焦作市众成家园人防地下室降水设计方案.doc

焦作市众成家园人防地下室降水设计施工方案 河南宏宇建筑工程有限公司二一年十一月二十八日 焦作市众成家园人防地下室降水工程 目 录1工程概况11.1工程基本概况11.2环境条件11.3场地岩土工程条件12本地下室开挖降水时须着重解决的问题23地下室降水方案设计33.1设计原则33.2设计依据33.3基坑降水方案33.4降水引起周边沉降的控制措施与分析44基坑降水施工要点54.1降水井施工工艺流程图54.2管井施工参数及施工质量要求64.3降水井抽水排水建议64.4降水井抽水运行及要求75降水应急预案86安全生产及现场文明施工96.1安全用电96.2文明施工97附图910 焦作市众成家园人防地下室降水工程1 工程概况1.1 工程基本概况 焦作众成家园项目位于焦作市民主南路与映湖路交叉口东北角，包括9栋住宅楼及配套商业、超市及人防地下车库等，其中住宅楼等已建成，本次拟对人防地下车库进行开挖，车库开挖深度在自然地表下4.5m，勘探期间地下水埋深2.0m左右，稳定水位1.7m左右。1.2 环境条件人防地下室周边环境较为复杂，地下室南侧5#、6#及7#楼采用筏板基础，基础埋深约3.5m，距人防地下室轴线约17m；8#楼采用桩基础，埋深约5.5m，距人防地下室轴线约11m；地下室西侧为2层商业裙房，基础埋深约1.5m，距人防地下室轴线约9.5m；地下室北侧1#、2#、3#及4#楼采用桩基础，埋深约5.5m，距人防地下室轴线约10m；东侧为用地红线，红线距人防地下室轴线约10.5m，红线外为多层建筑物，距人防地下室轴线约21m。1.3 场地岩土工程条件根据河南省水文地质工程地质勘察院提交的焦作市众成家园场地岩土工程勘察报告(详勘)，拟建场地勘察为空地，已整平，四周近处无高大建筑物，地形相对平坦，相对高差约0.11m，地貌单元属山前冲洪积平原下部。与人防地下室降水有关的岩土工程条件自上而下描述如下：1.3.1 场地地层概况第层：耕土，黄褐，可塑，成份以粉质粘土为主，含较多植物根系，含少量生活垃圾、碎砖屑及煤渣。场区普遍分布，厚度0.301.20m，平均0.44m。第-1层：杂填土，杂色，稍湿湿，松散，含大量炉渣、碎砖块、水泥碎块、小石块及砂砾。有少量粉质粘土充填。场地内分布普遍，厚度0.701.00m，平均0.80m。第层：粉质粘土，黄褐色，硬塑，个别坚硬或可塑，含少量钙结核、锈斑及蜗牛壳碎片，钙结核粒径0.30.5cm，无摇振反应，切面稍光滑，干强度及韧性中等。场区普遍分布，厚度5.709.70m，层厚7.55m，层底埋深6.0010.00m，平均8.05m。第层：粉土，黄褐色，湿，密实，含少量白色钙纹、钙结核、锈斑及砂砾。摇振反应中等，切面无光泽，干强度及韧性低。场区普遍分布，厚度1.07.50m，平均3.50m，层底埋深9.0015.50m，层底标高5.989.41m，平均7.98m。第-1层，粉砂，黄褐色，饱和，稍密，个别松散或密实，矿物成分以石英、长石为主，云母、角闪石次之。偶含砾石及蜗牛壳碎片，颗粒呈星点状。粒径0.075mm的粒组含量为61.584.8%，场地局部缺失，厚度1.106.80m，平均3.48m。第-2层，细砂，黄褐色，饱和，中密、个别松散，矿物成分以石英、长石为主，云母、角闪石次之，偶含砾石及蜗牛壳碎片，颗粒呈星点状。粒径0.075mm的粒组含量为85.190.7%，场地局部缺失，厚度1.307.40m，平均3.9m。第层，粉质粘土，黄褐色，可塑，个别坚硬，含少量白色钙纹、钙结核、锈斑及蜗牛壳碎片，钙结核粒径0.31.0cm。无摇振反应，切面稍光滑，干强度及韧性中等。场区普遍分布，厚度5.4011.00m，平均7.81m。