基坑降水施工方案[1].doc

基坑降水施工方案一、工程概况1.工程位置及内容仪征服务区位于江都至六合高速公路主线K56+000K56+400段两侧，场地原为岗地及坳沟、塘，地势起伏大，勘察期间地面已被整平，地势平坦。南区综合楼主体结构基坑的安全等级为一级。本基坑变形保护等级为一级。2地质条件2.1工程地质本房建区属北亚热带季风气候区，气候温暖湿润，夏季酷热而冬季寒冷。场地地貌分区属长江下游冲积平原区镇扬丘陵岗地区，地貌类型为II级介地及坳沟。南区综合楼开挖范围内各各土层由上而下依次为：1b素填土：灰褐黄褐色为主，稍湿-饱和、较松散，主要由粉质粘土组成，分布于场区部分地段，厚度5.0米。3-1粘土：黄色、灰黄色，可塑，切面光滑，韧性、干强度高，含大量铁锰结核，力学强度高，该层层厚为13.018.0米。3-1a粉质粘土：灰黄色，可塑，含少量铁锰结核，力学强度高，该层层厚为1.36.0米。4-1卵石：黄色、灰黄色，饱和，密实，粒径为1-6CM。约15%，力学强度高，埋深约为15.018.0米5-1全风化泥质粉砂岩：棕红色，岩芯呈砂土状，力学强度较高。2.2 水文地质工程范围内的地下水主要表现为松散岩类孔隙潜水及孔隙承压水。场地地下水的补给主要为大气降水入渗补给及河流侧向补给，排泄方式主要为蒸腾。弱承压水存于粘质粉砂、粘质中砂、含角砾中砂屋等砂层等砂类土及碎石类土层中，与长江有水力联系，水量可观。基岩裂隙水主要存于强风化泥岩，石英砂岩中，除石英砂岩中基岩裂隙水具一定水量外，水量一般很少。二、 降水目的根据本基坑开挖及基础底板结构施工的设计要求，降水的目的为：(1)通过降水及时疏干开挖范围内土层的地下水，使其得以压缩固结，以提高土层的水平抗力，防止开挖面的土体隆起，改善土体开挖运输性能。(2)在基坑开挖施工时做到及时降低基坑中的地下水位，保证基坑的开挖施工的顺利进行。(3)及时降低下部承压含水层的承压水水头，防止基坑底部发生涌水翻砂，以确保施工时基坑底板的稳定性。三、降水设计1各土层的物理力学性质指标 见下表层物 表中各土层物理力学指标(取自岩土工程勘察报告)标(推荐值)土层名称W%GSeIPILa1-2MPa-1ESMPa()ckPaKm/d1b素填土24.11.980.70514.00.266.76.60.653-1粘土22.32.030.65117.80.0216.614.23.283-1a粘土25.21.990.72414.40.3211.310.22.014-1卵石21.484.930.95-1全风化泥质粉砂岩21.542.329.6 2降水深度要求根据设计图及地质资料情况，地下水埋深24.4m，施工时水位降低值达到7.636m，降水深度达到18.836m；孔隙承压水主要赋存于Q3al+pl层砂类土中，渗透系数达到11.5m/d18.8m/d。根据这两个特征，决定在基坑四周采用深井井点均匀降水的方法将施工中的水位降低至基底下2m。3.降水设计基坑的隔水帷幕采用旋喷桩，用该工法施工桩垂直度好，桩与桩之间搭接好，桩的深度达23米，已进入底板以下4米左右。降水采用降水管井，根据地区的经验，采用均匀布井。水的涌水量与场地水文地质条件、基坑的形状大小及补给水边界条件等有关。1、基坑排水量可依据下式进行计算：1)渗透系数的确定K=Kihi/hiKi、hi-各土层的渗透系数（m/d）与厚度（m）根据设计可求得K=16m/d。2)承压水层厚度 M值确定 M取值： M=18.9m，由地勘资料得。3）井点系统的影响半径R0 R0=R+r0 R-由经验公式确定的影响半径, r0-环形降水范围的假想半径(1)影响半径R无观测孔，由经验公式R=10sk1/2=305m；s=7.64m确定环形降水范围的假想半径r0(2)因为基坑为长方形，且l/b2.5;r0=(l+b)/4式中-系数(m2),查表得=1.15； l-基坑长度(m)b-基坑宽度(m)得： r0=22.7m ； (4)基坑涌水量得： Q = 4478m3/d;2、降水井数计算 q为单井管涌水量，计算每根井点最大出水量q=120rLk1/3=302m3/d，本工程取300 m3/d 得： n =16个 3、井点管长度 L=D-h+s+r0/10=24.4m,其中滤管长4m。