恒昌科技大厦基坑降水施工方案.doc

基坑降排水施工方案 工程名称：恒昌科技大厦西区工程地点：深圳市前海深港合作区 施工单位：联建建设工程有限公司编制单位： 联建建设工程有限公司 编 制 人： 编制日期： 年 月 日 审 核 人： 审核日期： 年 月 日审 批 人： 审批日期： 年 月 日 目 录1、 编制依据11.1本方案设计与施工的依据11.2相关施工规范及标准12、工程概况12.1 工程整体概况12.2 工程地质22.3水文地质42.4 气象资料53、降水设计、施工方案63.1 降水方法的选择63.2 降水设计63.3 降水管井施工及降水运行83.4 地面排水系统113.5 降水井封井处理123.6 基坑残留水处理133.7 降水辅助措施134、施工部署144.1 质量保证体系144.2 劳动力组织计划144.3机械设备计划154.4 施工工期155、安全措施156、文明施工的技术措施157、应急措施167.1、目的167.2、电源保证167.3、井管保护167.4、降水过程中遇到异常现象的处理177.5、监测措施172恒昌科技大厦西区 基坑降排水施工方案1、 编制依据1.1本方案设计与施工的依据（1） 、本工程岩土工程详细勘察报告；（2） 本工程设计施工图纸和设计要求；（3） 本工程基坑周边环境、地下管线等分布情况；1.2相关施工规范及标准（1）建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）（2）供水管井技术规范(GB5029699)（3）地基处理技术规范（JGJ79-2012）（4）水文地质钻探规程（DJ/T014894)（5）水文地质手册第二版(地质出版社)（6）工程地质手册第三版(建筑工业出版社)（7）建筑工程施工现场供用电安全规范(GB501942014)2、工程概况2.1 工程整体概况恒昌科技大厦西区工程项目由深圳市前海恒昌科技开发有限公司投资建设。项目地点位于深圳市前海深港合作区。本项目建设用地8013.03m2，总建筑面积99365.79m2，地上为高层公共建筑，地下为机动车车库。建筑抗震设防类别丙类7度，主要结构类型为框架核心筒结构，工程设计使用年限为50年；建筑层数裙房7层，塔楼31层，建筑高度151.6米，0.00相当于绝对标高9.000m。地下四层结构底板面标高为-19.300m，地下室底板板厚为1000mm（注明者除外）。基坑支护采用密排灌注桩+旋喷桩截水帷幕+三道内支撑支护形式。序 号项 目内 容1工程名称恒昌科技大厦西区工程2工程地址深圳市前海深港合作区3建设单位深圳市前海恒昌科技开发有限公司4勘察单位深圳地质建设工程公司5设计单位广东海外建筑设计院有限公司6监理单位深圳市众泉建设监理有限公司7质量监督单位深圳市建设工程质量监督总站8施工总承包单位联建建设工程有限公司基坑大开挖至底板垫层以下时，介入塔吊基础、承台及后浇带部位土方开挖施工，因本工程垫层以下土层基本在粗砂层中，粗砂层为强透水层，含水丰富，临近地段为海边，且，根据施工蓝图结构施工总说明5.2条目：进行地下室施工时，为了防止地下室上浮，应采取相应降水措施，直至地下室顶板覆土回填至设计标高(本工程覆土厚度0.851.4m，覆土容重18KN/m），且上部裙楼至少主体封顶，砌体砌筑完成后方可停止降水。因此，本方案为基坑底板结构土方开挖前的降排水方案，以此保证土方开挖在干燥环境下完成施工。2.2 工程地质恒昌科技大厦位于前海合作区内，原始地貌为滨海滩涂，经人工填海工程改造，现状为平整空地，地形平坦，地表微起伏。各钻孔孔口标高4.627.57m，最大相对高差2.95m。地基土特征自上而下分述如下：根据野外钻探揭露，场地分布的地层有：人工填土（Qml）、第四系全新统海陆交互相沉积层（Qmc）、第四系上更新统冲洪积层（Qal+pl）、第四系残积层（Qel）及燕山期花岗岩层（），现将各地层主要特征自上而下分述如下：（1）、人工填土层（Qml）素填土（层号1-1）：褐灰、褐红色，稍湿湿，松散稍密状，由粘性土回填组成，含少量碎石。