上海办公塔楼基坑降水方案[优秀工程方案]

1、 大中里综合发展项目降水设计方案目 录1 工程概况12 设计依据33 降水目的34 场区工程地质与水文地质条件44.1 工程地质条件44.2 水文地质条件65 降水工程难点分析与对策65.1降水工程难点分析65.2降水对策76 基坑底板稳定性分析77 水文地质计算87.1减压井分析计算87.2疏干井分析计算167.3总工作量188 降水运行198.1 成井基本要求198.2 疏干井运行198.3 减压井运行199 安全运行应急预案209.1 电源保证209.2 排水保证209.3 井管保护209.4 监测措施209.5 回灌措施2110 减压降水引起的地面沉降预测分析2110.1减压降水引起的

2、地面沉降初评2110.2减压降水引起的地面沉降控制2111 施工工艺及技术要求2211.1 工艺流程2211.2 设备选型2211.3 施工技术要求2211.4 降水技术要求2411.5 成井施工控制表2512 质量保证措施2613 工期及保证措施2614 降水井封井方案2715 地下水自动监控271 工程概况拟建“上海市静安区大中里综合发展项目”位于上海市静安区40 号、46 号街坊,即威海路以北、石门一路以东、南京西路以南、青海路以西区域.其北侧有轨道交通2 号线穿越,其西侧为待建轨道交通13 号线南京西路站(参见图1).本项目规模较大,共包括5 幢高层,其中T1(32 层)、T2(51

3、层)为办公塔楼,高度分别约为170米、250米,结构体系采用框筒结构;T3(24 层)、T5(15 层)、T6(18 层)为酒店塔楼,高度分别约为100米、70米、73米,结构体系采用框剪结构.另外还涉及24 层商业裙楼,结构体系采用框架结构.除跨越轨道交通2 号线隧道段(三期工程)无地下室外,整个场地下设4 层地下车库,总开挖深度约为25米.一期工程主要包括T1(32 层)、T2(51 层)、T3(24 层)塔楼及24 层商业裙楼.本工程建筑师: 王欧阳(香港)有限公司本工程结构工程师:茂盛(中国)工程咨询有限公司本工程工料测量师:威宁谢中国有限公司本工程基坑围护设计顾问:同济大学建筑设计研

4、究院本工程国内设计顾问:上海建筑设计研究院有限公司图1 工程地理环境示意图项目占地面积约60000 米2,邻近地铁13号线基坑深度2426米.基坑开挖面积较大,基坑总面积近60000米2,开挖深度分为:10.85米、10.95米、19.30米、19.40米、20.30米、20.80米、21.80米、23.50米、24.00米及26.00米.分十三幅地块施工,地块间围护结构采用厚1000米米的地下连续墙分割,连续墙深度分别为42.00米、45.00米、48.00米、53.00米及55.00米(靠近地铁2号线一侧)(参见图2所示).大中里综合发展项目因周边环境复杂,基坑分区开挖,本阶段施工内容主要

5、包括1-a区、1-b区、1-c区、1-d区、2-a区、2-b区及 3区一期深坑施工,近地铁2号线的4区、1-e1区、1-e2区为二期浅坑施工.三期属地铁上施工区域.本次降水设计包括一、二期区域.图2 大中里综合发展项目基坑分区开挖图2 设计依据1、基坑围护设计资料;2、岩土工程勘察报告(2009.3.6);3、供水水文地质勘察规范(GB50027-2001);4、供水管井设计施工及验收规范(CJJ10-86);5、建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98);6岩土工程勘察规范(DGJ08-37-2002).3 降水目的根据本工程的基坑开挖及基础底板结构施工的要求,本次降水的目的: 加

6、固基坑内和坑底下的土体,提高坑内土体抗力,从而减少坑底隆起和围护结构的变形量,防止坑外地表过量沉降. 减少坑内土体含水量,防止土体在开挖过程中发生纵向滑坡,方便挖掘机和工人在坑内施工作业. 降低下部承压含水层的水头高度,防止基坑底板管涌、突涌等不良现象的发生,确保基坑底板的稳定性. 保护地铁等周边环境,使降压降水引起的地层沉降降至最小.4 场区工程地质与水文地质条件4.1 工程地质条件经勘探揭露,拟建场地位于正常地层与古河道地层沉积区交界处,土层分布有一定变化,第层暗绿草黄色硬土层主要分布于场地东侧(详见平面图).拟建场地自地表以下150.30米 深度范围内为属第四系河口、滨海、浅海、沼泽、溺

