深基坑抽水试验方案

1、*工程专 项 抽 水 试 验 设 计 方 案*2014年3月6日-、工程概况 41.1项目概述41.2围护概况4二、工程与水文地质条件 42.1工程地质条件42.2水文地质条件5三、编写依据 6四、突涌验算 6五、试验目的与设计思路 85.1试验目的85.2设计思路9六、试验方案 106.1试验设备126.2试验准备136.3试验过程136.4扌由水过程技术要求156.5地面沉降点布置与监测要求17七、施工工艺 187.1施工工艺流程187.2施工技术要求】9八、施工现场管理 218.1施工组织管理218.2施工进度计划 238.3施工安全保障措施 23九、封井 27十、附图 2810亠、工程

2、概况1.1项目概述拟建*工程”位于长宁区哈密路*号。基坑开挖面积约5779n2，周长延伸412m基坑普遍挖深9.75m （-10.85m）, 周边有三个集水井，挖深 11.25m（-12.35m ）。工程士 0相当于绝对标高 +5.00m,自然地面相当于绝对标高+3.90m,即相对标高-1.10m。拟建场地北侧为野奴泾，距场地综合楼及地下靶场约18至25m距剑河路约10至15m距哈密路约40m1.2围护概况基坑采用钻孔灌注桩结合单排（850*600）三轴水泥土搅拌桩作为挡土 止水体系，设置二道钢筋混凝土支撑，局部及挖深区域采用双轴搅拌桩进行 坑底加固处理。1、工程与水文地质条件2.1工程地质条

3、件2.1.1地形地貌上海位于长江三角洲入海口南端，属长江三角洲冲积平原、属滨海平面地貌。根据勘测本工程基地的土层可分为6层及若干分层，具体如下：层号土层名称土层厚度m层底标咼m状态压缩性重度kn/m3渗透系数cm/s填土1.582.281褐黄色粉质粘土夹 粉质粘土1.071.30可塑中等18.601.36E-062灰黄色淤泥质粉质粘土0.970.33流塑高等17.503.31E-06灰色淤泥质粉质粘 土6.89-6.56流塑高等17.305.02E-06灰色淤泥质粘土7.58-14.14流塑高等16.905.19E-071-1灰色粘土2.90-17.03流/软 塑高等17.304.94E-07

4、1-2灰色粉质粘土1.94-18.97软塑高等17.602.88E-062-1灰色砂质粉土夹粉 质粘土2.35-21.33中等17.803.42E-042-2灰色砂质粉土1.73-22.69中等17.704.25E-043-1灰色粉质粘土6.91-29.29软塑中偏咼17.805.11E-053-2灰色砂质粉土与粉质粘土互层4.73-32.99软塑中等17.703-3灰色粉质粘土8.77-41.19软/可 塑中偏咼17.90灰色粉砂未未中偏低19.902.2水文地质条件221潜水拟建场地浅部地下水属潜水类型，受大气降水及地表迳流补给。潜水位 埋深随季节、气候等因素而有所变化，场地年平均地下水位

5、埋深为地表面下 0.5 0.7m，低地下水水位埋深为地表下 1.5m。本工程计算取地下水位埋深 为地表面下0.5m。2.2.2微承压水拟建场地内微承压水主要为第2-1和2-2层中地下水，根据上海地区 区域性水文地址资料，承压水水头埋深一般约为地面以下311m，勘测期 间2-1微承压水水头埋深在地面下 4.50 m,本工程主地下室基坑开挖深度 约为11.25m,第2-1层最浅埋深为22.71m,按最不利的承压水水头埋深 3 米考虑，根据规范(DGJ08-37-2002)第11-3-3条，经验算坑底抗突涌安全 系数1.02<1.05,基坑深坑区域开挖过程中可能会产生突涌的现象。2.2.3承压

