上海高层框剪住宅基坑深井降水施工方案(多图).doc

滨江*（浦东新区潍坊新村街道245街坊23宗地块项目）ea1-1区基坑深井降水方案（sh.brtr.jsj-001）2009年11月3日目 录1编制说明111编制内容112编制依据12工程概况13场地工程地质概况14工程施工目的25工程设计及参数35.1降水井设计35.2疏干井深度设计45.3承压井56降水运行情况661疏干降水运行工况662抽水试验方案6621试验的目的及内容6622抽水试验工作量布置7623抽水试验设计7624结果统计与分析7625机械设备配置87成孔施工工艺及要求871施工准备872测放井位873埋设护口管874安装钻机975成井施工976清孔换浆1077下井管1078围填滤料1079洗井措施10710封井措施11711排水128施工过程中井管的保护措施129降水技术要求1210质量保证措施1211安全保证措施1312劳动组织和施工进度计划1313降水应急预案，设置备用井14131启用备用井14132配备降水备用物资14i1编制说明11编制内容滨江*（浦东新区潍坊新村街道245街坊23宗地块项目）ea1-1区基坑深井降水。12编制依据滨江*（浦东新区潍坊新村街道245街坊23宗地块项目）ea1-1区基坑深井降水；上海市标准基坑工程设计规程dbj08-61-97；建筑与市政降水工程技术规范（jgj/t111-98）；供水管井技术规范（gb50296-99）；滨江*（浦东新区潍坊新村街道245街坊23宗地块项目）ea1-1区基坑地质勘测报告；现场勘察。2工程概况工程名称：滨江*（浦东新区潍坊新村街道245街坊23宗地块项目）。工程地点：浦东新区浦明路。本工程现场局部自然地面标高为-1.7m及-0.7m，基坑局部开挖深度约为9.97m，局部深部为-12.62m，外围采用灌柱桩、地下连续墙及深层搅拌桩围护，基坑底分别采用了地基加固及围护外围采用局部加固措施。为了便于挖土施工，因考虑到施工方便，采用65口深井，二口观测井兼承压井。3场地工程地质概况层号土层名称土 层 简 述层厚（m）层底标高(m)重度kn/m3渗透系数(cm/s)kvkh1杂填土上部含植物根茎、生活垃圾及大量碎石、砖块、混凝土块等，底部以粘性土为主，土质松散不均。1.04.53.20.552浜填土以粘性土为主，含大量有机质及腐殖植物根茎，土质软弱。1.53.00.650.3701粉质粘土含氧化铁条纹及铁锰质结核，土质较软弱。无摇震反应，土面光滑无光泽，韧性中等干强度中等。0.81.90.860.4418.302江滩土（淤泥质粉质粘土夹粘质粉土）含云母、有机质，夹砂质粉土、土质不均。土面较粗糙，摇震反应慢，干强度低等，韧性低等。1.05.90.043.7318.02.52e-069.15-06淤泥质粉质粘土含云母、有机质，夹薄层粉砂。无摇震反应，土面光滑无光泽，韧性中等。0.04.82.966.2317.41.35e-062.34e-06淤泥质粘土含云母、有机质，夹少量薄层粉性土，土面光滑有光泽，摇震反应无，干强度高等，韧性高等。5.711.02.966.2316.71.33e-071.75e-061粉质粘土含云母、有机质，夹半腐殖植物根茎及钙质结核，局部以粘性土为主，土面光滑无光泽，摇震反应中等，韧性中等。5.011.118.6624.3418.09.35e-082.17e-073粉质粘土含云母、少量有机质，夹少量钙质结核及薄层粉性土。土面光滑无光泽，摇震反应无，干强度中等，韧性中等。1.310.522.4930.6418.32.07e-063.03e-06粉质粘土含氧化铁斑点及铁锰质结核，土面光滑无光泽，摇震反应无，干强度中等，韧性中等。1.05.6223.3626.2619.61.32e-073.21e-071砂质粉土夹粉砂含云母、氧化铁条纹，底部夹粘质粉土及薄层粘性土，土质不均，土面粗糙，摇震反应快，干强度无，韧性无。