7、谷、湖泽相沉积层,主要由饱和粘性土、粉性土以及砂土组成,一般具有成层分布特点.按其沉积环境、成因类型及其物理力学性质的差异可划分为12 个主要层次.其中第、层可划分为2 个亚层,第层可划分为4 个亚层,而第1 层又可划分为2 个次亚层,第层在西北侧局部有第透层粉性土分布.图3 大中里综合发展项目地层平面分界线图拟建场地地基土分布主要有以下特点:(1)浅部第1 层填土,成份复杂,局部表层1025厘米 为混凝土地坪,上部以混凝土土块、碎石、砖块等建筑垃圾为主,下部以粘性土为主,夹少量碎石等杂物,该层由于受人类活动、工程建设的影响,厚度有一定变化.第2 层浜填土分布于暗浜区域,该层含较多黑色有机质及

8、腐植物,本次在静探 C17、C36、C46 处揭露.(2)第层褐黄灰黄色粉质粘土,在拟建场地其层面埋深和厚度有一定的变化,且在本场地内局部缺失.(3)第、层灰色淤泥质土,土质较软,具有高压缩性、高灵敏度、低强度的特性.基坑围护时需考虑该两层土易流变和触变的特性,另外第层局部夹有较多薄层粉性土,第透层为粉性土,基坑降水时应注意防止第层、第层发生流砂、坍塌现象.(4)第层根据土性划分为4 个亚层:第1 层灰色粉质粘土、第2层灰色砂质粉土夹粉质粘土、第3 层灰色粉质粘土及第4 层灰绿色粉质粘土.其中第1层又可划分为第1-1 层灰色粘土和第1-2 层灰色粉质粘土,其中第1-1 层在场地西侧局部有缺失现

9、象;第2 层主要在场地西侧靠石门一路处分布,其层顶埋深一般为23.027.0米,厚度约为2.27.0米,土质不均;第3 层在第层分布区缺失,该层夹薄层粉性土,土质不均;第4 层灰绿色粉质粘土,该层属次生硬土层,呈可塑硬塑状,土性较上部3 层要好,但该层分布不稳定,局部缺失,层位埋深、厚度变化较大.(5) 受古河道切割影响,第层暗绿草黄色粉质粘土(俗称硬土层)主要在拟建场地东侧分布,层顶埋深一般为22.828.8米,厚度约为2.03.9米.(6)第层根据土性分为第1 层草黄色砂质粉土和第2 层草黄灰色粉砂2 个亚层.受古河道切割影响第1 层局部缺失,层面埋深约25.837.1米,厚度约为0.98

10、.7米;第2 层层面埋深约32.340.2米,厚度约为10.120.5米,另外,该层层底埋深有一定变化,在场地北侧一般层底埋深相对较浅些.(7)第层根据土性分为第1 层灰色粉质粘土和第2 层灰色粉质粘土夹粉砂2 个亚层.其中第1 层层面埋深约48.658.7米,厚度约为0.913.0米;第2层具有随深度增加土性渐好的特点,该层局部粉质粘土与粉砂呈互层状结构,其层面埋深约56.062.8米,厚度约为9.719.1米.(8)第层总厚度大,根据土性分为第1 层灰色粉砂和第2 层灰色细砂2个亚层,该两层分布较为稳定.其中第1 层层面埋深约68.878.7米,厚度约为5.713.3米;第2 层层面埋深约

11、79.184.3米,厚度约为28.034.0米.(9)第层兰灰灰色粉质粘土,呈可塑硬塑状,在拟建场地分布较稳定,层面埋深约110.0116.0米,厚度约为17.523.6米.(10)、第层灰色粉砂,在拟建场地分布较稳定,层面埋深约133.0136.0米,厚度约为6.69.8米.(11)第层兰灰灰色粉质粘土,呈可塑硬塑状,在拟建场地分布较稳定,其层面埋深约为141.0143.4米,该层下部夹较多粉性土.4.2 水文地质条件1 地下水类型及埋深上海第四纪松散沉积物厚度约200300米,地下水类型主要为松散岩类孔隙水.孔隙水按水理特征可划分为潜水含水层、承压含水层,其中承压水又分为微承压水和承压水,