4、校核水位的实际降低数值井点数量确定后，根据根据下式确定所采用的布置方式是否能将地下水位降低到规定的标高，=29.2m实际可降水位s=H-h=39.1-29.2=9.9m,超出需要降低水位数值7.64m，满足降深要求，故布置可行。5主要机具设备a井管井管由滤水管、吸水管、沉砂管三部分组成，共长24.5m，为直径500mm无缝钢管。滤水管：长4m，在钢管上分三段开孔，在开孔的管壁上焊6mm垫筋，要求顺直，与管壁点焊牢固，外包41孔/cm2镀薪钢丝网各两层或尼龙网，上下管之间用对焊连接。吸水管：采用与滤水管同直径钢管制成。沉砂管：采用与滤水管同直径钢管，下端用钢板封底b、水泵根据单井涌水量、管井长度选定抽水机具为潜水泵，型号：QY-25，流量：15m3/h，扬程25m，电机功率2.2kW。c、排水管用500mm混凝土管，并设0.3%的坡度，与附近下水道接通。d、成孔设备600井点管孔采用ZO300型反循环钻机成孔，泥浆护壁。四、施工工艺及技术措施1、工艺流程准备工作钻机进场定位开孔下护口管钻进终孔冲孔换浆下井管冲孔换浆（泥浆比重换到1.05）填砾止水封孔洗井活塞洗井，空压机洗井下泵试抽合理安排排水管路及电缆电路抽水试验正式抽水记录。2、技术措施2.1准备工作，项目经理部组建后，即开始施工部署，落实材料和人员，合理安排人财物，与业主及工地上各单位保持密切协作。2.2专人负责进料，工程师核定，确保井壁管、过滤管（外包尼龙网）、围填砂、粘土等材料的质量。2.3进出场、定位、埋设护孔管，由甲方提供“三通一平”，钻机进场。钻井井位双方按设计方案校核井位，保证钻机移到位，基础牢固平稳，磨盘水平“三点一线”，（孔位、磨盘、大钩成一垂线），各项准备工作就绪，井管、砂料到位，埋设护孔管要求垂直，护孔管尽可能进入原状土层内2050cm，外围用粘土填实，保证泥浆返出孔外，孔斜误差不超过1%。2.4钻进清孔，钻进前测量好钻具总长，精确计算机上余尺，控制钻进深度，钻进中保持泥浆比重在1.151.25，钻进中对地层要分层描述，确定降水含水层的确切层位和岩性。终孔深度达到后，即可清孔，调浆宜慢，清孔后泥浆比重1.10左右，孔底岩粉10cm。2.5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、焊接垂直，完整无隙，确保焊接强度，以免脱落，为了保证井管不靠在井壁上和井管外有一定的填砾厚度，在滤水管上下各加两组扶正器，保证环状填砾间隙厚度大于150mm，过滤器应刷洗干净，缝隙清楚，桥式过滤器缝隙均匀。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，下好井管后，把井管居中固定。2.6填砾冲孔，下入钻杆至离沉淀管底50cm，井口加上补心进行换浆，逐步调稀泥浆到比重1.08左右时边填边测，一边填一边开小泵量泥浆循环。填砾达到要求深度后停止。2.7止水封孔，为了防止上部泥浆及降水直接渗入砾料内影响成井质量，等填砾结束20分钟后，上部填粘土。2.8洗井洗井要求采用活塞和空压机联合洗井方法，缺一不可。要求洗井台班至少2个台班，确保洗井质量，直至井内出清水，基本不含砂，出水量大，井底沉砂不大于20cm。2.9下泵试抽洗井结束后，待水位恢复可按设计下泵，下入深度宜在滤水管下半部分即16-18m深的位置，以保证足够的降深。排水管道及电源线路一定要先连接好，试抽3个小时，测定井内水位及观测孔水位变化，安装水表测流量，预估降水试验运行途径，等水位恢复后，积极配合抽水试验。