6、水拟建场地内承压水主要为第层中地下水，根据上海地区工程经验，承压水水头埋深一般约为地面以下 312m,年呈周期性变化，其顶面埋深大， 对工程建设基本无影响。三、编写依据1.国家标准：建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-20022.国家标准：供水管井技术规范GB50296-993.国家标准：建筑基坑支护技术规程JGJ 120-20124.上海市标准:地基处理技术规范DG/TJ08-40-20105.上海市标准:地基基础设计规范DGJ08-11-20106.上海市标准:基坑工程设计规程DG/TJ08-61-20107 .行业标准：建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98)四、

7、突涌验算本次设计方案中第2-1层中的微承压含水层，层面埋深较平缓，根据 本场地的地质勘探报告，本次设计按最浅埋深22.71m计算。根据经验水头埋深一般为311m呈周期性变化，本次设计方案按实际不利水头3m计算。由于本基坑较深，根据施工经验，降水时要考虑对周边环境沉降影响的问题。 开挖过程中，必须有效控制承压水水头埋深，防止基坑发生突涌事故，因此, 必须进行基坑突涌稳定性分析。基坑底板抗突涌稳定条件：在基坑底板至承压含水层顶板之间，土的自 重压力应大于承压水含水层顶板处的承压水顶托力，可按下式进行承压水位控制：F=y s (22.71- h s) / Y w(22.71-D) > 1.05

8、式中：F -安全系数(取1.05 )hs -基坑开挖深度(md -安全承压水头埋深值(mY s-基坑底板至承压含水层顶板间的土层重度的层厚加权平均值本 工程取(17.53kN/m3 )Y w - 地下水的重度(10kN/m )棗虬升挖面基坑底板抗突涌验算示意图根据上式，可以计算出开挖深度S ,3hs|对应的安全水位埋深一 D；详见下表:基坑开挖深度hs-安全水头埋深D对应关系表序号开挖深度h(m)安全水头埋深D(m)水位降深(m)110.903.000211.253.580.58五、试验目的与设计思路5.1试验目的由于本工程基坑开挖深度较深，地下含水层埋藏较浅，基坑开挖时需要 降低地下水位的幅

9、度较大。为了确保有效控制地下水以及尽量减小降水对周 边环境的不利影响，需要准确分析本工程场地的水文地质特征、 掌握水文地 质参数、观察和掌握抽水引起的深层承压水的水位变化特征。为深化围护及降水设计需进行必要的现场水文抽水试验。 据此，本基坑水文地质抽水试验 拟分为两部分：单井试验求参数部分和群井试验环境影响部分。本次试验的 目的如下：1、通过抽水试验和调研，查明2-1层中的微承压含水层埋深及试验期 间承压水水头高度，提供本场地不需要降承压水的临界开挖深度；2、通过抽水试验，求取第2-1层水文地质参数(包含渗透系数、弹性 释水系数等)；3、测定单井实际涌水量，测定涌水量与水位降深的关系曲线；4、

10、通过抽水试验，计算减压降水时降压井影响半径及降压井的插入深 度;5、通过短期局部的抽水试验和地面沉降监测，有效模拟推测基坑长时间群井降承压水引起周边土层固结沉降影响及数值，以及沉降值与群井布置和水头降深的关系；6、通过抽水试验停止抽水后，监测周边土体沉降回弹恢复值与抽水持 续时间长短关系，以判别持续降承压水引起的土体固结沉降，在多长抽水时 间可部分恢复，持续降水多长时间以后为不可恢复，影响范围多大；7、根据抽水试验结果、钻孔地层和地下水位动态等建立基坑降水数值 模拟模型，对模型进行识别后，预测基坑降水引起周边地区地下水渗流场变 化趋势；&根据抽水试验和模型模拟预测结果，分析和预测降水引

11、起对基坑周边地面沉降的时空分布和影响程度；9、通过抽水试验，为本工程今后基坑开挖时的承压水降压提出建议方案 （包括降压井数量、深度、滤管长度等）。10、通过抽水试验，为基坑围护结构及降水设计提供设计依据或建议。5.2设计思路本工程东侧为哈密路，下有多条管线，为确保深基坑开挖的安全，以防 出现突涌和降水对基坑周边环境影响尽量最小，即在允许范围内。综合本场地土质水文条件、周边环境和围护设计，本次试验层主要的目的层为第2-1 层，所以在该层布置试验井。同时，试验井位结合后期降水需求，必要时作为后期降水井。六、试验方案按照突涌验算的结果以及周边环境的情况，结合试验目的与设计思路，本次试验拟设计3 口抽