12、对本工程均有影响.潜水一般分布于浅部土层中,补给来源主要有大气降水入渗及地表水侧向补给,其排泄方式以蒸发消耗为主.浅部土层中的潜水位埋深,一般离地表面0.31.5米,年平均地下水水位离地表面0.50.7米.潜水水位的高低主要取决于降雨量的大小和雨期持续时间.拟建场地浅部地下水属潜水类型.勘察期间测得的地下水静止水位埋深一般在 0.50米1.78米 之间,其相应标高一般在2.17米0.69米 之间.微承压含水层(2 层)承压水水头一般低于潜水位.微承压水主要分布于第2 层(局部分布),据上海地区工程经验其水位埋深一般在311米.由勘察钻孔降水头注水试验成果,第2 层微承压含水层水位埋深为3.13

13、米,相应标高为-0.27米.承压含水层(层)属上海地区第一承压含水层,根据上海地区的区域资料,承压水头埋深一般在311米,低于潜水水位,并呈周期性变化.根据初勘报告其承压水水位埋深为5.86.6米,相应标高为-3.04-4.09米.经试验,1层水平向渗透系数为Kv=7.61E-04,垂直向渗透系数为KH=1.27E-03. 5 降水工程难点分析与对策根据本工程围护结构特征和拟建场地的地质、水文地质特征,本基坑工程的安全极大程度上依赖于基坑降水的成功与否,这使得降水设计的可靠性更加重要.5.1降水工程难点分析 本基坑开挖面积大,分区和深坑较多,最深达26米. 地质条件复杂,场区第一承压含水层(层

14、)埋深不一,水量大,初始水位较浅. 地下连续墙深度为40.0055.00米,无法将承压含水层隔断. 场区北侧有正在运行的地铁2号线区间隧道,离一期基坑外墙近90米,基坑施工对地铁米2运营和米13施工有一定影响,变形控制要求特别高.5.2降水对策针对本工程特点,充分发挥我公司的降水设计及地下水控制经验,采用以下措施解决降水工程中的难点: 对于坑内浅层潜水及第一承压含水层,采用管井降水措施,对坑内浅层土体进行疏干降水; 由于地下连续墙部分进入层承压含水层5.00米以上,且周围环境保护要求高,因此,采用坑内管井降水措施,以期达到以下目的:对坑内开挖深度以下的承压水,结合开挖工况,分区、分层进行“按需

15、减压”降水,保证基坑安全及施工顺利进行; 在基坑内、外布置水位观测井,根据地下水位监测结果指导降水运行; 开挖过程中,确保减压降水井的不间断工作.根据减压井抽水量及减压观测井的承压水位,确定开启的减压井数量、抽水速率,合理控制承压水水位,将减压降水对环境的影响控制到最低程度; 为确保降水井的不间断工作,施工现场配备双电源保证措施,配置备用发电机组. 回灌井措施,对于地铁2号线一侧,如因变形较大,可以在适当位置布置回灌井.6 基坑底板稳定性分析本工程基坑开挖深度较大,根据围护结构设计,需考虑下部层承压水的顶托力对基坑底板稳定性的影响,进行稳定性验算,防止高水头承压水从最不利点产生突涌,对基坑造成

16、危害.开挖过程中,基坑底面的安全稳定性,可按下式进行验算.hss Fwhw式中:F基坑底面突涌安全系数(取1.10);hs基坑底面至承压含水层顶板之间的距离(米),计算时,承压含水层顶板埋深取最小值(米);hw承压含水层顶板以上的承压水头高度(米);s基坑底面至承压含水层顶板之间土的层厚加权平均重度,取18.0kN/米3;w地下水的重度(取10.0kN/米3).基坑信息表基坑序号开挖区域基坑开挖深度(米)水位安全埋深(米)含水层顶埋深(米)面积(米2)1a19.30 7.4038.00 9467T1塔楼区21.80 11.8038.00 2b19.30 12.4930.00 4415T3塔楼区