2.10合理安排排水及电缆电路原则上各井排水管和电缆一齐铺设，排水要畅通无阻，就近往南边随塘河排放，连接合理，电缆应绝缘有一定抗拉、抗压强度。2.11抽水试验为了确定该场地水文地质参数，根据设计要求，抽水试验必须在井群正式施工前进行，试验选用井位图上降水井作为抽水井，另一降水井暂作为观测井，采用深井潜水泵，井打好后，先各抽12天或更长时间，以确保抽水时流量稳定，待水位恢复，抽水开始前应测定孔内和潮水水位变化情况，则抽水试验应选择井内水位波动相对平稳的时段。开始进行抽水试验，观测前，测量2口井的初始水位，观测水位时间间隔，抽水开始010分钟，每分钟观测1次共10次；1030分钟，每2分钟观测1次；，30100分钟每5分钟观测1次；100分钟以后每50分钟观测一次。如48小时仍无法大致完整绘出Slgt和lgs-lgt曲线，时间还可能继续延长，根据抽水试验得到参数分析，第2、层土与第1-1、1-2、层土可能存在的水力联系情况，选用合适公式确定相关水文地质参数，根据测得的水文地质参数，再重新进行井群计算，优化降水方案，选配适当流量的抽水泵，制定相应的降水运行方案。2.12抽水需要每天24小时派人现场值班，并做好抽水记录，每天报水位、流量。记录内容包括降水井涌水量Q和水位降深S，并在现场绘制S-T，Q-T，SQ曲线与基坑开挖深度附近监测资料绘于同一图上，了解其相关关系，以掌握抽水动态，指导降水运行达到最优。选择有代表性的井及时抽干井内的水观测恢复水位，以准备掌握水位降深，又不过大影响降水正常运行。抽水运行期间还必须注意观测沉井进展情况，记录沉井标高，注意收集沉井监测资料变化情况。2.13、在基坑开挖前20天开始进行预降水，降水深度为底板下2m。主体结构施工完成后停止抽水。五、降水工作量1. 降水井施工成孔采用ZO300型循环钻机，反循环回旋钻进泥浆护壁，随后进行下井壁管、滤水管，围填砾料、粘性土、封孔等成井工艺。造井作业程序如下：测放井位：根据设计降水井井位布置，当布设的井点受地面障碍物或施工条件影响时，现场可作适当调整。设计井点间距为11m左右，共设井点48孔。埋设护口管：护口管底部要插入原状土中，管外用粘性土封严，防止施工时管外返浆，护口管上部高出地面0.10m0.30m。安装钻机：机台安装稳固水平，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：降水井孔径为600mm。钻进开孔时吊紧大钩钢丝绳，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1.101.15，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，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（绿豆砂或瓜子片）：填砾料前在井管内下入钻杆至孔底0.30m0.50m，井管上口要加闷头密封后，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。填粘性土：在降水井内围填粘性土时，要将块状的粘性土碾碎后填入，填充速度不宜太快。井口封闭：为防止泥浆及地表污水从管外流入井内，在地表以下围填4.00m厚优质粘性土或采用水泥浆封孔。洗井：在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上高压风管先进行高压风洗井，待井能出水后提出钻杆再利用活塞洗井，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，此时要向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后，可换用高压风洗井，吹出管底沉淤，直至水清不含砂为止。