3.6012.6028.8436.8718.65.41e-045.53e-044工程施工目的根据本工程基坑开挖及基础底板结构施工要求，本方案设计降水的目的为：降低疏干开挖范围内土体中的地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业；降低坑内土体含水量，提高坑内土体强度；降低下部承压含水层水位，减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。5工程设计及参数滨江*（浦东新区潍坊新村街道245街坊23宗地块项目）ea1-1区基坑内布置深井65口，根据地下基础降水要求降水要小于0.51m，因渗透系数较小，地下水不宜排出，故潜水泵抽水后需再加真空降水。降水井数量较多，为了减少疏干井抽水时的水头损失、方便排水管的排布，考虑在基坑内放几个34m3塑料集水箱，随着基坑的不断开挖，可以根据施工灵活调度位置和数量，将疏干井中的水通过集水箱里的水泵抽出。疏干井抽水过程中需加载真空负压抽水，因基坑面积较大，故需配备真空泵，以满足现场降水要求，并在基坑内选择合适的位置，将部分真空泵置于基坑内部，以方便管线的铺设。5.1降水井设计结合本工程实际情况，本次降水工程疏干井单井有效抽水面积a井ea1-1区取225 m2 坑内降水井数量计算公式： n = a / a井式中：n 基坑内降水井数量(口)； a 基坑面积15000 (m2)；a井 单井有效降水面积225 (m2)；代入公式：n=15000(m2)/225(m2)=66.7综合考虑ea1-1区潜水含水层地质条件、基坑形状及开挖因素，本工程疏干井数量布置情况如下表：疏干井数量设计表工程部位面积（m2）计算井数（口）实际井数（口）ea1-1区1500066.765注：因为ea1区-1基坑内加固，实际需要降水的面积小于15000m2，所以减去2口疏干井。对处于栈桥下的井点，应在栈桥施工之前施工，并在每口井中安装好抽水设备，做好降水井的抽水运行和保护工作。根据疏干降水井的井结构及地层特征，疏干降水时水位控制在基坑开挖面以下0.51m，并在基坑开挖前约两周左右进行抽水，抽水运行过程中可通过控制抽水泵的深度来控制水位。具体是水泵所在疏干井内位置低于基础的底标高2m（包括1m的水头损失）。单口深井计算：(理论计算)计算单井井点涌水量q=1.366k参照“建筑施工基础手册”第二版。k：土的渗透系数h：含水层厚度s：水位降低值（降低至基坑底以下1m）r：抽水影响半径，r1.95s（hk）(1/2)r:井点的半径b0.5r经计算得约q11.02 m3基坑总涌水量q=1.366（2h-s）s /（lgr-glxo）k：土的渗透系数h：含水层厚度s：水位降低值（降低至基坑底以下1米）r：抽水影响半径，r=1.95s（hk）(1/2)xo：假设半径经计算q=1361（m3/d） 5.2疏干井深度设计根据本工程特点，考虑采用计算公式：h=h1+h+jl+l+s2计算降水井深度，其中：（地面标高-1.7m的疏干井井长）h降水井深度，(m)h1基坑开挖深度, (m) 取9.97mh基坑底面至降低后的地下水位的距离（m) ，此处取1m，j水位梯度，单排降水井一般取1/101/8l降水井井点水平间距的二分之一，水平间距为17m，l降水井设计沉淀管长度，根据地层一般大于1m，取3 ms2井的水头损失。取1m根据以上公式，综合考虑工程各因素，本工程中基坑降水井深度设置为15.82m。地面标高-0.7米的疏干井井长的计算如下：h1基坑开挖深度, (m) 取10.97mh基坑底面至降低后的地下水位的距离（m) ，此处取1m，j水位梯度，单排降水井一般取1/101/8l降水井井点水平间距的二分之一，水平间距为17m，l降水井设计沉淀管长度，根据地层一般大于1m，取3 ms2井的水头损失。取1m根据以上公式，综合考虑工程各因素，本工程中基坑降水井深度设置为16.82m。