17、20.80 14.9530.00 3c19.40 12.4030.40 19564d19.30 8.2336.70 4412T6塔楼区20.30 9.8636.70 5e110.95 0.0037.80 10346e210.85 0.0037.80 12147a19.30 7.1538.40 10806T2塔楼区23.50 14.0238.40 8b19.30 7.5337.80 25169区南部19.30 12.3630.20 10761区北部19.30 8.6736.00 1010.95 0.0038.30 2850T5塔楼区11.95 0.0038.30 11南端头井26.00 23.0

18、730.60 12车站南段26.00 18.6837.50 373513车站中段24.00 15.4137.50 381614车站北段26.00 18.6837.60 19007 水文地质计算7.1减压井分析计算7.1.1 渗流计算基本理论为了 有效降低和控制承压含水层水头, 确保基坑开挖施工顺利进行,必须进行专门的水文地质渗流计算与分析,为减压降水设计提供理论依据.(1)地下水非稳定渗流的控制方程多孔介质流体不可压缩时非恒定达西渗流场求解的微分控制方程为: (1)其中:E= ; ; 式中:S贮水系数;Sy给水度;米承压含水层单元体厚度(米);B潜水含水层单元体地下水饱和厚度(米).kxx、,

19、kyy、kzz各向异性主方向渗透系数(米/d);H点(x,y,z)在t时刻的水头值(米); W源汇项(1/d).(2) 定解条件初始条件: (2)边界条件: (3)式中:H0(x,y,z,t)点(x,y,z)处的初始水位(米);一类边界条件;H1(x,y,z,t)点(x,y,z)在t时刻的边界已知水位(米).对整个渗流区进行离散可得到数值模型,由此计算、预测降水引起的地下水位的时空分布.7.1.2 基坑降水预测本次减压降水设计计算以初始承压水水头埋深3.00米作为前提条件.由于地下连续墙埋深已达40.0055.00米(需要降低承压含水层的区域),而承压含水层的顶板埋深为30.0037.00米左

20、右,同时该工程周边环境复杂,地铁及地下管线较多,所以采用坑内降水方案.根据稳定性分析的要求以及分区分块施工,本工程降压井设计考虑如下:(1) 施工地铁米13线南京西路站基坑南段根据计算需要在地铁米13线南京西路站基坑南段内布置12口降压井,可以将水位降至安全承压水位以下,减压降水后承压水位埋深等值线图如图4所示.图4 地铁米13线南京西路站基坑南段减压降水承压水位埋深等值线图(单位:米)(2) 施工地铁米13线南京西路站基坑北段根据计算需要在地铁米13线南京西路站基坑北段内布置6口降压井,可以将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图如图5所示.图5 地铁米13线南京西路站基坑北段

21、减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:米)(3) 地铁米13线南京西路站基坑北、南段底板完成后,施工地铁米13线南京西路站基坑中间段根据计算需要在地铁米13线南京西路站基坑中间段基坑内各布置9口降压井,可以将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图如图6所示.图6 地铁米13线南京西路站基坑中间段减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:米) (4) 施工1-a及T1塔楼区,其它区域暂不施工根据计算需要在1-a 区内布置9口降压井,可以将水位降至安全承压水位以下,减压降水后承压水位埋深等值线图如图7所示.图7 1-a区减压降水承压水位埋深等值线图(单位:米)(5) 1-a区底板完成后,

22、施工1b区根据计算需要在1-b 区内布置9口降压井,可以将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图如图8所示.图8 1-b区减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:米)(6) 1-b区底板完成后,施工1c区根据计算需要在基坑1c区内各布置6口降压井,可以将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图如图9所示.图9 1-c区减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:米)(7) 1-c区底板完成后,施工1d区根据计算需要在1-d 区内布置4口降压井,可以将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图如图10所示.图10 1-d区减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:米)(8