安泵试抽：成井施工结束后，在降水井内及时下入潜水泵、接真空管、排设排水管道及电缆、地面真空泵安装等，电缆与管道系统在设置时要注意避免在抽水过程中不被挖掘机、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后试抽水，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：洗井及降水运行时要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。如水质良好，考虑用于清洗机械或环境洒水，以节约成本和资源。2.降水的运行 (1) 试运行:首先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要边施工边抽水，即完成一口投入运行一口，力争在基坑开挖前，将基坑内地下水降到基坑底开挖面以下1.00m深。水位降到设计深度后，即暂停抽水，观测井内的水位恢复情况。(2) 降水运行降水井在基坑开挖前二十天进行，以便提前疏干地层滞水，降低地下水位，提高土层自稳能力，顺利进行无水作业。降水井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间自短至长，降水井内的每次抽水后，应立即停泵，对于出水量较大的井每天开泵抽水的次数应适当增多。降水运行过程中，做好各井的水位观测工作，及时掌握承压含水层水头的变化情况。降水运行期间，现场实行24小时值班制，值班人员要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，及时分析整理，绘制各种必要图表，以合理指导降水工作，提高降水运行的效果。降水运行记录每天提交一份，对停抽的井及时测量水位，每天12次。(3) 降水运行的注意事项做好基坑内的排水准备工作，保证基坑内雨水及其它渗漏积水能及时抽干。降水运行阶段要经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常及时调换或修复。降水运行阶段保证电源供给，如遇电网停电，及时起动备用发电机，保证降水效果。六、封井方案工程结束后停止抽水，1基坑抽水量的确定原则基坑的出水量主要包括地下水的储存量、地下水的垂直补给量与降雨量，本站底板已进入承压水层，施工期间进行井点降水 ，对基坑的抽水量确定、井数设计与抽水泵的选择只考虑地下水的储存量与垂直补给量，对于降雨量的排出，采用明排水的施工措施来解决。 2主要的降水措施根据设计图及地质资料情况，地下水埋深24.4m，施工时水位降低值达到7.636m，降水深度达到18.836m；孔隙承压水主要赋存于Q3al+pl层砂类土中，渗透系数达到11.5m/d。根据这两个特征，决定采用深井井点降水的方法将施工中的水位降低至基底下2m。3基坑内降水井数量与布置通过计算，在施工A、B、C三区时，需要降低的总涌水量分别达到1800、1838、2400立方米/天，涌水量较大。A、B区采用相同数量规格的井管，即井管长23m，滤管长3m，共布置8根；C区每根井管长24m，滤管长3m，共布置15根。具体布置见图：4主要机具设备a、井管由滤水管、吸水管和沉砂管三部分组成，采用焊接钢管制成，管径250mm。滤水管：长3m，采用在钢管上分三段轴条（或开孔），在轴条（或开孔）后的管壁上焊6mm垫筋，要求顺直，与管壁点焊固定，外包10孔/cm2和40孔/cm2镀锌铁丝网各两层或尼龙网。上下管之间用对焊连接。吸水管：采用与滤水管同直径钢管制成。沉砂管：采用与滤水管同直径钢管，下端用钢板封底。b、水泵用8JQ50-17IFW潜水泵。每井一台，带吸水铸铁管，并配上一个控制井内水位的自动开关，在井口安装阀门，以便调节流量的大小，阀门用夹板固定，每个基坑井点群备有2台备用泵。c、排水管用500mm混凝土管，并设3%的坡度，与附近下水道接通。d、成孔设备600井点管孔采用ZO300型反循环钻机成孔