该层整个场地共有ZK30、ZK31、ZK36ZK39、ZK42ZK45、ZK48、ZK58、ZK60、ZK63等15个钻孔揭露，层厚0.703.50m，层顶埋深0.00m，层顶标高5.046.85m。填石（层号1-2）：灰色，稍湿湿，稍密状，由碎石、块石、砂砾及粉质粘土组成，填石含量约2565%，填石粒径一般520cm，最大达40cm。该层整个场地所有钻孔均有揭露，层厚3.3011.00m，层顶埋深0.003.50m，层顶标高2.857.57m。（2）、第四系全新统海陆交互相沉积层（Qmc）淤泥质土（层号2-1）：褐灰、灰黑色，饱和，软塑状，含少量有机质及贝壳，具腥臭味。经过前期固结处理。该层整个场地所有钻孔均有揭露，层厚1.206.00m，层顶埋深5.5016.00m，层顶标高-9.50-0.45m。该层进行标准贯入试验45次，击数2.94.2击，平均3.6击。（3）、第四系上更新统冲洪积层（Qal+pl）粉质粘土（层序号3-1）：褐灰、褐黄色，饱和，可塑状，韧性好，干强度高。该层整个场地所有钻孔均有揭露，层厚1.208.10m，层顶埋深10.8018.00m，层顶标高-12.53-5.06m。该层进行标准贯入试验56次，击数6.015.6击，平均10.3击。粗砂（层序号3-3）：灰黄、灰褐色，饱和，稍密中密状，砂粒为石英质，次圆次棱角状，分选性较差，局部含有机质。该层整个场地所有钻孔均有见及，层厚0.908.60m，层顶埋深14.0020.00m，层顶标高-14.55-7.63m。该层进行标准贯入试验51次，击数9.120.5击，平均15.1击。（4）、第四系残积层（Qel）砂质粘性土（层序号4）：褐红、褐黄色，可塑硬塑状，由花岗岩风化残积而成，遇水易崩解。该层整个场地所有钻孔均有揭露，层厚1.0017.50m，层顶埋深18.0022.90m，层顶标高-17.85-11.62m。该层进行标准贯入试验59次，击数11.928.7击，平均17.7击。（5）、燕山期花岗岩层（）全风化花岗岩（层序号5-1）：褐黄、褐红色，岩芯呈坚硬土柱状，原岩结构已基本破坏，手捏易碎。该层整个场地所有钻孔均有揭露，层厚1.8019.70m，层顶埋深22.3038.60m，层顶标高-33.54-17.29m。该层进行标准贯入试验60次，击数29.449.7击，平均33.1击。强风化花岗岩（层序号5-2）：属极软岩，极破碎，岩体基本质量等级为级。褐黄、褐红色，岩芯呈半岩半土状，原岩结构大部分已破坏，遇水易软化。该层整个场地所有钻孔均有揭露，层厚1.8032.20m，层顶埋深29.9051.70m，层顶标高-46.54-23.23m。该层进行标准贯入试验33次，击数48.362.3击，平均54.8击。中风化花岗岩（层序号5-3）：属较软岩，较破碎，岩体基本质量等级为级。红褐、灰色，岩芯呈块状短柱状，原岩结构清晰，裂隙较发育，锤击易碎。该层整个场地除了ZK11、ZK17、ZK23、ZK29、ZK35、ZK41、ZK47ZK57、ZK61ZK63等20个钻孔未揭露外，其余钻孔均有揭露，层厚0.8015.10m，层顶埋深46.9066.50m，层顶标高-61.43-40.52m。微风化花岗岩（层序号5-4）：属较硬岩，较破碎较完整，岩体基本质量等级为级。红褐、灰色，岩芯呈碎块状、短柱状长柱状，原岩结构清晰，岩质新鲜坚硬，锤击声清。该层整个场地共有ZK1ZK5、ZK7ZK10、ZK12ZK16、ZK18ZK22、ZK24ZK28、ZK30ZK34、ZK36ZK40、ZK42ZK46等39个钻孔揭露，层厚5.2017.00m，层顶埋深53.5070.30m，层顶标高-65.14-48.39m。