基于泵站工程基坑施工问题的思考

　　一、基坑施工的支护技术及应用

 

　　深基坑的支护技术是泵站工程基坑施工关键技术的重点和难点。深基坑的支护技术大概有钢板桩、横列挡板、深层搅拌桩水泥土墙、加筋水泥土墙、地下连续墙、钻孔注浆旋喷桩等多种方式，下面就这几种支护技术做一简单的介绍。

 

　　1.钢板桩。使用的钢板桩按照钢板的制作构造种类能够划分为两种类别。一种槽钢材质钢板桩，一种是热轧钢锁扣钢板桩。钢板桩之间的连接：槽钢之间横截面相互锁扣抑或钢板正反扣相联接构成。同时使用打入的方法打入土中，相互之间联接，组成城池体系。这样的支撑保护构造能够用很长时间，坚硬牢靠，同时在撑持保护作业结束后还能够拆下收回，能够反复利用。钢板桩撑持保护构造不光能抵挡松土还能够挡水。一般来讲这种支撑保护构造都在基坑深度不到十米的地方使用。如果钢板桩能够使用多层钢撑持，还能够放置在软土层的地基中。但是在运用时适当增加钢板桩的坚硬性和强度，避免因为振动造成的土体位移而出现塌陷情况。

 

　　2.横列挡板桩。横列挡板支护结构主要选用型钢做挡板围护墙，挡板围护墙由工字钢与横挡板组成，加上围箍与支撑，便形成了一种整系支护体。实施操作步骤首先要以一个固定值作为打桩间距，再用工字钢或者H型钢按照所设定的间距打桩，随后在一边挖土的同时一边增加横挡板，有点类似编筐的方法。要求横挡板的长度要参考桩的间距进行选择，厚度要根据图纸计算的公式进行选择，一般情况下选用半厘米或者60mm的密度模板或者混凝土板。

 

　　3.深层搅拌土泥挡墙。这种支护方式的结构就如同名字一样是属于将土与水泥进行搅拌而形成的土泥桩。当土泥桩混合完毕硬结后就相当于一道坚硬的土泥挡墙。这种支护方式虽不及钢板桩与横列挡板那般可反复拆卸使用，但是就其自身的较硬强度与抗振动强度来说，是前两者不可比的。尤其是那种在日常的工作也会产生振动的泵站建设中更为适用，并且土泥桩对环境的要求比较低，施工时没有剧烈的振动与噪音，防水与止水性好，造价也经济实惠。这种支护方式最好在软土地区使用，挖坑深度在5米左右。

 

　　二、基坑的要求标准要保证建筑物的稳固性

 

　　关于基坑支护结构稳定性分析，目前大都采用常规的定值设计法，即用抗力效应与荷载效应的比值作为安全系数来评价基坑支护结构的稳定性。由于该方法忽略了计算所用参数的随机性、计算模式的不确定性等，因而其计算所得的安全系数本身也具有随机性和不确定性，它并不能真正反映支护结构的稳定与安全程度。与定值设计法不同，结构可靠度分析方法是建立在概率统计的基础之上，充分考虑工程参数的随机性与变异性，并用结构抗力大于荷载效应的概率未定量地确定结构的安全与否，因而该方法比常规的定值设计法更符合工程实际、也更为合理。基坑支护结构的失稳破坏模式，基坑支护结构的失稳破坏模式主要有。倾覆破坏、坑底隆起、丧失整体稳定性等。只要其中的一种处于失稳状态，则整个基坑工程系统即宣告失败。

 

　　三、抵抗建筑物内的泵体工作的振动

 

　　1.对引起泵振动原因的分析

 

　　（一）电机结构件松动，轴承定位装置松动，铁芯硅钢片过松，轴承因磨损而导致支撑刚度下降，会引起振动。质量偏心，转子弯曲或质量分布问题导致的转子质量分布不均，造成静、动平衡量超标川。另外，鼠笼式电动机转子的鼠笼笼条有断裂，造成转子所受的磁场力和转子的旋转惯性力不平衡而引起振动，电机缺相，各相电源不平衡等原因也能引起振动。电机定子绕组，由于安装工序的操作质量问题，造成各相绕组之间的电阻不平衡，因而导致产生的磁场不均匀，产生了不平衡的电磁力，这种电磁力成为激振力引发振动。

 