12、水井Y1Y3, 3 口观测井YG仁YG3另布设3个断面 的地表沉降点D1D15,监测范围达50m（每10m布设1个）。另外沿哈密路 布设一排地表沉降点 D16- D30。试验井及地表沉降点平面示意图见图：基坑试脸井平面布覽1 o试验井结构示意图见图:M J1 6附图1试验井点剖面图试验井开孔孔径粘性土至地表面。600mm滤料上部填2m粘土球止水，粘土球上部回填试验井结构参数含水层编号井深m井管埋深m滤管埋深m填砾埋深m备注2-1层Y12702722 2622 27抽水2-1层Y22702722 2622 27抽水2-1层Y32702722 2622 27抽水2-1层YG12702722 262

13、2 27观测2-1层YG22702722 2622 27观测2-1层YG32702722 2622 27观测6.1试验设备为了满足本次试验精度和要求，确保试验成果的准确性，在试验设备选 用上力求精密。相关试验设备如下：成井设备：选用山东济宁工程机械厂生产的M-200型水文钻机，钻头选用带保径圈的三翼钻头，满足成孔要求；井管选用时应考虑过水断面要求，减小井水含沙量；圭寸孔选用优质粘土球，保证上下两个含水层不连通；抽水设备选用高功率的降压泵，满足单井出水量要求；试验水位观测选用欧洲 Water&Land公司生产的Diver地下水位自动记 录仪，该仪器可1秒钟记录一次数据，精度为100m深度

14、范围内误差不超过 2mm；水量测量选用大口径水表；沉降监测选用徕卡精密自动安平水准仪，配 2m铟钢尺；为按时按质按量完成本次抽水试验工程，计划所需机械设备如下:序号设备名称规格型号数量电功（Kvy1工程钻机M-200 型1套182泥浆泵86型1台7.53空压机W-1-71台5.54潜水泵QDX3-10-0.7511.1/ 台5降压泵200QJ32-50/435.5/ 台6Diver自动水位监测仪3套7水位计1个6.2试验准备1、试验所需场地场地条件：通水通电、场地平整，沉降监测期间现场无大型机械施工；电源要求：现场供电功率不小于 50kw;排水要求：试验井附近应有排水明沟或市政泄水口， 排水管

15、道直径不宜 小于300mm排水沟至井位距离不宜超过 50m远。2、准备阶段设备进场施工前准备工作约2天，考虑6眼试验井成井时间约6天，设 备安装、试抽水至水位恢复、观测静止水位等，开始试验前施工和准备工作 时间约需6天。抽水试验前2天，由甲方负责组织验收供电、排水工程；完 成所有抽水孔抽水设备、观测设备的安装和各单井试抽工作。试验所需要的 材料、设备、资料等准备工作由我公司完成。6.3试验过程6.3.1单井试验本次抽水试验抽水时间约需10天，分三个阶段进行：（1）、静止水位观测抽水前对现场的7眼试验井进行静止水位观测，测出实际水头高度值。观测频率1次/小时，连续4个小时测的水位值相同，可认为水

16、位是静止的。、抽水试验单井抽水试验抽水时间约需45天，水位恢复时间约需45天。对第2-1层S1抽水井进行抽水试验，同时观测第2-1层的水位变化 情况；对第2-1层S2抽水井进行抽水试验，同时观测第2-1层的水位变化 情况；（3）、恢复水位观测恢复水位观测开始于抽水停止后，每次直至水位恢复到自然水位为止， 对所有井进行观测。现场数据采集结束后，对原始数据分类整理，现场抽水试验结束7天后 提交完整的试验报告。6.3.2群井试验本次群抽试验分三个阶段进行：1、抽水前静止水位观测阶段抽水前对现场的所有试验井进行静止水位观测，测出实际水头高度值， 方法同单井试验。2、抽水阶段、沉降监测阶段本次群井抽水试