第-1层，粉砂，黄褐色，饱和，中密，个别稍密，矿物成分以石英、长石为主，云母、角闪岩次之，偶含砾石及蜗牛壳碎片，颗粒呈星点状。粒径0.075mm的粒组含量为76.478.9%，场区局部缺失，厚度1.802.00m，平均1.93m。第层，粉质粘土，黄褐色，可塑，个别坚硬，含少量白色钙纹、钙结核、锈斑及蜗牛壳碎片，钙结核粒径0.20.4cm。无摇振反应，切面稍光滑，干强度及韧性中等。场区普遍分布，厚度0.5013.50m，平均9.15m。第-1层，粉砂，黄褐色，饱和，中密，个别密实。矿物成分以石英、长石为主，云母、角闪石次之。偶含砾石及蜗牛壳碎片，颗粒呈星点状。粒径0.075mm的粒组含量为63.283.3%，场区局部缺失，厚度1.204.00m，平均2. 39m。第层，粉质粘土，黄褐色，可塑，个别坚硬，含少量白色钙纹、钙结核、锈斑及蜗牛壳碎片，钙结核粒径0.30.6cm。无摇振反应，切面稍光滑，干强度及韧性中等。场区局部缺失，厚度6.7013.00m，平均10.64m。以下两层均为粉质粘土层，可塑，厚度较大，其中第层层未揭穿。1.3.2 场地水文地质条件据勘察报告，地下水为松散岩类孔隙水，以大气降水和侧向径流为主要补给来源，以人工开采及侧向径流为主要排泄途径，勘察期间，场地地下水初见水位埋深2.0m左右，稳定水位埋深1.7m左右。水位年变幅1.0m左右。近年来最高水位埋深0.50m左右。渗透系数为9.010-6cm/s。2 本地下室开挖降水时须着重解决的问题根据地下室周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质条件，地下室开挖深度约4.5m，通过分析地质报告，施工过程中可能遇到的难题是，降水多周边建筑物及道路带来不利影响，因此该降水工程的重点为：(1)预防并控制因降水、开挖引起路面的过大的不均匀沉降，确保地下室基坑四周建筑物的安全，特别是地下室基坑东侧建筑物的安全是本方案的重点；(2)为后续的主体施工创造良好的施工条件。3 地下室降水方案设计3.1 设计原则(1)安全第一，确保地下室开挖及地下室施工全过程处于干作业状态；(2)在确保安全达到降水效果的前提下，尽可能降低工程造价；(3)将降水及土方开挖有机的结合起来，有效缩短地下室施工的工期。3.2 设计依据(1)焦作众成家园人防地下室平面图；(2)焦作市众成家园场地岩土工程勘察报告；(详勘)(3)建筑基坑支护技术规程JGJ120-99；(4)建筑边坡工程技术规范GB50330-2002；(5)建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009；(6)建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002；(7) 工程地质手册(第四版)。3.3 地下室降水方案3.3.1 方案选择根据岩土工程勘察报告，地下水为松散岩类孔隙水，勘察期间，场地地下水初见水位埋深2.0m左右，稳定水位埋深1.7m左右。 本地下室开挖深度在自然地面以下约4.5m，在降水实施过程中，首先要保证将地下室基坑里的水位降至基坑底标高以下0.51.0m，其次保证降水在达到设计要求的同时，控制水位降深和降水速率，减少降水对周边环境的影响。根据本工程场地环境、工程地质水文地质条件、建筑物基础埋深情况及本地区经验，为减少降水对周围环境的影响，针对本工程特点，控制降水速率，采用管径降水，多井浅降，缓和降水漏斗，在基坑东侧、南侧设置回灌井，必要时进行回灌，以减小降水对周边环境的影响，同时采用抽水自动控制系统，可有效的减轻降水对周边建筑物不均匀沉降的影响。