打夯机分层夯打密实。
（6）回填每层压实后，应按规范进行环刀取样，测出干土的质量密度，达到设计要求后，再进行上一层的铺土。
（7）填方全部完成后，表面应进行拉线找平，保证平整度。
5 总结
由于本工程将沉井工艺改为一次性开挖施工，通过设计优化后，取消了原设计中沉井所需要的参数设置，即将外筒高度从35.25m改为28.5m，壁厚从1.2m为1m，外径从30.4m改为30m，底板标高由－33m提高至－31.5m，底板钢筋从螺纹32@150改为25@150，在保证了施工安全及质量前提下，甲方节约150多万元，我项目部节约直接成本约100多万元。通过此冬施案例得出，一次性开挖旋流池施工的优点是：便于施工，节约成本，质量容易控制，避免冬季高强度土质的沉降困难等特点。缺点：对于场地的要求较大，安全及冻施保温工作投入大等特点。