5.3承压井基坑底板抗突涌稳定性条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于安全系数下承压水的顶托力。即：hs fswh其中：h 基坑底至承压含水层顶板间距离(m)；s 基坑底至承压含水层顶板间的土厚度加权平均重度(kn/m3)；h 承压含水层顶板以上的承压水头高度(m)；w 水的重度(kn/m3)，取10kn/m3；fs 基坑抗突涌安全系数，依据基坑工程设计规程，取1. 05；承压含水层顶托力与上覆土层压力示意图根据勘察报告，勘察期间测得1层承压水水位埋深约为8.208.34m，因承压水水位随季节呈周期性变化，上海地区承压水水头埋深一般约为地面以下311m，根据以往施工经验承压水水位取5m（绝对标高-0.7m，相对标高为-5.7m）。 选取深基坑部位不利钻孔c11作为计算参考孔，其相对标高为-29.25m，深基坑开挖面相对标高为-14.62m。关于坑中坑的抗承压水安全计算。hs=（29.25-14.62）18= 263.34kn/m2 fswh=1.0510（29.25-5.7）=247.28 kn/m2根据以上计算结果，不用设置降压井。承压水头的计算hs=（29.25-14.62）18= 263.34kn/m2 =fswhh=263.3410.5=25.08m29.25-25.08=4.13m根据此计算承压含水层顶板间的土压力大于安全系数下承压水的顶脱力。故不需要设置承压井进行减压。但是由于该工程位于黄浦江边其承压水水位变化较大，在降水前施工2口疏干井，进行承压水位抽水试验。并在坑中设置2口承压井进行降压。以确保基坑开挖的安全。6降水运行情况61疏干降水运行工况浅层疏干井提前15天进行降水，一般应施工一口，投入运行一口。疏干井据要求加载真空负压降水，在抽水工期充足的条件下降水后应满足基坑分层开挖需求。62抽水试验方案621试验的目的及内容为了后期优化方案，获取含水层相关的水力参数，因此，在正式降水方案之前需要进行实际抽水试验，其主要目的及内容为：确定在承压含水层的地下水位和水力参数；确定降水井单井出水量；检验降水效果，为优化后期方案提供设计依据。622抽水试验工作量布置根据抽水试验要求，结合场地情况与周边环境，对本次抽水试验工作量进行如下布置：根据工程实际情况，利用基坑内4口降水井进行抽水试验：利用y1进行单井抽水试验，其中y1为抽水井，y2、y3、y4为观测孔；利用y1y4进行群井抽水试验，其中y1、y3、y4为抽水孔，y2为观测孔。 根据抽水试验内容，确定本次抽水试验的试验设备需要如下：抽水设备：深井水泵3台 ；水位计：2套；3、流量表（三角堰）：3个。623抽水试验设计 本次抽水试验先进行单井定流量抽水，后进行群井定流量抽水。两次抽水试验之间让地下水位充分恢复。试验过程中抽水井与观测井同步进行水位观测。抽水观测时间按开泵后规定的时间间隔进行，水位观测时间间隔为：1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、90、120，以后每隔30min观测一次，至480后每60min观测一次，至1200后每2h观测一次，直至抽水停止。停止后观测恢复水位，时间间隔同抽水试验。抽水时同时进行水量观测，观测时间间隔为30min，采用流量表读数，精度应读到0.1m3。若发现水量过小而水位降低缓慢，可考虑改用流量较大的水泵，流量观测次数与地下水位观测同步。在整个抽水试验的过程中，抽水井的出水量应保持常量，若前后两次、观测的流量变化超过5%时，应及时调整。根据实际出水量及降水效果，为施工阶段井的优化方案提供依据。根据基坑降水设计方案布井平面位置，拟采取如下试验方式：抽水试验过程一览表试验方式抽水井号观测井号试验目的试验周期单井试验y1y2、y3单位涌水量、求水力参数24h抽水群井试验y1、y3、y5y2检验降水效果24h抽水624结果统计与分析抽水试验结束后，需要对抽水过程中所采集的数据进行统计与分析，试验结果统计与分析主要内容有：计算单井出水量：通过对各观测井抽水时稳定水量资料的统计与分析，综合计算单井出水量，为后期抽水运行时配备设备提供参考依据。