上海某大厦基坑降水施工方案

TOC\o"1-3"\h\z基坑降水施工方案 21、工程水文地质概况 22、本工程降水施工目的 23、降水施工井位布置总体思路 24、轻型井点施工设计 25、深井管井设计与施工 36、承压井设计及施工 57、降水运行 78、具体的井点布置、井点剖面构造详见下图 7

基坑降水施工方案1、工程水文地质概况1）本场地地貌类型属滨海平原，现场地地势平坦，地面绝对标高为1.96~2.99m。2）本场地第③层淤泥质粉质粘土层，夹薄层粉砂，易产生流砂、管涌等不良地质现象，施工时应采取适当的降水和止水措施。3）本基地地下水属潜水类型，其主要补给来源为大气降水，水位补给随季节变化而变化，某地市年平均高水位埋深0.50m，低水位埋深1.50m，勘察期间所测得的地下水静止水位埋深一般在0.70~1.55m之间，其相应标高一般在1.94m~1.04m之间。基坑围护设计水位取水位埋深0.50m。4）拟建场地中第⑦层是某地地区第一承压含水层，第⑨层是某地地区的第二承压含水层。本场地第⑦层与第⑨层之间分布第⑧层粘性土层，第一和第二承压水层之间被相对不透水的第⑧层阻隔。5）据某地地区已有工程的长期水位观测资料，承压含水层水位呈周期性变化，水位埋深的变化幅度一般在3.0m~11.0m。现场设置得承压水观测孔得到的承压水位埋深变化在5.10~6.46m之间。经初步验算，本工程基底抗承压水头稳定性安全系数不能满足规范要求，需要采取承压水降压措施。土方开挖范围内土层情况详见工程概况中相关内容。2、本工程降水施工目的在本工程基坑开挖深度为19.1m（塔楼）及17m（裙房），基坑围护面积16600㎡，根据设计基坑围护方式采用两墙合一地下连续墙，钻孔灌注桩、水泥搅拌桩止水帷幕等的形式，根据上述水文地质特性，涉及的第③层，为淤泥质粉质粘土，夹薄层粉砂易产生流砂、管涌等不良地质现象，施工时采取轻型井点预降水措施，渗透系数为K=1.67E-05；涉及的地基土层为⑤1-1，为保证开挖基坑土体干燥，采用真空深井管井预降水，渗透系数K=7.32E-06cm/sec；由于基底抗承压水头稳定性安全系数不能满足规范要求，采用坑外以及按施工顺序对主楼四周、中间设置深井管井对承压水降压，涉及土层为⑦1粉砂层为第一承压水层。根据本工程的基坑开挖及基础底板结构施工的要求，本次降水目的：（1）疏干围护内的地层中的自由水，加固基坑外和坑底下的土体，提高坑外土体抗力，从而减少坑底隆起和围护结构的变形量，降低基坑外地下水对围护结构的压力。（2）最大限度减少因基坑开挖而对周边环境产生的影响。（3）增强土壤的固结强度及直立性，有利基坑内放坡开挖时土体的稳定性，防止纵向滑坡。（4）疏干坑内地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业。3、降水施工井位布置总体思路本工程第③层主要采用轻型井点进行预降水，护坡并疏干基坑内的地下水；由于地下室开挖面积大，不考虑局部深度较深，采用一级轻型井点降水措施。考虑第⑤、⑦层土体，对坑底产生不利影响，故采用真空深井管井降水措施及坑外等深井管井降水措施，根据施工具体前后时间及时安排管井施工、确保土方开挖顺利进行。4、轻型井点施工设计根据计算轻型井点布置参数如下表：（计算详见降水方案）楼号基坑面积涌水量Q（M3/D）轻型井点套数备注华敏帝豪大厦（主楼）585518.38套采用一级降水华敏帝豪大厦（裙房）1014523.322套采用一级降水轻型井点共布置30套，布设深度6m（自然地坪开槽1.00×1.5m）实际布设深度为7.8m，根据降水坡度1：10全面降水7天后，坑内水位将在坑底标高以下1.00m左右确保土方的开挖和底板砼的顺利浇筑。（2）轻型井点布置方法本基坑计划在基坑内挖土流向分布轻型井点预降水。采用JSJ60型真空射流泵机组，每组井点加真空，支管间距1.5米，预降水7-10天后即可开挖，视基坑情况稳定后方可拆出。（3）轻型井点长度井管的埋设深度H（不包括滤头）按常规设计H＞H1＋h1＋IL式中H1：井管的埋设面至基坑的距离（米）同时考虑总管接口在地面以下1.0米。h1：基坑轴线上降水的地下水位与基坑的距离一般不小于0.5米I：地下水降落坡度，环形井点为1/10，单排线状井点为1/5；L：井管至基坑边线的水平距离（米）H≥6＋0.5＋1/10×10=7.5米，取7.8米轻型井点点距设计为1.2~1.5米，详见“井点平面布置示意图”，井点滤水管埋设深度为7.8m，孔径≥300mm。以下采用加真空法进行施工。（5）轻型井点施工工艺及质量要求施工工艺流程：定位→开沟→冲孔→下井点管→回填滤料→井点封口→安装总管→安装真空泵→调试→正式抽水→降水完毕拔井点支管施工质量技术要求：冲孔时保持垂直度，确保支管、滤管安装正常，深度不得小于设计深度，轻型井点冲孔直径不小于300mm。滤管下部要填30cm以上的滤料，回填滤料四周要均匀，防止泥浆进入井管内。总管与支管连接做到密封不漏气，随时检查，措施及时。抽水过程中，专人24小时值班，认真检查巡视井点设备的正常运转，发现问题及时抢修，确保井点抽水运转正常。