23、) 1-d区底板完成后,1-a区和1-c区封顶后,施工2a区根据计算需要在基坑2a区内各布置10口降压井,可以将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图如图11所示.图11 2-a区减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:米)(9) 2-a区底板完成后,施工2b区根据计算需要在基坑2b区内各布置4口降压井,可以将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图如图12所示.图12 2-b区减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:米)(10) 2-a区和2-b区封顶后,施工3区根据计算需要在基坑3区内北边和南边各布置5口和9口降压井,可以将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深

24、等值线图如图13和14所示.图13 3区北部减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:米)图14 3区南部减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:米)(11) 3区封顶完成后,施工4区、1-e1区和1-e2区根据计算在基坑4区、1-e1区和1-e2区内不需要布置降压井.坑外如果条件允许,应在适应位置布置承压水位观测孔,暂定10口,在靠近地铁2号线一侧布置3口.同时专业监测单位应在坑外布置一定数量的浅层水位监测孔.降压井总数为83口,观测井10口.由于本工程未做抽水试验,未测定承压含水层的水文地质参数,计算中采用岩土工程勘察报告提供的资料和经验数据,因此在钻机进场后应先施工数口井做抽水试验,以准确测定

25、含水层参数及单井涌水量和静止水位,然后确定减压抽水井数,对井群设计作进一步优化.7.2疏干井分析计算为确保基坑顺利开挖,需降低基坑开挖深度范围内的土体含水量,本工程需要疏干的层位包括1、和1-2层潜水.坑内疏干井数量按下式确定: n = A / a井式中:n 井数(口); A 基坑需疏干面积 (米2); a井 单井有效疏干面积 (米2);根据我公司的降水施工经验,上海地区以淤泥质粘土、粘土为主的潜水含水层中,单井有效疏干面积a井一般为150250米2,由于坑内加固区域较多,故本次取200米2.(1) 1-a区因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井9467/20047.33,拟定48口疏干

26、井.井深27.00米.(2) 1-b区因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井4415/20022.07,拟定23口疏干井.井深25.00米.(3) 1-c区因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井1956/2009.78,拟定10口疏干井.井深25.00米.(4) 1-d区因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井4412/20022.06,拟定23口疏干井.井深25.00米.(5) 1-e1区因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井1034/2005.17,拟定6口疏干井.井深16.00米.(6) 1-e2区因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井1214/2006.07

27、,拟定7口疏干井.井深16.00米.(7) 2-a区因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井10806/20054.03,拟定55口疏干井.井深29.00米.(8) 2-b区因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井2516/20012.58,拟定13口疏干井.井深25.00米.(9) 3区因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井10761/20053.80,拟定54口疏干井.井深25.00米.(10) 4区疏干井数量:n = A / a井2850/20014.25,拟定15口疏干井.井深17.00米.(11) 车站南段因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井3735/20018

28、.67,拟定19口疏干井.井深31.00米,南端头井疏干井井深28.00米.(12) 车站中间段因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井3816/20019.08,拟定20口疏干井.井深27.00米.(13) 车站北段因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井1900/2009.50,拟定10口疏干井.井深31.00米.注:上述基坑面积从平面图上量出计算所得,与基坑的实际面积略有误差.疏干井总数为294口.7.3总工作量工作量详见下表名称数量孔径米米井径米米滤管埋深米 孔深米坑内减压井8365027331-44或39-4945或50坑外观测井1065027331-44或39-4945或5

29、0疏干井3036502734-244-264-2825或29 8 降水运行8.1 成井基本要求1、必须在地下连续墙全封闭后才能进行坑内成井施工.2、地基加固(如旋喷桩加固)施工结束后,方可进行成井施工,否则地基加固会影响成井质量.3、疏干井的成孔必须严格按照设计深度施工.8.2 疏干井运行1、疏干井降水应在基坑开挖前30天或更早进行,以保证有效降低开挖土体中的含水量,确保基坑开挖施工的顺利进行.2、根据开挖进度,井内水位应控制在基坑开挖面以下一定深度内.8.3 减压井运行 对于减压井,为减少降水对周围环境的影响,必须按需降水,水位控制严格按照基坑稳定性分析中的基坑开挖深度和承压安全水位埋深关系