2.3水文地质（1）、地表水拟建场地位于珠江口东岸，场地现状为填海整平空地。区域内的排水系统主要包括旧城区的关口渠、郑宝坑渠、桂庙路渠、3#排洪渠四条排水通道及填海区域已经实施的12号路明渠、桂庙路明渠及内环路明渠。现在该系统按50年一遇排洪标准整治完成，洪峰设计流量为158m3/s。场地地表水主要为东北侧及东南侧的人工湖，属景观湖。湖底未采取硬底化等隔水措施，渗漏较严重，需人工回灌；该片区排水系统主要为场地东北侧的东南西北向展布的排洪渠（宽约20m），由东南向西北排泄，未经整治，水质发黑，污染严重。（2）、地下水本场地地下水主要为第四系孔隙潜水，其中填土(石)的透水性与填料成份有关，碎、块石含量较高地段透水性较强、粘性土含量较高地段透水性较弱，整体为强透水地层；含有机质中砂及粗砂层属强透水层，受上部隔水地层的影响，砂土层中地下水具微承压性；其余第四系地层为弱透水性地层。其次为基岩裂隙水，其透水性差，属弱透水层。地下水接受大气降水、人工湖水及海水的补给，与地表水体存在密切的水力联系。勘察期间测得钻孔中混合稳定水位埋深0.87.2m，标高-2.034.18m，地下水位年变化幅度约为13m。地下水水位受季节及潮汐作用影响。2.3.5 水的腐蚀性评价（1）、地下水的腐蚀性本次勘察在场地取地下水试样4组进行了水质简分析，试验结果见“水质分析报告”，按岩土工程勘察规范有关标准，本工程场地环境类型为类，存在干湿交替作用，对地下水水质的腐蚀性评价见表3。综合判断，场地水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水环境下具微腐蚀性、在干湿交替环境下具中腐蚀性。场地水腐蚀性评价 表3取水钻孔腐蚀性指标地下水腐蚀性评价SO42-(mg/L)Mg2+(mg/L)总矿化度(mg/L)PH侵蚀性CO2(mg/L)HCO3-(mmol/L)Cl-(mg/L)混凝土结构钢筋混凝土结构中钢筋长期浸水干湿交替ZK20378.4881.38768.917.546.671.2131314.23微微中ZK42202.489.57279.967.372.221.517418.48微微弱ZK4364.3422.98232.657.306.671.719442.69微微弱ZK49435.2523.94768.917.110.002.1231037.55微微中（2）、土的腐蚀性本次勘察在场地取土试样4组进行了土的腐蚀性分析，试验结果见“土的腐蚀性分析报告”，按岩土工程勘察规范有关标准，地下水位以上土质对建筑材料的腐蚀性评价见表4。综合判定本场地土对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具中腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。土的腐蚀性评价 表4土样位置腐蚀性指标土的腐蚀性评价SO42-(mg/kg)Mg2+(mg/kg)PHCl-(mg/kg)混凝土结构钢筋混凝土结构中钢筋钢结构zk31-12051.0838.886.79 2145.55微中微zk58-1245.154.907.12 124.18微微微zk14-1799.2317.068.01 655.76微弱微zk33-1534.0016.997.96 688.54微弱微根据勘察报告底板垫层以下4.5米左右为粗砂层，该段设置降水井降水。2.4 气象资料项目地处北回归线以南，属南亚热带温度温润的海洋性季风气候，气候温和，湿度大，光照充足，年平均日照时数2120小时，无霜期长达355天，年平均气温为22度，一月份最冷，平均气温约14.9度，极端最低气温为0.2度，七月份最热，平均气温约28.6度，极端最高气温为38.7度。