3.3.2 降水计算地下水埋深：-1.7m左右； 设计动水位埋深：-5.5m； 设计水位降深：S=3.8m；计算模型：潜水完整井；渗透系数：潜水K=0.78m/d；过滤管工作长度：5m；以上参数根据经验取值，采用如下计算公式，计算结果如下: 降水影响半径：R=28.7m 基坑等效半径：r0=53.6m基坑涌水量：Q=713.3m3/d单井出水量：q=40m/dn= 1.1Q/q=1.1713.3/4020眼3.3.3 降水管井布设设计根据地质报告，为将水位降至设计标高，并考虑降水对周边环境的影响，虽然计算只需要20眼井，但是考虑降水影响半径的影响及合理布置降水井的需要，本场地在基坑周围布设24眼井进行降水，管井间距18m左右，井深20m，直径600mm，过滤管内径不小于350mm。具体位置见人防地下室降水井平面图，管井放线施工前，先确定地下室边坡开挖边线，将降水井布置在边坡上部。3.4 降水引起周边沉降的控制措施与分析场地降水往往会对周围环境造成影响，为减少和控制因降水引起的地基土差异沉降导致的周边建筑物的不均匀沉降、裂缝及倾斜等，一般应对距离地下室开挖边线较近部位的建筑物采取保护性措施，如对既有建筑物的基础进行加固、地下室周边设置止水帷幕、加固周边土体、地下室外部设置回灌井, 地下室降水发现对周围有轻微影响时观测井可作回灌井用，降水水源经沉淀后注入回灌井内保持原有水位不下沉，控制降水速率等措施。本工程，为减少降水对周围环境的影响，在降水实施过程中，采用管井降水，控制水位降深和降水速率，可一定程度上减少因降水引起的建筑物沉降。降水对东侧、南侧及西侧建筑物的影响，将地下水近似按二维稳定流理论，计算出地下水降低后的水位线，降水后，地下室周边土层产生的沉降，可近似认为是地下水降低后，土层的附加应力增加导致的土体压缩，因周边建筑物已经建成，可认为因建筑物荷载导致的地基沉降已经完成，利用本场地的土层参数，取较大的沉降调差系数1.2(沉降调差系数一般在0.61.5之间取值)，利用附加应力原理，可对降水引起周边建筑的沉降进行初步计算。按照上述理论计算出，地下室东侧，降水井距多层建筑最近距离为17.5m，降水引起的沉降值为2mm，建筑物另一端距降水井距离取36m处，在降水影响半径之外，降水引起的沉降值为0mm，差异沉降仅2mm。南侧、西侧建筑物距地下开挖线的距离比较接近，类似计算方法，可计算出地下室其它三侧建筑物因降水引起的差异沉降最大为7mm，小于规范规定，由此可认定地下室基坑降水对四周侧建筑物的差异沉降影响不大。4 地下室降水施工要点4.1 降水井施工工艺流程图本地下室降水工程，采用大口径管井降水，管井施工孔径为600mm，滤管350mm，井深20m。管井施工按以下工艺流程进行，如下图所示。确定井位钻机就绪钻孔记录滤料准备包扎滤管下 滤 管填 滤 料填土稳管洗井安装抽水图 1降水井施工工艺流程图4.2 管井施工参数及施工质量要求管井施工孔径为600mm，管径为350mm，井深地表下20m。管井降水施工质量要求:(1)定位:井位偏差小于5cm。(2)钻孔：一径到底，不留沉渣，钻孔要求正、圆、直、倾斜度小于1。(3)下管：井管居中，不偏不斜。(4)填滤料：井管外滤料规格应满足D50=(6-8)d50,要求选择均匀干净，磨圆度较好的硬质岩石，不宜采用棱角壮石渣料、风化料和其它粘质岩石，充填应密实；(5)水泵要求按要求安装好，排水系统安装紧密，使抽水工作顺利进行；(6)抽水派专人负责，定时测量，严格控制出砂量不大于1/1万；(7)备好数台潜水泵，井下抽水泵出现故障立即更换。4.3 降水井抽水排水建议 降水井在抽水过程中，应做好以下工作：(1)降水井施工完毕后，应沿地下室四周布置排水管道，排水管道采用PVC塑料管沿地下室基坑周边布置，必要时在排水管道上预留一定数量的排气口，以保证突然停电时排水管道的安全，并对排水管道采取一定的变径处理，节省排水管道的成本，具体管道布设情况根据降水井施工的现场布置情况而定。