30、式进行.降水运行时开启减压抽水井数量和抽水量大小,应根据基坑开挖深度和对应的安全承压水头埋深进行控制.根据当时承压水初始水位埋深确定基坑开挖安全深度,减压降水随开挖深度的逐渐增加抽水井数,逐步降低承压水头,以尽量减少减压降水引起的对周围环境的影响.在全部减压井施工结束后,进行一次单井及群井减压抽水试运行,检验施工用电及排水情况,同时观测各井水位.根据基坑开挖和支撑的施工实际工况,对降水运行进一步细化,提出每个工况下开启减压抽水井的数量和井号,并计算出该工况下承压水位的安全深度,以指导降水运行.如有必要立即实施地下水回灌措施.减压降水运行过程中总包方应每天将基坑周围的监测资料抄送降水项目部,以便

31、及时了 解、分析降水对周围环境的影响程度,有效控制降水运行.基础底板施工完成后,包括养护阶段和地下室及上部结构施工阶段,应由设计单位提供基础及上部结构的抗浮力,在确保承压水水头压力不大于抗浮力的情况下,逐步减少减压井的开启数量,直至停止降水运行.根据设计要求停止降水时,应由总包单位出具“停止降水通知书”后,方可终止降水运行.9 安全运行应急预案降水成功与否直接关系到整个工程的安全,所以在施工过程中不能忽视一些影响降水安全的因素.9.1 电源保证为了 保证不间断降水,在施工现场除提供一路工业用电外,同时配备柴油发电机,发电量为150kw,施工现场临时用电总电路采用双向闸刀,以确保两路供电自由切换

32、,保证在基坑开挖过程中降水不得中断.9.2 排水保证排水是否正常将直接影响降水运行,根据降水最高峰分析,每小时最高排水量大约2400吨,所以施工现场必须合理布置排水沟,以能够迅速将大量地下水排入城市管道中.9.3 井管保护基坑开挖时注意保护承压水井管,降压深井管壁薄,管材强度不是很高,经不起一些机械设备的碰撞和冲击,降水单位必须保证井管连接的焊接质量.坑内挖土时,挖机等不要直接碰撞坑内井管,井周边的土不得用挖机操作,可以人工扦土,并要有专人指挥.坑内所有降压深井的孔位根据深基坑的支撑图正确定位,不能与设计的支撑相碰,并最终固定在支撑附近,并且要在井口搭设平台.坑内的疏干深井随基坑开挖深度逐步割

33、除多余的井管.对每口井设置醒目标志,并且对可能受车辆行走的电缆线以及管路部位加以防护,并且抽水人员加强对现场的巡视力度.9.4 监测措施因基坑开挖深度比较深,必须委托专业监测单位对基坑围护结构和周边环境进行监测,加强信息化施工,监测数据必须提交一份给降水单位,对周边环境出现异常情况,监测单位必须通知降水单位,使降水单位根据数据实时调整抽水井数以及抽水井位置.在合理的工作程序下,基坑开挖应加快进度,让基坑暴露的时间缩短,减少因开挖产生的沉降变形量.同时当基坑开挖时发现基坑内疏干深井的单井出水量没有显著的减少时应考虑地墙是否渗漏,发现地墙渗水的地方,及时阻漏,减少上层粘土层的固结变形,而引起基坑外

34、水位的变化.9.5 回灌措施本工程基坑北侧有正在运行的地铁二号线区间隧道,如果地下连续墙有渗漏情况,为了 防止减压降水对其的影响,可在基坑外围靠近地铁二号线一侧布置回灌井,持续用水回灌,补充该处的地下水,使降水井点的影响半径不超过回灌井点的范围.具体施工时可根据现场情况决定选用井点加压灌注法或自流回灌法. 10 减压降水引起的地面沉降预测分析10.1减压降水引起的地面沉降初评近二十多年来上海深层(针对第层及其以下层)降水实践经验证明,深层降水对地面沉降的影响是较小的,成井和降水运行管理控制得好,抽水结束后部分可以回弹,由于降水引起的承压水头降落漏斗的坡度不大,对建、构筑物产生的差异沉降可以忽略

