黑龙江某住宅小区地下车库基坑降水施工方案.doc

哈尔滨警备区江畔住宅二期地下车库哈尔滨警备区江畔住宅二期地下车库 基坑降水施工方案基坑降水施工方案 黑龙江省水文地质工程地质勘察院黑龙江省水文地质工程地质勘察院 二二 0 一一年二月十八日一一年二月十八日 哈尔滨警备区江畔住宅二期地下车库 基坑降水施工方案 院 长： 王 逊 总 工： 张 俊 主管院长： 周鹏宇 技术负责： 石义强 编 写 人： 王新星 审 定： 于吉增 黑龙江省水文地质工程地质勘察院黑龙江省水文地质工程地质勘察院 二二 o 一一年二月十八日一一年二月十八日 1 目目 录录 第一节、编制依据第一节、编制依据1 第二节、工程概况第二节、工程概况1 一、工程基本概况 .1 二、场区地质条件 .1 三、场地水文地质条件 .2 四、基坑降水工程的目的和任务 .3 第三节、基坑降水设计第三节、基坑降水设计3 一、基坑开挖及受地下水影响情况 .3 二、降水方法的选择 .4 三、降水计算各项水文参数的确定 .4 第四节、基坑降水对周边环境的影响及对策第四节、基坑降水对周边环境的影响及对策7 一、受场地降水影响的周边建筑物 .7 二、周边建筑物受降水影响程度计算 .7 三、降水对周边建筑物及街道影响分析 .9 四、防治对策及措施建议 .9 第五节、基坑降水施工方案总结第五节、基坑降水施工方案总结11 第六节、基坑降水施工组织设计方案第六节、基坑降水施工组织设计方案11 一、施工质量技术保证措施 .11 二、施工组织部署与协调管理 .12 2 三、施工技术措施 .12 四、成井方案 .13 五、排水方案 .14 第七节、主要机械配备及施工进度第七节、主要机械配备及施工进度14 一、基坑降水主要施工机械 .14 二、工期安排 .14 第八节、质量安全要求第八节、质量安全要求14 一、质量要求 .14 二、安全要求 .15 第九节、施工准备工作第九节、施工准备工作15 第十节、应急措施第十节、应急措施16 一、成井预案 .16 二、降水运行期间供电预案 .16 三、信息预案 .16 附： 降水井平面布置示意图 降水井构造图 1 第一节、编制依据第一节、编制依据 1、 岩土工程勘察报告 2、 施工设计图 3、 建筑与市政降水工程技术规范 （jgj/t111-98） 4、 供水水文地质勘察规范 （gb50027-2001） 5、 供水管井技术规范 （gb50296-99） 6、 水文地质手册 7、 建筑基坑支护技术规程 8、 建筑地基基础设计规范化 第二节、工程概况第二节、工程概况 一、工程基本概况一、工程基本概况 1、拟建工程位于哈尔滨市友谊路与通江街交口东北侧。降水区 面积约 9431.2 平方米，地形较为平坦。 2、基坑开挖深度为-6.8m，为了保证正常施工，根据降水规范 地下水位应降至基坑下 0.5-1.0 m 要求。水位应降至-7.3m。根据 场地勘察报告显示，现场实际水位-3.3m，水位降深-4.0m。 3、基坑东侧有一栋原有建筑，为桩基础。 二、场区地质条件二、场区地质条件 场址为松花江漫滩区，根据工程建设方提供的工勘资料，场区 地层结构见表： 2 三、场地水文地质条件三、场地水文地质条件 场地地下水类型为松散岩类孔隙潜水，含水层呈多层分布，故 各含水层水力联系密切，即为统一含水层。场地区主要含水层累计 厚度约为 25m，水量较丰富，含水层综合渗透系数 k=25m/d，有效 影响半径 r=2shk=200m。场区最高水位出现在丰水期，其变幅 在 2.0-2.5m 之间，目前水位埋深为-3.3m。 地层编号岩土名称岩性描述底板埋深 第一层杂填土 杂色，成分混杂，结构松散，主要由建筑垃圾 组成。 