回灌井设计方案20110909

中山南路B4地块商办综合楼项目浅层回灌井方案 上海长凯岩土工程有限公司 2011年9月9日 目 录1 工程概况31.1 基坑概况31.2 基坑围护概况31.3 基坑周边环境条件41.4 基坑周边监测概况42 设计依据53 场区工程地质与水文地质条件63.1 工程地质条件63.2水文地质条件74 潜水回灌措施84.1 回灌井措施84.2回灌系统84.3回灌系统管理要求94.4回灌井作用原理94.5回灌井平面布置104.6回灌井结构设计114.7回灌井施工及运行121 工程概况 拟建的“中山南路B4地块商办综合楼工程 ” 位于上海市黄浦区，基地北至会馆弄、南至老太平弄、西至外咸瓜街、东至中山南路。图1-1 工程平面位置图1.1 基坑概况基坑规模:基坑面积约为9928m，基坑总延长米约为396m，基坑形状呈较规则矩形。基坑开挖深度：本工程0.000+4.200（除特别注明外，下文中说明的标高均为设计相对标高），裙楼普遍区域基础底板厚度为1.2m，塔楼基础底板厚度为2.2m，自然地坪的相对标高为0.300m，考虑底板下垫层厚度200mm，裙楼普遍区域基坑开挖深度为14.8m，塔楼开挖深度为15.8m。1.2 基坑围护概况本工程裙房地下室基础底板厚度为1200mm，塔楼地下室基础底板厚度为2200mm，考虑200厚垫层，本基坑工程裙楼区域基坑开挖深度为14.8m，塔楼区域基坑开挖深度15.8m，基坑围护体采用“两墙合一”地下连续墙，古河道切割区域拟采用800mm厚地下连续墙作为围护体，地下连续墙插入基底以下14.8m，有效长度为27.25m。普遍区域拟采用800mm厚地下连续墙作为围护体，地下连续墙插入基底以下13.8m，有效长度为26.25m，基坑内部设置三道水平钢筋混凝土支撑。1.3 基坑周边环境条件基坑东侧：该侧的中山南路为交通主干道，交通流量较大，该路面下埋设有电力、配水、煤气、雨污水及信息等管线，管线与围护体的最小距离22m左右。路对面为新外滩龙园酒家和交通银行，与基坑围护体的最近距离为64m左右。且在中山南路中央为外滩隧道出口。基坑南侧：该侧紧邻老太平弄，路面下分布有配水、雨水管道及供电管线，最近管线距离围护体9m左右，路对面为金外滩花园。基坑西侧：该侧紧邻外咸瓜街，路面下分布有供电、人防、雨水管道及配水等地下设施，距离基坑最近的管线为10m左右。路对面为一变电站、一幢3层建筑物及一幢31层高层建筑。基坑北侧：该侧为会馆弄，该路面下分布管线较少，分布有一根雨水管，该管距离基坑最近距离8m左右，路对面为绿苑大酒店及一幢三层建筑物，距离基坑最近距离仅13m左右。1.4 基坑周边监测概况本工程基坑面积9928m2，塔楼区域基坑开挖深度为15.8m，裙楼区域基坑开挖深度14.8m，属一级深基坑，根据设计要求和相关规范，制定以下监测方法：1) 基坑监测（1）、围护墙顶部垂直和水平位移监测；（2）、坑外土体深层水平位移（土体测斜）；（3）、围护体深层水平位移（围护体测斜）；（4）、支撑轴力监测；（5）、立柱垂直位移监测；（6）、坑外地下潜水位监测；（7）、承压水位监测；（8）、坑底回弹监测；2) 环境监测（1）、周边地下管线、人防及隧道垂直、水平位移监测；（2）、周围建筑物沉降监测；（3）、坑外地表沉降监测；3） 坑外地下潜水位监测及近期监测情况：基坑围护体的外侧共布置16只深度8m的坑外地下潜水位监测孔，编号W1W16，地下潜水位监测孔利用水文地质钻机进行成孔，孔径不小于100mm，垂直度不大于3%。在本工程基坑开挖过程中，基坑东北角（会馆弄和中山南路交叉口附近）坑外潜水位监测点（W3）数据显示，此处地下潜水水位下降明显，自8月25日以来持续下降，截止9月6日累计变化量达到-939mm，且有逐步下降的趋势，因此对坑外地下水水位下降明显部位实行浅层地下水回灌。