深圳市多年统计平均年降雨天数140天，平均降水量为1933.3mm，4月至9月为雨季，降水量占全年的75，多为热带气旋（台风）降雨，最大月平均降雨量为368.0mm，最大日降水量达385.8mm，最大连续降雨日为20天。多年平均蒸发量为1755.4mm。降水强度大、暴雨多，易造成洪涝灾害。深圳年均相对湿度为79，39月份平均湿度较高，在81以上，10月至次年2月相对湿度较低。受南亚热带季风影响，深圳常年主要风向以偏东风为主，盛行风为东南风；冬季盛行偏东北风。年均风速为3.2m/s，最大风速为12级。3、降水设计、施工方案3.1 降水方法的选择本工程为在粉质粘土和粗砂类地层中进行的深大基坑工程，降低地下水位是必不可少的。目前基坑开挖降水方法很多，有深井点降水，明排降水和轻型井点降水，根据本场地降水时间集中、水位降深及排水量较大的特点，明排方法不能满足基坑开挖及基础施工干作业的要求，只有采用轻型井点降水方法，才能有效防止基坑底部土体隆起或突涌的发生，确保施工时基坑挖土和封底时的安全，不发生冒水冒砂，保证底板的稳定性，减少对周边环境的影响。3.2 降水设计3.2.1 基坑涌水量根据场地水文地质条件，降水系统总涌水量Q按基坑井壁进水潜水非完整井来计算：计算公式为：式中： Q 基坑总涌水量（m3/d）；L基坑长度106m。B基坑宽度67.5m。X0=（L*B/）1/2=47.7mK渗透系数，取30m/d；H含水层厚度，取4.5m；S基坑水位降深，取4.5m；R降水影响半径，取104.6m；将以上数据代入公式中：Q=1.36630(24.5-4.5)4.5/（Lg104.6-Lg47.7）=m3基坑总涌水量为540.77 m3/d 3.2.2 井点管埋设深度考虑到电梯井深基坑的开挖深度较深，并且穿透砂层，本方案井点埋置深度由底板垫层进弱透水层砂质粘性土中，埋设深度约5m3.2.3 井点数量的确定井点布置原则：1、 一般根据基坑面积按单井有效抽水面积A（经验值为150250）来确定，而经验值是根据场地潜水含水层的特性及基坑的平面形状来确定。根据本公司以往的布井工程经验，该区域地层单井有效抽水面积约为250，井点之间间距约15m，井点距离基坑支护桩7.5m2、 管井布置在具体施工时应避开支撑立柱、工程桩等。3.2.5 井点平面布置降水井距离基坑边缘及边坡均为7.5m左右，井与井之间间距15m，总计18个降水井，如图3.2-1所示：图3.2-1 降水井布置平面图3.2.6 抽水设备的选择根据单井每天出水量及各种水泵的流量，扬程等参数，选择每小时12.5m3流量，扬程40m的水泵做为降水井的抽水设备，抽水设备每井一套，另外预留2套备用。抽水泵配备减压启动箱和水位调节自动开关。当抽水泵由于某种原因发生缺相、过载、欠压、堵转时，减压启动箱能及时切断电源，有效避免电动机的损坏，可有效确保和延长水泵的使用寿命。水位调节自动开关能根据井内水位变化及时开启或闭合水泵电路，保证降水效果。3.3 降水管井施工及降水运行3.3.1 降水井管构造及降水设施深井降水在土方开挖前进行，每口降水井配深井泵一台，深井泵抽水应连续进行。（1）井管采用PVC波纹管，单根长度为5m。管与管连接口要用胶带密封，用铅丝扎紧。在PVC波纹管管身波纹与波纹之间用12号钻头，每隔100mm布置渗透眼，打孔过后在管身上面用双层无纺布（200g/）布均匀缠绕在滤管上并绑牢。井管外填滤料，滤料采用5#10#的砾石灌至地面。摆放PVC波纹管时要扶正，确保井管整体垂直度。为防止地表污水渗入井内，一般采用优质粘土或水泥浆封闭，其深度为0.8m；最下为沉淀管，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，长度为0.8m，沉淀管底口用滤网封赌。井管构造见图3.3-1管井构造示意图。图3.3-1 管井构造示意图（2）深井泵：选用潜水泵，扬程40m。每井一台，并带吸水铸铁管或胶管，在井口安装阀门以便调节流量的大小，阀门用夹板固定。