2.7m 第二层粉质粘土 灰色，湿饱和，颗粒均匀，松散稍密，分 选好，含少量的粘粒，长石石英质组成，层位 连续。 5.8m 第三层细砂 黄色，局部灰色，主要由石英，长石等矿物组 成，颗粒均匀，颗粒级配不良，颗粒呈亚圆状， 粘粒含量约占 5%，稍湿饱和，稍密 11.3m 第四层中砂 灰色，饱和，含少量砾石，稍密中密，颗粒 较均匀，磨圆中等，多为浑圆状，长石石英质 组成，层位连续。 18.0m 第五层粉质粘土 灰色，可塑硬可塑，湿，含细砂薄层，层位 连续，无光泽，摇振无反映，干强度一般，韧 性中等，为中压缩性土。 25.2m 第六层中砂 灰色，饱和，局部含较多的砾石，中密状态， 分选一般，磨圆较好，多为浑圆状，长石石英 质组成，层位连续。 30.5m 3 四、基坑降水工程的目的和任务四、基坑降水工程的目的和任务 本工程基坑开挖深度-6.8 米，为保证基础工程正常施工，根据 建筑与市政降水工程技术规范地下水应降至基坑开挖底板下 0.5-1.0 米的要求，本设计取 0.5 米，即地下水位降至-7.3 米。根据 基坑开挖和基础底板结构施工要求，本工程降水目的和任务为： 1、降低基坑边坡地下水位，减少基坑侧翼压力，增加基坑的 稳定性。 2、最大限度的减少因基坑开挖和降水对基坑周边环境产生的 不良影响，保证周边建筑物的安全。 3、把基坑内地下水位降至-7.3 米。疏干基坑内地下水，便于 基坑开挖和基础施工坑内作业。 第三节、基坑降水设计第三节、基坑降水设计 一、基坑开挖及受地下水影响情况一、基坑开挖及受地下水影响情况 该工程为在松散砂类地层进行的深基坑工程，基坑开挖深度-6.8 米，地下水位为-3.3m。地下水位高出基底 3.5 米。地下水将对基坑 产生涌水影响，使基坑开挖和基础施工无法正常进行，降低地下水 位是保证基坑开挖和基础土建施工必须采取的手段。 二、降水方法的选择二、降水方法的选择 1、降水方法的确定 本工程为在松散砂类地层进行的深基坑工程，必须降低地下水 位，方能正常开挖基坑和进行基础施工。根据场地降水时间集中、 4 降水深度及排水量大的特点，明排和轻型井点方法，都不能满足基 坑开挖干作业的要求，依据建筑与市政降水工程技术规范 （jgj/t111-98）只有采用深井点降水方法，才能达到正常开挖基坑 与基础正常施工的要求，不发生涌水涌砂，保证底板的稳定性，减 少对周边环境的影响。 2、井位布置 降水区域共布置 15 眼降水井，眼井布置在基坑周边，降水井间 距 16.69m。 三、降水计算各项水文参数的确定三、降水计算各项水文参数的确定 选择适当的水文地质参数，进行合理的降水井点布置，结合场 地周边建（构）筑物基础情况和分布情况，设计合理可行的保护措 施。既要满足降水施工的要求，又要保证降水对周边建筑物的影响 最小，并采取必要措施保证其安全。 1、影响半径的计算 根据岩土工程勘察报告所提供的地层资料，含水层厚度 h=30 米。基坑降水井大部分座落在细砂，中砂层中，设计降水水位 在静水位以下 4.0 米。结合细砂和中砂理论渗透系数和多年降水经 验，取经验值渗透系数 k=25m/d。地下水为孔隙潜水，降水井为非 完整潜水井。 采用库萨金公式： r=2s hk 式中：r -降水井影响半径（m） s -设计降水深度（m） h -含水层有效厚度（m） k -含水层渗透系数（m） 5 r =24.0=216m。 （取经验值 200）2530 2、基坑涌水量计算 采用下式计算 式中：k：含水层综合渗透系数，取经验值 k=25m/d r：有效影响半径 r=200m h：含水层有效厚度 h=30m s：基坑中心水位降深，设计值 s=4.0m r0：大井概化半径 r0=36.31m 计算得 q基=9403.21m3/h，即两基坑日排水量至少为 9403.21m3/h 才能满足设计水位降深的要求。 