35、不计,不会影响其安全性.但应布置监测点,随时注意这些重要建筑物的地基变形情况.10.2减压降水引起的地面沉降控制1)临近建筑物和地下管线的减压井抽水时间应尽量缩短.2)采用信息化施工,对周围环境进行监测,发现问题及时调整抽水井数量及抽水流量,以指导降水运行. 3)监测资料及时报送降水项目部,以绘制相关的图表、曲线,调控降水运行程序.4)鉴于减压降水引起的地面沉降对周边环境的影响,必要时,建议采取有效措施对周边环境进行保护.5)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,计算不同井群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.在控制承压水头足以满足开挖基坑稳定性

36、要求的前提下,尽量减小承压水位降深,以尽量减小和控制降水对环境的影响. 6)对各种管线、要保护的建筑、已建成的隧道等,必须由专业监测单位进行监测.7)基坑施工过程中,如地下连续墙发生渗漏或严重渗漏,应及时采取封堵措施,以避免导致基坑外侧浅层潜水位发生较大幅度下降以及由此引起的严重的地面沉降.11 施工工艺及技术要求11.1 工艺流程准备工作钻机进场定位安装开孔下护口管钻进终孔后冲孔换浆下井管稀释泥浆填砂止水封孔洗井下泵试抽合理安排排水管路及电缆电路试验正式抽水记录.11.2 设备选型本工程降压深井孔径为650米米,设计最深井为50米,设备选用GPS-10型,成孔采用正循环自然泥浆造浆,泥浆护壁

37、回转钻进成孔,钻头选用带保径圈的三翼钻头,钻头直径按设计及规范要求选用630米米.使用这些钻头施工稳定性好,能确保成孔质量,能有效控制成孔中的缩径现象,为确保工程质量奠定基础.本工程疏干深井孔径为650米米,设计最大深井为31米,拟设备采用GPS-10型钻机或水-200型回转钻进清水护壁的成孔工艺,以及下井壁管、滤水管,围填填滤、粘性土等成井工艺.11.3 施工技术要求11.3.1准备工作合同签订后,即开始施工部署,首先组建项目经理部,落实材料和人员,合理安排人财物,与甲方及工地上各相关单位保持密切协作.11.3.2 材料到位专人负责进料,工程师核定,确保井壁管、过滤管、填砂、粘土等材料的质量

38、.材料不到位,质量不符合要求不能开钻.11.3.3 进出场、定位、埋设护孔管由总包方提供“三通一平”,钻机进场.根据降水井平面布置图测放井位,钻井井位确定后应由总包方签字认可,基础牢固,应放在硬粘土或碎石道渣上.钻机安放稳固、水平、护孔管中心、磨盘中心、大钩应成一垂线.埋设护孔管要求垂直,并打入原状土中10-20厘米,外围用粘土填实夯实,井管、砂料到位后才能开钻,钻孔孔斜不超过1(对转盘采用水平尺校平),要求整个钻孔孔壁圆整光滑,钻进时不允许采用有弯曲的钻杆.11.3.4 钻进清孔钻进中保持泥浆比重在1.11.2,尽量采用地层自然造浆,整个钻进过程中要求大钩吊紧后徐徐给进(始终处于减压钻进),

39、避免钻具产生一次弯曲,特别是开孔口不能让机上钻杆和水接头产生大幅摆动.每钻进一根钻杆应重复扫孔一次,并清理孔内泥块后再接新钻杆,终孔后应彻底清孔,直到返回泥浆内不含泥块,返出的泥浆含砂量12%后提钻.11.3.5 下井管按设计井深事先将井管排列、组合,下管时所有深井的底部按标高严格控制,并且保持井口标高一致.井管应平稳入孔,每节井管的两端口要找平,其下端有45度坡角,焊接时二节井管应从二个方向找直,并有二人对称焊接,确保焊接垂直,完整无隙,保证焊接强度,以免脱落.为了 保证井管不靠在井壁上和保证填砂厚度,在滤水管上下部各加一组扶正器4块,保证环状填砂间隙厚度大于200米米,过滤器应刷洗干净,过