计算承压含水层水力参数a.绘制各观测井st、lgslgt以及slgt曲线，直观反映两者联系；b.选取适当的求参方法进行求参计算，求出承压含水层水力参数。625机械设备配置序号名称型号数量（台套）功率（kw）备 注1钻机ke100437一台配用2潜水泵qx3500.75850.75流量:50l/min,20套备用3真空泵jsj60167.54套备用4电焊机bx18300f34305泥浆泵qx6-25-1.181.12台备用7成孔施工工艺及要求成井施工流程见下页图。71施工准备（1）先用ke-100干钻孔施工用电以100kw用电量计算，连续钻孔取土。如果淤泥质粘土比较厚，可能发生干转无法进行，再用取湿转。（2）用测量仪器定出轴线及标高，确定井位。（3）组织协调好施工作业人员进场工作及井具设备堆放场地。（4）现场供电、供水及场地平整由总包协助解决。（5）现场降水管按照附图五所示结构准备完毕。72测放井位根据设计图纸及总包方确定无误的井位测放井位，井位测放完毕后应做好井位标记，方便后期施工。若布设井位无法正常施工，应及时沟通、处理，必要时适当调整井位。73埋设护口管埋设护口管时，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0.10m0.30m。74安装钻机安装钻机时，为了保证孔的垂直度，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，严把开孔关，钻头与钻杆连接处带两根钻铤，并且，弯曲的钻杆不得下入孔内。75成井施工降水井施工机械设备选用ke100型工程钻机及其配套设备。成孔时采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺。上部钻进采用轻压慢转，钻压为1535kn，转速2050rpm。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，形成直径600mm的井孔。当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。泥浆循环宜在泥浆箱中进行循环，在现场不具备泥浆箱的条件下，可考虑在基坑中开挖一个小泥浆池进行泥浆循环。76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。使用完后的泥浆通过泥浆箱运出场地进行处理。77下井管井管进场后，应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。首先必须测量孔深，并对井管滤水管逐根丈量、记录。封堵沉淀管底部，为保证沉淀管底部封堵牢靠，下部封堵铁板不小于6mm。其次要检查井管焊接，井管焊接接头处应采用套接型，套接接箍长20mm，套入上下井管各10mm；套管接箍与井管焊接焊牢、焊缝均匀，无砂眼，焊缝堆高不小于6mm。疏干井井壁厚为3.5mm,过滤管管厚为3.5mm,第一层采用板厚0.8mm孔15mm25mm的钢板网进行第一层包扎,第一层采用60目纱网包扎3层,第三层采用板厚0.8mm，孔15mm25mm的钢板网进行包扎。检查完毕后开始下井管，下管时为保证滤水管居中，在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径50mm的扶正器（找正器），扶正器采用梯形铁环，上下部扶正器铁环应1/2错开，不在同一直线上。