基于泵站工程基坑施工問題的思考

李冬

【摘要】泵站的建設工程中，對基坑的要求標準不僅僅要保證建筑物的穩(wěn)固性，還要可以抵抗建筑物內(nèi)的泵體在日后的工作中所產(chǎn)生的振動，本文以下就自己的觀點和看法，進行了詳細的闡述。

【關鍵詞】基坑；泵站；特殊性；穩(wěn)定；支護技術

一、基坑施工的支護技術及應用

深基坑的支護技術是泵站工程基坑施工關鍵技術的重點和難點。深基坑的支護技術大概有鋼板樁、橫列擋板、深層攪拌樁水泥土墻、加筋水泥土墻、地下連續(xù)墻、鉆孔注漿旋噴樁等多種方式，下面就這幾種支護技術做一簡單的介紹。

1.鋼板樁。使用的鋼板樁按照鋼板的制作構造種類能夠劃分為兩種類別。一種槽鋼材質(zhì)鋼板樁，一種是熱軋鋼鎖扣鋼板樁。鋼板樁之間的連接：槽鋼之間橫截面相互鎖扣抑或鋼板正反扣相聯(lián)接構成。同時使用打入的方法打入土中，相互之間聯(lián)接，組成城池體系。這樣的支撐保護構造能夠用很長時間，堅硬牢靠，同時在撐持保護作業(yè)結(jié)束后還能夠拆下收回，能夠反復利用。鋼板樁撐持保護構造不光能抵擋松土還能夠擋水。一般來講這種支撐保護構造都在基坑深度不到十米的地方使用。如果鋼板樁能夠使用多層鋼撐持，還能夠放置在軟土層的地基中。但是在運用時適當增加鋼板樁的堅硬性和強度，避免因為振動造成的土體位移而出現(xiàn)塌陷情況。

2.橫列擋板樁。橫列擋板支護結(jié)構主要選用型鋼做擋板圍護墻，擋板圍護墻由工字鋼與橫擋板組成，加上圍箍與支撐，便形成了一種整系支護體。實施操作步驟首先要以一個固定值作為打樁間距，再用工字鋼或者H型鋼按照所設定的間距打樁，隨后在一邊挖土的同時一邊增加橫擋板，有點類似編筐的方法。要求橫擋板的長度要參考樁的間距進行選擇，厚度要根據(jù)圖紙計算的公式進行選擇，一般情況下選用半厘米或者60mm的密度模板或者混凝土板。

3.深層攪拌土泥擋墻。這種支護方式的結(jié)構就如同名字一樣是屬于將土與水泥進行攪拌而形成的土泥樁。當土泥樁混合完畢硬結(jié)后就相當于一道堅硬的土泥擋墻。這種支護方式雖不及鋼板樁與橫列擋板那般可反復拆卸使用，但是就其自身的較硬強度與抗振動強度來說，是前兩者不可比的。尤其是那種在日常的工作也會產(chǎn)生振動的泵站建設中更為適用，并且土泥樁對環(huán)境的要求比較低，施工時沒有劇烈的振動與噪音，防水與止水性好，造價也經(jīng)濟實惠。這種支護方式最好在軟土地區(qū)使用，挖坑深度在5米左右。

二、基坑的要求標準要保證建筑物的穩(wěn)固性

關于基坑支護結(jié)構穩(wěn)定性分析，目前大都采用常規(guī)的定值設計法，即用抗力效應與荷載效應的比值作為安全系數(shù)來評價基坑支護結(jié)構的穩(wěn)定性。由于該方法忽略了計算所用參數(shù)的隨機性、計算模式的不確定性等，因而其計算所得的安全系數(shù)本身也具有隨機性和不確定性，它并不能真正反映支護結(jié)構的穩(wěn)定與安全程度。與定值設計法不同，結(jié)構可靠度分析方法是建立在概率統(tǒng)計的基礎之上，充分考慮工程參數(shù)的隨機性與變異性，并用結(jié)構抗力大于荷載效應的概率未定量地確定結(jié)構的安全與否，因而該方法比常規(guī)的定值設計法更符合工程實際、也更為合理。基坑支護結(jié)構的失穩(wěn)破壞模式，基坑支護結(jié)構的失穩(wěn)破壞模式主要有。傾覆破壞、坑底隆起、喪失整體穩(wěn)定性等。只要其中的一種處于失穩(wěn)狀態(tài)，則整個基坑工程系統(tǒng)即宣告失敗。

三、抵抗建筑物內(nèi)的泵體工作的振動

1.對引起泵振動原因的分析

（一）電機結(jié)構件松動，軸承定位裝置松動，鐵芯硅鋼片過松，軸承因磨損而導致支撐剛度下降，會引起振動。質(zhì)量偏心，轉(zhuǎn)子彎曲或質(zhì)量分布問題導致的轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均，造成靜、動平衡量超標川。另外，鼠籠式電動機轉(zhuǎn)子的鼠籠籠條有斷裂，造成轉(zhuǎn)子所受的磁場力和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)慣性力不平衡而引起振動，電機缺相，各相電源不平衡等原因也能引起振動。電機定子繞組，由于安裝工序的操作質(zhì)量問題，造成各相繞組之間的電阻不平衡，因而導致產(chǎn)生的磁場不均勻，產(chǎn)生了不平衡的電磁力，這種電磁力成為激振力引發(fā)振動。