40、滤器孔径均匀且不小于2厘米,外包两层3040目滤网.下管要准确到位.自然落下,稍转动落到位,不可强力压下,以免损坏过滤结构.井管到位后下钻杆泥浆稀释到1.05左右,在稀释泥浆时井管管口应密封,使泥浆从过滤器经井管与孔壁的环状间返回地面,稀释泥浆应逐步缓慢进行.11.3.6 填砂稀释泥浆比重在1.05后关小泵量,将填砂徐徐填入,并随填随测填砂顶面的高度,不得超高.降压井填砂应严格填砂规格与级配,填砂为砾砂d50为地层砂d50的8-12倍,井管直径273米米,水平向填砂厚度不小于150米米,填砂高度严格按设计图纸进行.11.3.7 止水降压井在填砂顶部填5米厚的粘土球,以上再用普通粘性土填实,一直

41、填到地面,才能开始活塞洗井.疏干井上部2米左右用普通粘性土填实就可以了 .11.3.8 洗井疏干深井采用空压机洗井方法,要求洗井到水清砂尽为止,确保洗井质量.降压深井拟采用活塞空压机联合洗井方法,先用空压机洗井,待出水后改用活塞洗井,活塞洗井一定要将水拉出井口,形成井喷状,要求洗井到清水,然后再用空压机洗井并清除井底存砂.成井后水的含砂量达到凿井验收标准,确保洗井质量.11.3.9下泵抽水降压井:安装泵体要稳,泵轴垂直,深井下泵深度在过滤器下部,连接好排水管及电源线路进行试抽水,测定井内水位及观测孔水位变化及流量.用1020T泵进行抽水.11.4 降水技术要求11.4.1 降水试运行在开始降水

42、运行之前,准确测定各井口和地面标高,测定静止水位,安排好抽水设备、电缆及排水管道作试运行,以保证抽水系统完好.抽出来的水应排入场外市政管道中,以免抽出的水就地回渗,影响降水效果,坑内的降雨积水应立即排出坑外,尽量减少大气降水和坑内积水的入渗.11.4.2 正式运行(1) 减压井 抽水井个数和抽水量大小应根据基坑开挖深度和承压水头埋深要求进行控制.经基坑稳定性验算,减压深井基本上在基坑开挖电梯井和集水井时再开启运行,并随开挖逐步降低承压水头,以减少对周围环境的影响. 抽水需要24小时派人值班,并做好抽水记录,记录内容包括降压深井涌水量Q和水头降s,并在现场绘制st曲线,以掌握抽水动态,指导降水运

43、行达到最优. 应急措施:若水头降深不能完全满足要求,可增大单井的出水量,原来作为备用井的,也进行抽水. 整个降水过程中应备有双电源,以确保降水连续进行.如电源供电无法保证会造成基坑坑底突水,后果不堪设想. 降水工作应在地下构筑物施工至上覆压力和地下水头的顶托力平衡后才能停止降水.停止降水的时间根据上覆压力与顶托力的平衡计算结果确定的计算结果应报送设计并取得设计的认可后,施工现场才能停止降水.经估算,本工程承压水可在基坑底板浇筑完毕后混凝土强度达到设计要求即可停止降水.(2) 疏干深井 降水运行应与基坑开挖施工互相配合. 在开挖前提前抽水,开挖前须保证有二周左右的预抽水时间,开挖阶段的降雨积水派

44、专人负责,及时抽干. 降水运行阶段对坏掉的泵应及时调泵并修整. 降水阶段开始时排在0.00米平台上,随着施工进程和降压深井的运行,疏干深井井管可以割下去,井管暴露部分随开挖进度分层分割并回收.当基坑开挖到底后,疏干深井直接拔除,不需要封井处理.11.5 成井施工控制表序号检验项目质量标准检查方法分包责任人成孔阶段井位500米米测量钻头质量员泥浆比重1.15-1.20比重计机长质量员沉渣厚度:300米米测 绳机长质量员成井阶段泥浆比重1.05-1.10比重计机长质量员井管及滤管长度500米米钢 尺质量员填砂厚度+1000米米测 绳机长质量员粘土厚度+1000米米测 绳机长质量员活塞洗井井喷状目 测项目工程师空压机洗井水清砂尽目 测项目工程师抽水安装泵3米钢 尺质量员水位200米米水位计测量员等流量2米3/h水 表测量员等真空度0.06米Pa真空表施工员等12 质量保证