3、确定降水井数 按场地的水文地质条件，结合前面的降水工程条件分析，采用 深井点降水。单井出水量、单井内水位降及基坑涌水量应满足如下 条件： 1） 、考虑地下水渗流对基坑地基土的影响，单井出水量不宜过 大，即不超过 30 m3/h，单井内降深应以稍大于基坑内最大水位降为 宜。 2） 、基坑降水运行时总排水量应大于计算的基坑排水量，q总 =nq单q基 降水井数可按下式确定： n=1.1q基/ q单： 式中：n：降水井点数 q 基：基坑涌水量 )1 ( 2 0 r r lg sshk q 基 6 q 单：单井出水量 q单=30m3/h； 降水井数确定：经计算当 n=15 时，q总=1530m3/h24h =10800.00m3/d，即 q总q基=9403.21m3/d，满足上面 1、2 条件。经 以上验算，初步确定：降水井井数为 15 眼，单井水量 30m3/h。降水 井布置在基坑周边，井间距 16.69m.，基坑总排水量为 10800.00m3/d。 4、降水井埋藏深度的确定 降水井深度的确定按公式： hw =hw1+ hw2+ hw3+ hw4+ hw5+ hw6 式中：hw -降水井深度（m） hw1-基坑深度（m） hw2-降水水位距离基坑底要求的深度（m） hw3-ir0；i 水力坡度 1/10-1/15：r0 降水井排间距的或大井 概化半径的 1/2（m） hw4-降水期间地下水位变幅（m） hw5-降水井过滤器工作长度（m） hw6-沉砂管长度（m） 经计算得：hw =16.1（m） 5、达到设计降深时间预测 采用下式预测 )( 2 is uw k q hs 式中： s：计算点时间水位降 m； ws（ui）为第 i 眼井的泰斯井函数； 其他符号意义同上式。 7 经验算中心点水位降达设计水位降，时间为 5 天。考虑场地上 部粉质粘土与粉细砂互层，将减缓降水速度，达设计水位降时间要 延迟一些。 第四节、基坑降水对周边环境的影响及对策第四节、基坑降水对周边环境的影响及对策 一、受场地降水影响的周边建筑物一、受场地降水影响的周边建筑物 场地位于哈尔滨市友谊路与通江街交口东北侧，在影响半径范 围内各建筑物均受降水影响，距降水场地距离不同等，受影响程度 也不相同。 周围建筑物与降水场地相对位置、基础形式和建筑时间如下： 基坑东侧有一栋原有建筑，距基坑最近点 12m，距基坑最远点 42m，为桩基础。 二、周边建筑物受降水影响程度计算二、周边建筑物受降水影响程度计算 降水对周边建筑物的影响，主要是基坑抽水时周边地下水产生 联动，土层失水后，土的结构发生变化，重新固结产生的沉降。估 算周边建筑物附近的地下水位变化是估算沉降量的必要数据。 1、水位降及沉降量计算 1） 、基坑降水后周边建筑物最近、最远点的水位下降值的确定 采用公式： 采用不完整潜水井公式： 式中：y断面不同点水位下降值（m） q降水井涌水量（m3/d） k rxq hhy 366 . 1 )lg(lg 2 8 x降水井边界至任意距离（m） r降水井半径（m） k含水层渗透系数（m/d） 2） 、沉降量计算采用公式：按规范法计算： s=m0 es hp 式中：h计算点未降水前水位埋深与最大降深时水位深 降差（m） p水位变化施加于土层上的平均荷载（即附加应 力差 kpa） es降水影响土体压缩模量，取不利土体粉质粘土 es=4mpa。 m0综合分层法修正系数，是根据我国多年沉降监测 资料（高压缩综合分层法计算的沉降量偏小，而 低压缩土又偏大的结果，而提出的修正值） 。本设 计 m0取 1.0 修正沉降值。 