（二）基礎及泵支架，驅(qū)動裝置架與基礎之間采用的接觸固定形式不好，基礎和電機系統(tǒng)吸收、傳遞、隔離振動能力差，導致基礎和電機的振動都超標。水泵基礎松動，或者水泵機組在安裝過程中形成彈性基礎，或者由于油浸水泡造成基礎剛度減弱，水泵就會產(chǎn)生與振動相位差1800的另一個臨界轉(zhuǎn)速，從而使水泵振動頻率增加，如果增加的頻率與某一外在因素頻率接近或相等，就會使水泵的振幅加大。另外，基礎地腳螺栓松動，導致約束剛度降低，會使電機的振動加劇。

（三）聯(lián)軸器連接螺栓的周向間距不良，對稱性被破壞；聯(lián)軸器加長節(jié)偏心，將會產(chǎn)生偏心力；聯(lián)軸器錐面度超差；聯(lián)軸器靜平衡或動平衡不好；彈性銷和聯(lián)軸器的配合過緊，使彈性柱銷失去彈性調(diào)節(jié)功能造成聯(lián)軸器不能很好地對中；聯(lián)軸器與軸的配合間隙太大；聯(lián)軸器膠圈的機械磨損導致的聯(lián)軸器膠圈配合性能下降；聯(lián)軸器上使用的傳動螺栓質(zhì)量互相不等。這些原因 都會造成振動。

（四）葉輪，葉輪質(zhì)量偏心。葉輪制造過程中質(zhì)量控制不好，比如，鑄造質(zhì)量、加工精度不合格；或者輸送的液體帶有腐蝕性，葉輪流道受到?jīng)_刷腐蝕，導致葉輪產(chǎn)生偏心。葉輪的葉片數(shù)、出口角、包角、喉部隔舌與葉輪出口邊的徑向距離是否合適等。使用中葉輪口環(huán)與泵體口環(huán)之間、級間襯套與隔板襯套之間，由最初的碰摩，逐漸變成機械摩擦磨損，這些將會加劇泵的振動。

（五）傳動軸及其輔助件，軸很長的泵，易發(fā)生軸剛度不足，撓度太大，軸系直線度差的情況，造成動件（傳動軸）與靜件（滑動軸承或口環(huán)）之間碰摩，形成振動。另外，泵軸太長，受水池中流動水沖擊的影響較大，使泵水下部分的振動加大。軸端的平衡盤間隙過大，或者軸向的工作竄動量調(diào)整不當，會造成軸低頻竄動，導致軸瓦振動。旋轉(zhuǎn)軸的偏心，會導致軸的彎曲振動。

（六）泵的選型和變工況運行，每臺泵都有自己的額定工況點，實際的運行工況與設計工況是否符合，對泵的動力學穩(wěn)定性有重要的影響。水泵在設計工況下運行比較穩(wěn)定，但在變工況下運行時，由于葉輪中產(chǎn)生徑向力的作用，振動有所加大；單泵選型不當，或是兩種型號不匹配的泵并聯(lián)。這些都會造成泵的振動。

2.減輕振動的措施

（一）從設計制造環(huán)節(jié)消除振動，軸的設計。增加傳動軸支撐軸承的數(shù)目，減小支撐間距，在適當范圍內(nèi)減小軸長，適當加大軸的直徑，增加軸的剛度；當泵軸轉(zhuǎn)速逐漸增加并接近或整數(shù)倍于泵轉(zhuǎn)子的固有振動頻率時，泵就會猛烈振動起來，所以在設計時，應使傳動軸的固有頻率避開電機轉(zhuǎn)子角頻率；提高軸的制造質(zhì)量，防止質(zhì)量偏心和過大的形位公差。

（二）滑動軸承的選擇。采用無須潤滑的滑動軸承；在液態(tài)烴等化工泵中，滑動軸承材料應采用具有良好自潤滑性能的材料，比如聚四氟乙烯；在深井熱水泵中，導流襯套選擇填充聚四氟乙烯、石墨和銅粉的材質(zhì)，并合理設計其結(jié)構，使滑動軸承的固定可靠；葉輪密封環(huán)和泵體密封環(huán)處采用摩擦因數(shù)小的摩擦副，比如M20lK石墨材料一鋼；限制最高轉(zhuǎn)速；提高軸瓦承載能力及軸承座的剛度。

（三）使用應力釋放系統(tǒng)。對于輸送熱水的泵，設計時，應使由泵體變形而引起的連接件之間的結(jié)構應力得以釋放，比如在泵體地腳螺栓上面增加螺栓套，避免泵體直接和剛度很大的基礎接觸。

五、結(jié)束語

通過以上詳細的分析以及探討，我們能夠看出泵站建設的重要性以及意義，但是但是也看到了在建設之中存在的一些問題。所以，必須不斷的完善施工技術，推廣應用。

參考文獻

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