17、验抽水井 S1、S2及S3抽水，其中SG1井为观测。在群井抽水前一天开始对所有监测点进行初值监测，抽水开始后每天监 测一次，直到群抽试验结束。3、恢复水位观测、监测阶段本次群井试验具体恢复观测时间根据监测点的沉降恢复数据来定，直到监测恢复数据变化不大时，可以停止监测。6.4抽水过程技术要求641水位观测采集技术要求（1）数据采集工具本次试验采用欧洲 Water&Land公司生产的Diver自动数据采集仪、电 流水位计观测水位。要求测线长度标记准确、牢固，标记数字清晰且防水； 对测线的丈量精确到毫米。自动数据采集仪设置及采集示意图（2）水位观测的精度和频率要求1）、地下水位普测和自然变幅

18、观测目的：了解区域地下水水位的自然日变幅及确定抽水试验前的自然水位 情况。观测精度：读数精确到毫米。抽水试验前，采用电流水位计或测绳来观测静止水位2）、抽水期间的水位观测要求观测对象：抽水井和观测井。观测精度：观测孔读数精确到毫米，降水孔读数精确到厘米。观测频率：观测井用 Diver自动数据采集仪、测绳观测，Diver自动数 据采集仪可设置成每隔30秒采集一次数据，满足试验要求。抽水井和水表 观测频率为在开始后按 T、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、 40'、50、60、80、100、120的稳定流频率进行观测。之后，每隔 1小时 观测一次。3）、恢复水位的观测恢复水

19、位的观测精度、频率应与抽水开始时的观测精度、频率一致。4）、其它情况的观测在试验期间如遇停电或不可抗拒原因造成试验停止，需要及时观测恢复水位，观测精度、频率与恢复水位的观测精度、频率一致。抽水试验的稳定标准，应符合在抽水稳定延续时间内，抽水孔出水量和 动水位与时间关系曲线值在一定范围内波动，且没有持续上升或下降的趋 势；按以下标准判断试验期间动水位是否达到稳定：1）、当有观测孔时，应以最远观测孔的动水位判定；2）、动水位无持续上升或下降的趋势；3）、动水位与自然水位变化一致时可认为达到稳定。6.4.2流量采集技术要求本次试验中对所有抽水井均安装了水表，米用水表进行流量计量。观测精度：水表读数精

20、确到0.1m3。观测频率：抽水开始后流量观测要求与水位观测频率一致。稳定标准：除由于水位消减引起水泵出水量减少和特殊因素影响外，水 量波动范围应小于5%。6.5地面沉降点布置与监测要求（1）、监测点的布设根据现场情况及试验工艺要求，拟布设 30个地面沉降监测点，以监测 较远距离处地面的沉降速率及沉降量。各测点位置根据现场条件可做适当调整。（2）、监测方法为监测地面沉降，在降水影响区域内的稳固地点成组设置水准基点，通 常每组3点（本项目设置1组），以它为依据来测定设置在变形区内观测点 的沉降数据，为检查水准基点本身的稳定性，每次观测前进行连测。施工监 测时按国家二等水准测量规范将沉降监测点与基准

21、点之间形成一条H等闭 合水准路线，水准路线闭合差应w 士 0.3 N （mm） （N为测站数），观测结果 采用计算机进行平差计算后，再计算出各测点的高程，各测点两次观测高程 的差值即为该测点的沉降量。、监测频率及时间在降水试验开始前进行第1次观测，取得各监测点的原始值，抽水过程 中每天观测1次，如果日变化量大于 5mm,则加密监测，每日观测两次。 整个监测工作根据抽水时间安排调整，预计 15天。监测完毕，现场数据采集结束后，对原始数据分类整理，将整理后的数 据输入电脑，采选用三维有限差分渗流计算软件 Visual MODFOW计算。 建立基坑降水数值模拟模型，对模型进行识别后，利用所建立对数值