（3）集水井与排水明沟：井管內抽出的地下水排入集水井，再通过排水明沟流入附近下水道。（4）排水管道的选择：降水井排水管道采用DN50软管，每个降水井排水管先排入基坑周边排水沟，再流入沉淀池经过沉淀后最终流入市政污水管网排走。3.3.2 降水井施工工艺施工流程详见图3.3-2降水施工流程图。调节降水流量观测降水深度观测周围构筑物沉降降至设计水位调节降水量、分批关闭降水井观测降水深度观测周围建筑物沉降恢复到自然水位停止降水图3.3-2 降水施工流程图（1）成孔施工机械设备选用正循环钻机及其配套设备。专人负责进料，确保井壁管、过滤管（外包尼龙细网）、回填砂、粘土等材料的质量。定位、埋设护孔管，埋设护孔管要求垂直，钻进清孔，钻进前测量好钻具总长，控制钻进深度，钻进中对地层要分层记录，确定降水含水层的确切层位和岩性。（2）下井管，按设计井深事先将井管排列、组合，采用人工下管，保持井口标高一致。井管应平稳入孔，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。（3）填砾料：填砾料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m0.50m，井管上口应加闷头密封后，然后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，滤料应大于滤网的孔径，一般为25mm的细砾石，砾石滤料必须符合级配要求，其含杂质量不得大于3%，回填至地面以下1.5m处。（4）洗井：洗井要求采用活塞和空压机联合洗井方法，缺一不可。直至井内出清水，基本不含砂，出水量大，井底沉砂不大于20cm。3.3.3 降水运行 （1）降水井可在基坑围护结构做完且桩体砼达到设计强度后方开始抽水，以降低下部水头，便于基坑的开挖。（2）在降水运行过程中，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。（3）当降水井水头降至设计要求时，可适当调控井的抽水量来控制水头的下降幅度，以减少因降水而引起的地面沉降。（4）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。3.3.4 降水井质量检验施工质量检验主要执行建筑与市政降水工程技术规范、建筑地基基础工程施工质量验收规范，其内容综合如表3.3-1。 管井施工质量检验标准 表3.3-1序号检查项目允许值或允许偏差检查方法单位数值1排水沟坡度12目测：坑内不积水，沟内排水通畅2井管（点）垂直度%1插管时目测3井管（点）间距%15用钢尺量4井管（点）插入深度mm200测绳测量5过滤砂砾料填灌%5检查回填砾料用量6粗砂含水层出水含砂量中砂含水层出水含砂量细砂含水层出水含砂量1/500001/200001/10000试验测定砂水重量比3.4 地面排水系统3.4.1地面排水施工现场的临时排水统一设计，在四周均设置排水沟，排水沟设置有3的坡度，上覆钢盖板，雨水及基坑抽水流入排水沟，经沉淀池沉淀后排入市政排污管网。现场设专人对排水系统进行维护，保证排水畅通。3.4.2地面排水的主要设施和技术措施（1）截水沟：在基坑四周设置截水沟，截水沟宽度400mm，深度400mm，采用人工配合小型挖机开挖，100mm厚C20混凝土制作。截水沟向集水井方向纵向设置1%下坡度，基坑中间向两侧排水沟设置3%人字坡，以利于水能及时流入截水沟。见图3.4-1截水沟示意图。（2）集水井：在基坑四角及中部共设置6个临时集水井，深度800mm，长宽各800mm。（3）水泵：每个集水井内放置一台高压离心式水泵，冠径50，扬程40m。