　　（二）基础及泵支架，驱动装置架与基础之间采用的接触固定形式不好，基础和电机系统吸收、传递、隔离振动能力差，导致基础和电机的振动都超标。水泵基础松动，或者水泵机组在安装过程中形成弹性基础，或者由于油浸水泡造成基础刚度减弱，水泵就会产生与振动相位差1800的另一个临界转速，从而使水泵振动频率增加，如果增加的频率与某一外在因素频率接近或相等，就会使水泵的振幅加大。另外，基础地脚螺栓松动，导致约束刚度降低，会使电机的振动加剧。

 

　　（三）联轴器连接螺栓的周向间距不良，对称性被破坏；联轴器加长节偏心，将会产生偏心力；联轴器锥面度超差；联轴器静平衡或动平衡不好；弹性销和联轴器的配合过紧，使弹性柱销失去弹性调节功能造成联轴器不能很好地对中；联轴器与轴的配合间隙太大；联轴器胶圈的机械磨损导致的联轴器胶圈配合性能下降；联轴器上使用的传动螺栓质量互相不等。这些原因都会造成振动。

 

　　（四）叶轮，叶轮质量偏心。叶轮制造过程中质量控制不好，比如，铸造质量、加工精度不合格；或者输送的液体带有腐蚀性，叶轮流道受到冲刷腐蚀，导致叶轮产生偏心。叶轮的叶片数、出口角、包角、喉部隔舌与叶轮出口边的径向距离是否合适等。使用中叶轮口环与泵体口环之间、级间衬套与隔板衬套之间，由最初的碰摩，逐渐变成机械摩擦磨损，这些将会加剧泵的振动。

 

　　（五）传动轴及其辅助件，轴很长的泵，易发生轴刚度不足，挠度太大，轴系直线度差的情况，造成动件（传动轴）与静件（滑动轴承或口环）之间碰摩，形成振动。另外，泵轴太长，受水池中流动水冲击的影响较大，使泵水下部分的振动加大。轴端的平衡盘间隙过大，或者轴向的工作窜动量调整不当，会造成轴低频窜动，导致轴瓦振动。旋转轴的偏心，会导致轴的弯曲振动。

 

　　（六）泵的选型和变工况运行，每台泵都有自己的额定工况点，实际的运行工况与设计工况是否符合，对泵的动力学稳定性有重要的影响。水泵在设计工况下运行比较稳定，但在变工况下运行时，由于叶轮中产生径向力的作用，振动有所加大；单泵选型不当，或是两种型号不匹配的泵并联。这些都会造成泵的振动。

 

　　2.减轻振动的措施

 

　　（一）从设计制造环节消除振动，轴的设计。增加传动轴支撑轴承的数目，减小支撑间距，在适当范围内减小轴长，适当加大轴的直径，增加轴的刚度；当泵轴转速逐渐增加并接近或整数倍于泵转子的固有振动频率时，泵就会猛烈振动起来，所以在设计时，应使传动轴的固有频率避开电机转子角频率；提高轴的制造质量，防止质量偏心和过大的形位公差。

 

　　（二）滑动轴承的选择。采用无须润滑的滑动轴承；在液态烃等化工泵中，滑动轴承材料应采用具有良好自润滑性能的材料，比如聚四氟乙烯；在深井热水泵中，导流衬套选择填充聚四氟乙烯、石墨和铜粉的材质，并合理设计其结构，使滑动轴承的固定可靠；叶轮密封环和泵体密封环处采用摩擦因数小的摩擦副，比如M20lK石墨材料一钢；限制最高转速；提高轴瓦承载能力及轴承座的刚度。

 

　　（三）使用应力释放系统。对于输送热水的泵，设计时，应使由泵体变形而引起的连接件之间的结构应力得以释放，比如在泵体地脚螺栓上面增加螺栓套，避免泵体直接和刚度很大的基础接触。

 

　　五、结束语

 

　　通过以上详细的分析以及探讨，我们能够看出泵站建设的重要性以及意义，但是但是也看到了在建设之中存在的一些问题。所以，必须不断的完善施工技术，推广应用。

 

　　参考文献

 

　　[1]卢向.泵站工程基坑施工关键技术[J].天津建设科技.2012（05）：14-17

 

　　[2]张志国.异型地下连续墙施工技术简述[J].中小企业管理与科技.2012（07）：19-21

 

　　[3]吴肖备，谢建民.软土地区某深基坑支护失稳分析[J].施工技术.2011（1）：20-22