22、模拟模17型进行降水预测，更进一步确定降水影响降深，在此基础上对基坑降水引起 坑外环境影响做出有效的评价。监测点监测完毕后7天内群井试验报告基本 编写完毕。Visual MODFLOW 是目前国际上最为流行且被各国同行一致认可的三维地下水流和溶质运移模拟的标准可视化专业软件系统。Visual MODFLOW的最大特点是功能强大、易学易用，合理的菜单结构，友好的可视化交互界 面和强大的模型输入输出支持，使之成为许多地下水模拟专业人员的选择对 象。far Mhdowa 弘WFiM*"Visual MODFLOW Pro Id h- 2 1U戦帧1御理肿口30“密押MUM七、施工工艺7.1

23、施工工艺流程准备工作T钻机进场T定位安装T开孔T下护口管T钻进T终孔后冲孔 换浆T下井管T稀释泥浆T填砂T止水封孔T洗井T下泵试抽T合理安排 排水管路及电缆电路T试验T记录。7.2施工技术要求1、准备工作在场地符合三通一平可以施工后，组织机械设备，落实材料和人员，合 理安排人、财、物，保持与甲方及工地上各相关单位的密切协作。2、材料到位由专人负责进料，工程师核定，确保井壁管、过滤管、填砂、粘土等材 料的质量。材料不到位，质量不符合要求不能开钻。成孔施工机械设备选用 M200-I型工程钻机及其配套设备。采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工 艺及下井壁管、滤水管，围填填砾、粘性土、止水等成井工艺。3

24、、成井施工工艺、测放井位：根据降水井井位平面布置图测放井位，当布设的井点受 地面障碍物或施工条件的影响时，现场可作适当调整。、埋设护口管：护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土封严， 防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面 0.10 m0.30m。、安装钻机：机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与 孔的中心三点成一线。、钻进成孔：降水井的开孔孔径为 © 600mm均一径到底。钻进开孔 时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，以保证开孔钻进的垂直度，钻孔孔斜不超 过1%要求整个钻孔孔壁圆整光滑，成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程 中泥浆密度控制在1.101.15，当提升钻具或停工

25、时，孔内必须压满泥浆， 以防止孔壁坍塌。、清孔换浆：下井管前的清孔换浆工作是保证成井质量的关键工序，1 9为了保证成孔在进入含水层部位不形成过厚的泥皮，当钻孔钻至含水层顶板 位置时即开始加清水调浆。钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底 0.50m,进行冲孔，清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.05，孔底沉淤小于30cm返出的泥浆内不含泥砂为止。、下井管：管子进场后，应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。下 管前必须测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管。井管应平稳入孔， 每节井管的两端口要找平，下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径 50mm勺扶正器（找中器），以保证滤水管

26、能居中，下到设计深度后，井口固 定居中。、填滤料：填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底 0.30m0.50m,井管 上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥 浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步调到1.05,然后按前述井的构造设计要求填入滤料，并随填随测填滤料的高 度。直至滤料下入预定位置为止。、填粘性土：各井在滤料的围填面以上均回填粘性土，回填时，为防 止产生“架桥”现象，回填前需将块状的粘性土碾碎（粒径小于30mm为宜）后填入，下入速度不宜太快，沿着井管周围少放慢下的回填，回填部位按井 结构图的要求。、井口封闭：为防止泥浆及地表污水从管外

27、流入井内，在地表以下回 填2.00m厚粘性土止水，或采用水泥浆封孔。、洗井：在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽 水洗井，待井能出水后提出钻杆再用活塞洗井，活塞必须从滤水管下部向上 拉，将水拉出孔口，对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动，冲 击孔壁泥皮，此时应向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂 后，可换用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤。(11) 、排水：洗井时应用管道将水排至场地四周的明渠内，通过排水渠将 水排入场外市政管道中.(12) 、测量静止水位：洗井24小时以后，测量静止承压水头。(13) 、在成井结束后进行一次群抽实验，以检验本基坑降压井数量和位置