冠梁图3.4-1 截水沟示意图图3.4-2 基坑周边排水沟及集水井示意图3.5 降水井封井处理布置在基坑内降水井，由于停水后水位回升，对基坑安全仍有一定的危害，降水结束后采取可靠措施进行封井，具体措施如下：（1）在施工底板砼前将井口高出300mm滤管割除，放置直径400mm厚度为5mm钢护筒，安装高度为底于底板顶面150mm，钢护筒中间满焊一圈300mm宽3mm厚止水钢板，并在止水板一周缠绕1圈遇水膨胀止水条，防止地下水从钢管与砼接缝处渗漏水，封井前在倒置放置一个钢护筒（底板封底钢板5mm）放入埋置在顶板中的钢护筒中，两个钢护筒在顶部接缝处满焊，风井时先采用高一等级标号的底板混凝土将两护筒中浇满砼，然后，将钢套筒顶部采用5mm厚690mm直径钢盖板盖死，钢板与护筒满焊，封堵部位1500*1500增加一层底板面筋网片，采用微膨胀高一等级标号的底板混凝土浇筑。如图3.5-1所示。（2）深基坑内布井时尽量绕开底板梁及钢筋较密的部位，对不能绕开的底板钢筋穿过井口时采用绕行的办法。若绕行有困难时，切断后在四周加设构造钢筋进行加强处理。图3.5-1 降水井封井示意图3.6 基坑残留水处理基坑内在潜水层分布范围有可能会出现少量的残留滞水，采取在基坑内和周围开挖排水沟，将残留水引入坑底积水坑集中排走的措施进行处理。3.7 降水辅助措施3.7.1降水监测1）降水监测内容基坑降水施工期间主要监测内容如下：（1）降水过程中，地下水位的变化；（2）降水过程中，单井的出水、含砂量；（3）基坑周边地表沉降、建筑沉降和倾斜监测；（4）基坑周边燃气、给水、污水管等管线沉降监测；2）房屋、管线监测点的布置降水施工前对车站周边影响范围内的房屋及基坑两侧地下埋设管线的中心线上布置沉降观测点，并在降水之间测量其初始值。3）监测频率水位监测：（1）抽水开始后，在水位未达到设计降水深度之前，每天观测3次水位及单井出水量；（2）当水位已达到设计降水深度，且趋于稳定时，每天观测1次；（3）在受到雨季影响的情况下，观测次数宜每天2-3次。3）建筑物及管线监测：（1）抽水工作开始后，基坑影响范围内的建筑物及管线每天进行2次观测，早、晚各一次；（2）基坑开挖期间或降水井有异常情况时每天进行34次观测。3.7.2备用电源措施为了保证降水期间抽水持续作业，防止长时间停电造成水位回升，影响地下结构施工，降水施工期间考虑备用200KW发电机。 4、施工部署4.1 质量保证体系组长：项目经理副组长：生产副经理、技术负责人组员：质量员、实验员、测量员、资料员、施工员4.2 劳动力组织计划降水井施工10人；电工1人；其他辅助人员10人；管理人员3名4.3机械设备计划机械设备见下表：机械设备计划表序号设备名称规格单位数量降水1钻机D600台12配电箱台23空压机9m3台14手推车辆25潜水泵台184.4 施工工期本降水工程降水井每口成井1天。5、安全措施（1）施工人员进入现场要戴安全帽，钻踏下严禁站人。（2）民工队进场要进行安全教育和交底，并签订安全协议书。（3）设立电工值班制度，非电工不得随意接电，电工应随时检查电路情况，排除隐患。（4）现场严禁使用明火。（5）接卸维修、清理应在断电后清扫，并由电工拉闸上锁，清扫后再通知电工通电，以避免人员伤亡。（6）机械操作手，电气焊工、电工，应持证上岗，并严格执行安全操作规程。（7）配电箱、开关箱位置合理，内部设施符合要求，箱体整洁牢固加锁。6、文明施工的技术措施（1）施工现场必须有工程公告。施工现场平面布置图，施工组织机构各种安全、防火警示牌，应挂在明显位置，便于观看和警示。（2）施工现场文明管理工作，施工队要有专人负责，施工班组也必须有专人负责，贯彻落实到责任人。（3）加强劳动纪律，严格遵守厂区规章制度，遵纪守法，做文明人，办文明事。（4）技术交底必须对文明施工提出具体要求和具体措施，并进行书面交底，做到工完料净场地清。（5）现场应经常有专人清理，确保现场无“三头”。做到人人看到，人人动手清理，使现场达到清洁美观。（6）现场四周设置砖围护，行走应从指定的门出入，做到安全、文明规划合理的现场。（7）施工现场的临