5、深井管井设计与施工 （）深井布置参数根据计算（计算详见方案），深井井点数如下表：名称基坑面积涌水量Q过滤器总长度L深井井点数备注华敏帝豪大厦（主楼）585533.582926L=25.4m华敏帝豪大厦（裙楼）1014543.336.358L=25.4m（2）深井管井的构造与设计要求井口：井口应高于地面以上0.50m，以防止地表污水渗入井内，一般采用优质粘土或水泥浆封闭，其深度不小于2.00m。井壁管：深井管井的井壁管均采用φ273管径，3㎜厚焊接钢井管，钻孔650。过滤器（滤水管）：采用φ273管径，3㎜厚焊接钢井管，滤水管的直径与井壁管的直径相同。沉淀管：沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而影响进水的作用，沉淀管接在滤水管底部，直径与滤水管相同，长度为1.00m，沉淀管底口封死。填砾料：各井从井底向上至地表以下2.00～3.00m均围填中粗砂。填粘性土封孔：在中粗砂的围填面以上采用优质粘土围填至地表并夯实，并做好井口管外的封闭工作。各井的结构及过滤器的安装部位见“深井管井结构图”。（3）成孔（井）施工工艺与技术要求管井施工工艺与技术要求：成孔施工机械设备选用150型或200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、粘性土等成井工艺。成井工艺流程如下：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，管外应用粘性土或草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.10m～0.30m。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φ650mm，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，成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆密度控制在1.10～1.15，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。清孔换浆：钻孔钻进至设计标高后，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1.10，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆内不含泥块为止。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，下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器（找正器），以保证滤水管能居中，井管焊接要牢固，垂直，下到设计深度后，井口固定居中。填砾料（中粗砂）：填砾料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m～0.50m，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,然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入砾料，并随填随测填砾料的高度。直至砾料下入预定位置为止。井口封闭：为防止泥浆及地表污水从管外流入井内，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，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,直到水清不含砂为止。安泵试抽：成井施工结束后，在降水井内及时下入潜水泵与接真空管、排设排水管道、地面真空泵安装、电缆等，电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水过程中不被挖土机、吊车等碾压、碰撞损坏，因此，现场要在这些设备上进行标识。抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。先采用真空泵与潜水泵交替抽水。真空抽水时管路系统内的真空度不宜小于－0.06MPa，以确保真空抽水的效果。排水:洗井及降水运行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。深井固定及保护：深井设置固定点应尽量靠近立柱桩。靠近水平支撑处设保护架，距水平支撑远的深井随挖随逐层割除。深井封闭：在大底板垫层施工后、钢筋施工前进行深井封闭施工，封井方式见下图。6、承压井设计及施工（1）承压水布置参数本场地第⑦层承压含水层厚度较大，根据勘察报告提示对于工程坑底开挖面以下至承压水含水层顶板间覆盖土的自重压力Pcz与承压水压力Pwy比值小于1.05，有产生坑底承压含水层突涌的可能，故在基坑周边及主楼周边采取设置相应数量的承压井作为降水减压措施，以确保基坑施工安全顺利进行。