28、 是否能保证本基坑的安全。(14) 、降水井主要质量标准及实施措施表 质量控制表项目施工控制标准实施措施孔与井管偏 斜100 m以内不超过1%钻杆不弯，钻头有保经圈， 井管焊接时从两个方向找直，井管下入孔内转动灵活井损失经抽水试验后计算的水 位降与实际的水位降不超过4m泥浆指标控制得当，活塞与 空压机联合洗井含砂量小于 1/20000填砾按设计要求规格，填砾 前稀释泥浆步骤符合要求八、施工现场管理8.1施工组织管理1、项目组织网络按项目法施工管理原则，并结合本工程的特点，为实现优质、高效、安全、低耗地完成本工程施工任务，建立强有力的现场施工管理项目部，项目 经理作为管理核心，全权负责工程质量、

29、进度、安全文明施工，成本控制及 外部环境的协调等工作。组成人员职责分明，相互协作项目体系管理网络图施工员安全员资料员机料员公司部门主管项目经理各班组长各施工班组成员2、劳动力组织岗位宀口 疋员主要职责范围机修班焊工1人负责维修、保养和修理各种机具，协助设备安装。电工1人负责维护、保养和修理各种电器设备，负责各种电器 线路。钻井队机长1人服从项目统一安排，认真组织本机施工，对本机的安 全、质量和效率负责。班长1人及时完成机长安排的工作，对本班的安全、质量和效 率负责。钻工4人服从班长的安排，负责钻机移位、成孔、下井管、填 砾和洗井工作。试验班班长1人全面负责降水运行的现场工作。普工1人降水。合计

30、11人8.2施工进度计划根据我公司多年经验，结合本工程的实际情况，本工程的施工计划工期如下: 进场后准备工作：2天 成井施工：4天 单井抽水试验：10天 群井抽水与沉降监测：15天 抽水试验总报告编写提交：7天内序施工内容24101581施工准备2成井施工3单井试验4群井抽水与 沉降监测5报告编写备注试验报告编写不占用现场时间8.3施工安全保障措施1、安全管理目标严格按上海市施工现场安全文明标准化要求和公司的各种规章制度进行施工。做到无任何重大伤亡事故发生。2、总体思路坚持“安全第一、预防为主”的指导思想，健全建立各级岗位安全生产责任制，组织好有项目经理、项目工程师、安全员、施工员及各班班组长

31、参 加的安全生产网络，制定主要工种的安全技术措施，加强安全技术和特种工 的安全教育培训工作，根据建设部安全管理目标，严格实施建筑施工安全 检查评分标准和施工现场临时用电安全技术规范进行施工用电，定期 召开安全会议和定期组织检查，警钟长鸣，形成安全生产的新风气。3、安全生产组织网络4、安全技术措施、现场钻机操作工必须持有效证上岗，挂牌负责，定机定人。、保持机械设备整齐完好，无老油污，绳索无锈浊，磨损控制在标准 范围内，齿轮及齿轮啮合处润滑良好。、钻机转动部分有安全防护装置，开钻前检查齿轮箱和其他机械传动 部分是否灵敏、安全、可靠，启动时先看清机械周围环境，确认正常，招呼 后推闸。、施工人员禁止不

32、戴安全帽、穿拖鞋、赤膊进入施工现场。二米以上 高处作业必须佩戴安全带。、施工现场的沟、坑等处必须有防护设施或明显标志，护孔管埋好后 必须加盖或设置警戒线，泥浆池要设置防护栏杆。、施工前必须先摸清有关地下构筑物及地下电源、水、煤气管道的情 况，及时按国家有关规定采防护措施的。、在架空输电线附近施工，必须严格按安全操作规程的有关规定进行 施工。高压线的正下方不得堆放吊车等设备，钻架与高压线之间应有可靠的 安全距离。、夜间施工要足够的照明设备，特别是钻机操作台、传动及转盘等危 险部位，主要通道应保持充分的照明。、钻机机长、班长在钻机移动时必须亲临机台指挥， 安全员到场监督。 每天上下班时对劳动用品、机械设备及机具、吊具、索具等进行检查，确保 在完好的情况下方可进行施工。如有隐患，必须及时清除。5、安全用电技术措施、本次施工，基坑成井阶段最大用电功率为 30KW降水运行阶段最大 用电功率为50KW、所