2、降水后个建筑物水位降、沉降量估算 允许沉降差（倾斜）计算 1） 、南侧原有建筑： 取两点计算沉降量，分别为 a、b ab 两点间距 l=40m=4000cm 水位将计算： 用公式： 计算得：a 点为 3.26m，b 点为 2.1m 沉降量： k rxq hhy 366 . 1 )lg(lg 2 9 用公式：s=m0 es hp 计算得：a 点为 2.65cm，b 点为 1.1cm ab 亮点斜率： 用公式：s= l ss21 计算得：0.38 三、降水对周边建筑物影响分析三、降水对周边建筑物影响分析 通过上述计算，在基坑（大井）降水时，位于其影响半径 200 米范围内的建筑物均受不同程度影响，由于建筑物基础形式、基础 埋深和土体物理力学性质及各建筑物状态不同，影响程度存在一定 差别。 通过计算得出的结果看，降水对建筑物影响不是很大，在降水 过程中要注意做好保护措施。 四、防治对策及措施建议四、防治对策及措施建议 1、本工程降水工程面较大，降水工程水位下降 4.0m 以下，抽水量 较大，影响范围广（以基坑为界向四周影响达 200m 以上） ，为保证 地下工程安全顺利实施，防止对周边建（构）筑物倾斜、开裂、毁 坏、倒塌不利影响。故在开挖基坑边坡稳定的前提下，采取如下对 策： 1） 、控制地下水流速 控制抽水井附近含水层不发生扰动，是保证地基砂土不受破 坏的关键，进水流速超过最大允许值时，则含水层砂土发生扰动， 对地基的稳定构成威胁，预防的关键为确定滤水管最小长度，控 10 制地下水的进水流速。 地下水最大允许进水流速采用公式： v=65 3 k 式中：v-允许最大进水流速（m/d） k-含水层渗透系数，k=25m/d v=65=189.8 m/d 3 25 滤水管长度采用公式： l dv q 式中：l-滤水管长度（m） q-含水层出水量（720m3/d） d-滤水管外径（0.3m） v-最大允许进水流速（189.8m/d） l=（m） dv q 0 . 4 8 . 1893 . 014. 3 720 经计算滤水管长度最小为 4.0m，实际施工时下置滤水管长度 10 米以上4.0m 要求，使地下水流速低于 189.8m/d，能够保证 含水砂土不发生扰动，天然地基土的稳定不受影响。 2)、防止降水井涌砂措施 包两层 60 目的井底布，防止细砂进入井中，避免抽砂的现象 发生，防止地层扰动。 2、水资源保护措施 1） 、对本工程进行精心设计，施工中排水量达到基坑开挖和基 础施工要求即可。尽量减少地下水排水量。 2） 、打井原土自造泥浆护壁，不得使用化学剂。 3、其它措施对策 1） 、成井时，滤水管下置在 6.0m 以下，砾料以上细砂层中采用 11 粘土进行封井，保持细砂层不与滤水管直接接触，防止粉细砂土地 基被破坏。 2） 、单泵出水量限定在 30m3/h 以内，防止因出水量过大，地下 水流速过急，带动细砂涌入井内，造成地基土破坏。 3） 、降水运行开始启动抽水泵时先启动离建筑物较远的水泵， 后启动离建筑物近的水泵。 4） 、在施工允许的条件下，随着工程的进展抬高基坑地下水位， 减少水位降。 5） 、施工现场请甲方聘有资质的测量单位，降水开始时对周边 建筑物和基坑支护桩等进行变形观测，发现问题，分析原因并采取 措施，找出问题的关键，加以解决。 第五节、基坑降水施工方案总结第五节、基坑降水施工方案总结 1、降水方法采用深井点降水方法，降水井深 18 米。 2、总排水量 10800.00m2/d，降水井 15 眼，降水井间距约 16.69 米， 选用出水量 30m2/h，扬程 26 米，电机功率 5.5kw 的潜水泵抽水。 