78围填滤料填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m40.50m，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，然后开小泵量按井的构造设计要求填入滤料，并随填随测滤料的高度，直至滤料下至预定位置。填滤料时，根据孔口返水情况调整泵量。填滤料过程中要跟踪滤料上返高度。79洗井措施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。活塞直径与井管内径之差约为5mm左右，活塞杆底部必须加活门。洗井时，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。洗井完毕后，试抽成功则代表成井完成。710封井措施封井采取在井管内先填瓜子片然后注浆再灌注混凝土的封堵方法，基本操作顺序及有关技术要求如下： 基坑挖至设计标高后，在基坑底开挖面以上500mm处，在井管外焊一块止水板，止水板外圈直径650mm降水运行结束封井前，先预搅拌1.00m左右的水泥浆，水灰比0.40.5。井管内填入瓜子片，瓜子片的回填高度在基坑底板以下2.00m2.5m左右。井管内下入注浆管，注浆管的底端下入深度离瓜子片的回填高度以上500mm左右。在井管内设置一个压板，与注浆管连接并由注浆管送入井内，压板的放置深度于瓜子片回填的顶部。正式注浆前井管口用钢筋作支撑，将注浆管固定，然后开始注浆，注浆时要求将水泥浆通过瓜子片的空隙渗入底部滤水管的周围将滤水管的缝隙堵死，一般要将预拌的水泥浆注完。注浆完毕，水泥浆达到初凝的时间后，抽出井管内压板以上的残留水，并及时观测进管内的水位深度或标高的变化情况。一般观测24h后，井管内的水位无明显的升高，说明注浆的效果较好。当判定已达到注浆的效果后，即向井管内灌入混凝土，混凝土的灌入高度略低于基坑底板混凝土面约100mm。混凝土灌注结束，及时观测井管内水位的变化情况。待井管内混凝土的初凝能符合要求，并能确定封堵的实际效果满足要求后，即可割去所有外露的井管。井管割去后，在管口要用铁板焊封，管口低于基底混凝土面以下100mm左右。711排水基坑未开挖时，疏干井降水通过临时排水沟排水,待开挖第二道支撑时,在坑内放置34m3大水桶,桶内放置污水泵,往坑外排水，开挖第三层及基坑底标高时，措施一样。8施工过程中井管的保护措施为了保证降水管在挖土阶段竖直和降水质量，当挖到第二层、三层支撑标高和底板标高时，根据现场情况，割除超出标高500mm以上的疏干井井管(每到高出地面1.50m时,即可以割除),以防倒管等安全事故的发生。对于未割除的井管，可以采用48的钢管进行固定，见详图。基坑开挖时派专人看守疏干井，挖土时预留井管四周100mm的土，当土下挖50mm时，即用人工除去井管四周100mm厚的土层。位于栈桥下部的井点，且应在栈桥施工之前施工，并在每口井中安装好抽水设备，做好降水井的抽水运行和保护工作。栈桥开挖施工时,当开挖到栈桥底标高时,再用人工开挖500mm后, 确定适宜高度,根据现场的情况切割，切割时从井管口切割一个100mm宽的方形缺口，以便水泵和电缆进出。切割完后,放入潜水泵水管,然后盖上井盖,井盖上盖以木板。以保护水管及电缆,进行抽水。9降水技术要求以每4口深井联通1台真空泵提高抽水效果，抽水工作要求做到：每间隔23h抽一次，每次抽至干为止。（开始每间隔2h抽一次，每次出水时间小于30sec时改为4h抽一次）。上部孔口及时用粘土封闭，确保真空泵工作时达到设计要求。抽水需要24h派员值班，并作好抽水记录，以掌握抽水动态。观察井安装完毕后，要间隔2h抽一次水，每次至抽干为止，直到抽出清水为止，每日一次（间隔24h）定时对观察井进行水位观察，做好书面记录。10质量保证措施技术员和质检员，对成井的各个环节进行质量控制和检查，发现问题及时解决。必须按施工工艺的要求及操作规程执行。原始资料是整个工程施工的真实反映，是检查工作质量的重要依据。各班组记录人员、质量监督人员、施工管理人员都必须认真填写记录，各种数据做到准确、齐