根据计算，降压管井数15口，长度为38.00米，滤头长6米，外灌沙10米，上面全部用泥土填实，8口设在基坑地下连续墙外围，7口设在主楼基坑周边（主楼基坑施工完成后作为后期逆作区域的观测井或补充降压井）。根据水头压力进行控制，本工程承压水头标高控制在7.5~11米。（2）承压井施工及管理轻型井点布设完后即布设深井管井，当深井布置完毕后即布设承压井，由于地下水量较大，承压井布设完抽水时间，根据承压水水位高度进行控制，当承压水水位埋深距自然地坪小于7米，即开始并连接抽水三天，三天后白天抽水，下午六时至隔天上午六时，1口抽水，1口停抽进行观察，使承压水水位控制在7.5~11m之间。（3）由降水引起的沉降分析评估及控制措施A、沉降分析饱和土是由固体颗粒构成的骨架和充满其间的水组成的两相体，当外力作用于土体后，一部分由土骨架承担，并通过颗粒之间的接触进行应力的传递，称之为粒间应力（有效应力）；另一部分则由孔隙中的水来承担，水虽然不能承担剪应力，但却能承受法向应力，并且可以通过连通的孔隙水传递，这部分水压力称为孔隙水压力，抽取地下水引起的土层压缩变形反映在土层孔隙的变化，因而，根据土力学原理，由土层孔隙的变化，可以求得土层的压缩变形量。如土体压缩变形过大，则将造成周边土体的下陷及不均匀沉降，造成对基坑周边邻近建筑物、管线等的不良影响，由于基坑开挖深度比较深，承压井设置、深井管井降水稍有不慎将直接影响基坑开挖（即采水量少，影响基坑施工，采水多影响周边环境）为确保基坑的顺利开挖，又要确保对周边环境影响减少到最底程度则采取以下措施。B、沉降控制措施：①在基坑周边40米范围内及邻近建筑物旁设一定数量的沉降观察点，通过监测数据控制管井采水量，从而达到控制地面不均匀沉降。②临近建筑物和地下管线的减压井的抽水时间尽量缩短。③在降水运行过程中随开挖深度逐步降低承压水头，根据抽水试验得到的参数，计算不同井组合下坑内地下水的深度，随基坑开挖深度确定井群的运行。没有抽水的井可作为观测井，控制承压水头与上覆土压力足以满足开挖基坑稳定性要求，这将使降水对环境的影响进一步降低。④及时监测地下水水位及抽水流量，发现问题及时处理，调整抽水井及抽水流量，必要时采取回灌措施（旁边另设回灌井），指导降水运行和开挖施工。同时对观察井水位进行实时监测、记录，通过采集的数据采取相应的措施。⑤加强基坑开挖和降水时的环境监测，建设单位所有的监测资料应及时抄送我现场项目部，绘制相关的图表，以调控降水运行。C、环境保护主要技术措施：① 良好的地面排水系统：认真做好地面排水系统，在沿地墙外边(围墙内侧)布置一条沟底抗渗性能好的排水沟，防水地表水渗入土体和基坑内。② 信息化施工：实行信息化施工，建立有效的监测网络体系。挖土施工前，对基坑内地下水进行预降水，以使土体固结密实，是基坑开挖时确保基坑稳定性的关键因素之一，因此合理布置深井井点，组织合适的降水工艺特别重要。在坑外承压水降水影响范围内设置一定数量的观测井兼作备用井，一旦监测数据表明承压水位有明显下降，将影响周边建筑物或管线，即启动回灌井进行水位恢复。基坑开挖过程中，遇围护结构渗水等情况，应及时组织人员堵漏，必要时在基坑外侧跟踪注浆，派专人24小时跟踪监测。D、地下管线和建筑物保护措施:摸清管线深度和走向，没有开挖出来的管线上部应有明显标识，开挖裸露的管线应该采用有效的保护措施并在上部注明管线种类，两头设置明显警示标志。对于管线的保护也可采取跟踪注浆等方式，以动态的控制来确保管线的安全，目的是将管线底下沉陷的地基控制在要求范围内。对施工场地周围的已有建筑物，施工前先踏勘一次，掌握建筑物裂缝分布情况，工程技术人员应经常了解已有建筑物内外裂缝发展情况，如有异常，立即放慢抽水速度，及时向上汇报，等待处理意见。（4）承压井停运及封闭浇捣基础钢筋砼大底板前在基础面及承压管井周边留设直径600，高度400的预留孔，并在预留孔内设置预埋法兰钢板，法兰钢板一边设锚固筋，一边设固定螺栓，当裙房底板砼强度达到75%以上即可封闭承压管井。首先在承压管井内填入粘土至钢筋砼底板下1米，然后再灌入相应砼至法兰钢板平，再用法兰钢板中间设橡胶垫同固定螺栓复合，柠紧螺帽闭合。最后用高于底板砼50等级的砼浇捣于底板预留孔内成整体。7、降水运行（1）降水试运行：试运行之前，准确测定各井口和地面标高、静止水位，然后开始试运行，以检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水要求。在降水井的成井施工阶段应边施工边抽水，即完成一口投入降水运行一口，力争在基坑开挖前，及时降低连续墙内基坑中的地下水位，保证基坑的干开挖施工的顺利进行。（2）降水运行：基坑内的降水井应在基坑开挖前二十天进行，做到能及时降低基坑中的地下水位。坑内降水井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间自短至长，每次抽水井内水抽干后，应立即停泵，对于出水量较大的井每天开泵的抽水的次数相应要增多。降水运行期间，现场实行24小时值班制，值班人员应认真做好各项质量记录，做到准确齐全。降水运行过程中对降水运行的记录，