(2)本工程场地地下水不丰富，建议采用小功率抽水泵，同时对降水井采用简易自动控制系统，可有效控制地下水的下降速率。(3)为保证降水运行的连续性和尽量避免因某一个井或几个井出现跳闸后大面积降水井停抽现象的出现，同时节省电缆成本，降水所需电路采用一漏一保护，增强系统工作的整体性，具体的供电系统图如下图2所示。电柜布置、电缆型号及数量根据现场放线后计算确定。工地总 柜二级柜二级柜三级柜三级柜三级柜三级柜三级柜降水井1降水井2降水井.降水井.降水井23图2 焦作众成家园人防地下室降水供电图4.4 降水井抽水运行及要求在降水井，水泵，管路安装完毕正常抽水情况下，以按一定水力坡度自由流动为主，必要时加真空。降水一周后并且观测井中水位达到一定深度以后方可进行土方开挖，在土方开挖的同时，继续进行降水，保证水位始终开挖土层以下。降水井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间自短至长，降水井的每次抽水后，应立即停泵，对于出水量较大的井每天开泵抽水的次数相应要增多。降水运行过程中，现场实行24小时值班制，值班人员做好各井的水位观测工作，认真做好各项质量记录，做到准确齐全。对降水运行的记录，及时分析整理，绘制各种必要的图表，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。做好地下室基坑内的明排水准备工作，以备开挖时遇降雨能及时将地下室基坑内的结水抽干。降水运行阶段要经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常时及时调泵并修复。保证电源供给，如遇电网停电，须提前两个小时通知降水施工人员，以便及时采取措施，保证降水效果。在挖土过程中，必须派人工看守，以防挖机碰坏井管导致废井或降低抽水效果。开挖后如部分基坑含水量较高，采取增打轻型井点及时进行降水。认真做好降水记录，经常检查每口井的降水出水量的情况，要连续降水，防止中途停顿。把数据及时反馈给甲方。与总包，业主，监理各方保持密切联系，互通信息，协调配合。施工中发生意外情况，及时分析解决，并与有关方面联系协调。5 降水应急预案在降水过程中，可能会出现一些紧急情况，需要提出相应的针对性的解决方案，通常出现的降水问题及解决办法如下：1、地下水降水过快及地下水位下降困难地下水位降速过快，一方面是抽水泵选择过大，一方面可能是地层存在隔水层及渗透系数较小，分析原因后调整水泵或者通过相应措施增强地下水的下渗能力。地下水位降速过慢，最主要的因素是抽水泵选择过小，未能将渗流过来的地下水位及时抽走，改换水泵型号，增加抽水功能。2、停电降水过程中，可能因为供电故障等因素，出现停电情况，短时间停电对降水施工影响不大，但长期停电时，应该增强供电的保障性，采用双回路供电，或者联系租用相应的发电机组，保证降水的正常进行。3、基坑排水因突降大雨、大雪等极端天气，尤其是突降暴雨，可能导致内积水严重，软化基底土层，导致基底抗力不足，出现塌方等情况，在工地现场应准备2台大功率污水泵，及时将汇聚的基坑内积水排出，同时在基坑顶部砌筑一定高度的挡水墙，截断流向基坑内部的外界水源。4、周边管道渗水根据调查，地下室各侧均有污水管及雨水管道，可能东侧部分管道施工的年代已久，使用材料及工艺不清楚，在极端天气情况下，可能出现管道薄弱处北雨水冲坏，让雨水流向地下室基坑内部的情况。针对这种情况，一方面在地下室边坡上每隔2.5m至3.0m设置一个排水孔，减小水流的渗透压力和雨水冲刷阻力。另一方面联系各方，积极查找透水口位置，从源头上截断水流。