第六节、基坑降水施工组织设计方案第六节、基坑降水施工组织设计方案 一、施工质量技术保证措施一、施工质量技术保证措施 1、施工前组织技术人员及全体施工人员进行技术交底，施工时严格 按照建筑与市政降水工程技术规范 （jgj/t 111-98）和降水施工 方案进行。 2、降水运行期间避免间歇和反复抽水，定时对降水施工设备进行检 12 测，对水位、水量及水质随时进行监测，发现异常情况及时查明原 因。 3、随时观察出水是否混浊，检测出水含砂量，控制在允许范围内 （0.1） 。 二、施工组织部署与协调管理二、施工组织部署与协调管理 1、降水工程是为配合土建施工的辅助工程，目的是保证土建工程能 够正常进行基础施工，为保证施工的总体进度，同时避免对土建施 工影响，降水施工严格按照甲方的工作按排进行施工和降水运行， 与土方开挖单位、基坑支护单位和土建施工等单位密切配合，保证 各方施工进展顺利。 2、降水工程需要与建设单位、总包方及其它分包单位密切配合，衔 接好每一步工作流程和安排。特别是电源线、排水管线和降水运行 期间，需土方单位、建筑施工单位的大力配合和支持，排水管线和 电源线的摆布，要根据现场实际情况结合各施工单位场地布置进行 安排。 三、施工技术措施三、施工技术措施 1、降水施工工艺 1） 、施工工艺流程 放线定位挖泥浆坑埋设钢护筒钻机就位成孔下井管 填滤料洗井安装排水管下泵抽水封井。 2） 、打井采用泵吸收式反循环钻机，自造浆护壁。 3） 、成孔后立即下入直径 300mm 的 pvc 双螺旋塑料井管，滤水 13 管为孔式过滤器，滤水管外侧包裹 2 层 60 目尼绒网，井管连接要牢 固。 4） 、填滤料要从井孔四周均匀回填，保证井管垂直居中，防止井 管挤偏。地下 1 米以上用粘土填充夯实。 5） 、潜水泵用绳索吊在井内，先置泵深度在降水井下部。然后根 据出水量及降深调至泵位置，直至达到降水要求。 2、地面排水管铺设施工 1） 、及时将排水管运至场地。 2） 、排水管连接牢固，不允许有漏水现象。 3） 、将排水管通入甲方指定的就近的下水管道。 3、水位观测：降水运行时，做好水位观测记录，记录一式两份，甲、 乙各一份，为了取得下降水位深度数据，可采用单井临时停泵的方 法进行测量。 4、降水井要保证昼夜连续运转，防止因停泵使水位上升，造成“涌 槽”事故，为此采取以下措施： 1） 、设多个闸箱，单个闸箱接水泵不多于 3 台。 2） 、配有备用电源。 3） 、专人巡查，发现停泵，立即处理。 四、成井方案四、成井方案 根据场地岩性组成，含水层特性及单井出水量，确定井深为 18 21m 间。井管的管径 300mm。过滤器长度 12m。开终孔孔径 550mm，井管与井壁之间采用细砾料充填。花管以上采用粘土封 井，以防止细粒砂向孔内涌动。 14 五、排水方案五、排水方案 采用分管方式进行排水，排入甲方指定的就近市政排水管网。 第七节、主要机械配备及施工进度第七节、主要机械配备及施工进度 一、基坑降水主要施工机械一、基坑降水主要施工机械 1、投入钻机 1 台，采用泵吸式反循环 100 型钻机； 2、潜水泵 15 台； 3、运输车辆 1 台； 4、寝车 1 台。 二、工期安排二、工期安排 1、前期准备：包括现场井位确定、钻机进场、材料进场、挖泥浆坑， 用时 1 天。 2、降水井点施工：包括抽水试验、水井施工、送电线路及排水管线 辅设等用时 5 天。 3、降水运行：在基坑开挖前 5 天，降水井全部启动（逐个启动） 。 运行工期按甲方要求安排。 第八节、质量安全要求第八节、质量安全要求 一、质量要求一、质量要求 1、开工前对全体职工度技术质量交底，执行院质量体系要求，确保 施工质量和安全到位。 15 2、打井前要摸清地下障碍物情况，以保证施工质量。 3、保证成井质量，井孔直径、井深不得偏小。 4、滤料要符合要求，含泥（屑）量