2 设计依据1) 中山南路B4地块专题会议纪要（2011.09.07）；2) 供水水文地质勘察规范(GB50027-2001)；3) 建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98)；4) 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)；5) 建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300-2001)；6) 上海市工程建设规范岩土工程勘察规范（DGJ08-37-2002）；7) 基坑降水手册上海岩土工程勘察设计研究院有限公司、上海长凯岩土工程有限公司主编；8) 金外滩B4地块项目岩土工程勘察报告 上海申元岩土工程有限公司；9) 上海黄浦区B4地块项目基坑围护设计方案 华东建筑设计研究院有限公司；10) 黄浦区中山南路B4地块基坑工程监测方案上海中浦勘查技术研究院有限公司。3 场区工程地质与水文地质条件3.1 工程地质条件（1）本基地第层填土土质较杂。（2）第0层江滩土，土性为粘质粉土，属中压缩性土，但土性很不均匀。（3）第3层灰色砂质粉土，为中压缩土，为不液化土层。但本次基坑开挖基坑深度达16.0米，正好处于本土层中，由于本土层为粉性土，易产生渗透液化，基坑开挖时，在水头差的作用下，易产生管涌及流砂现象对基坑产生不利影响。（4） 第1-2层灰色粉质粘土属中压缩性土，层面出露尚平缓。（5） 第3层灰色粉质粘土属中压缩性土层，仅出现在古河道区域内，此土层在古河道内深度达38.0米，第层土和第1层局部缺失，而沉积而成。（6） 第层暗绿-草黄色粉质粘土为中压缩性土，土质较好，上海地区俗称硬土层,土层有一定起伏且厚薄不一，在场地北部偏西向有一条约东西向古河道，在古河道中第层缺失，且下卧部层即为砂层。（7）第1层灰绿草黄色砂质粉土为中压缩性土，层面埋深较稳定（28.5m左右），但由于受古河道切割影响，此土层局部落深和缺失，土层厚薄不一，而其下为第2层黄灰色粉砂为饱和密实粉性土，层面埋深稳定（36.0.0m左右），厚度大于20.0m。 （8） 第3层灰色粉砂夹粉质粘土层。（9） 第层灰色粉砂层，层厚约30.0m。地层见地质剖面图3-1。图3-1 典型地质剖面图图3-2 III-III（靠近W3观测孔处）地质剖面图3.2水文地质条件本基地对工程有影响的地下水主要为浅层的潜水和深部的第层承压水。（1）地下水潜水的其主要补给来源为大气降水，水位随季节变化而变化，水位埋深一般为0.3-1.5m。钻探期间浅层地下水初见水位埋深1.61.9m，稳定水位埋深0.81.1 m，根据上海市工程建设规范地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）有关条款，上海地区潜水位年平均水位埋深一般为0.50.7m，建议按不利条件分别采用地下水高水位埋深0.5米、低水位埋深1.5米进行有关计算。本场地浅层有0层和2层粉性土，因此潜水水量较大。本工程地下室车库开挖最深度约15.0-16.0米，属一级基坑，在开挖深度范围内的土层有第、0、3层。基底基本置于第3层灰色砂质粉土，仅局部处于第0层上，基坑开挖时由于土体原有平衡被破坏，土体易产生侧向位移。另外第0层和第3层均为粉性土，在动水压力下，易产生管涌及流砂现象。因此，需采取有效的挡土、降水、隔水措施，防止产生蠕变、流砂等现象，以保证基坑的安全。4 潜水回灌措施4.1回灌井措施根据本工程围护结构特征和拟建场地水文地质特征，对基坑外进行回灌措施。1) 回灌区域位于坑外地下水下降明显部位，即坑外潜水水位监测孔W3周边区域，沿排水沟内布置；2）所有回灌井过滤管位置处于第3层，属浅层回灌井；3) 坑外回灌时，减缓此区域潜水水位下降趋势；4) 部分观测井首先用作观测3层水位。4.2回灌系统本工程地下水人工回灌的目的层为第3层含水层，回灌水由抽水井或自来水供给。在回灌过程中，回灌井上安装水表、止水阀、回水阀、压力表。 图4-1 回灌系统示意图4.3回灌系统管理要求回灌井上安装压力表及流量表，灌水量与压力要由小到大，逐步调节到适宜压力；回灌井口要求密封，确保回灌时不漏水，同时回灌压力不宜过大，当回灌流量不明显增加时，回灌压力最好不要增加，否则回灌井周围易产生突涌，从而破坏回灌井结构；回灌水体必须干净，不能是污染水体，否则会污染地下水；回灌水体内不能有固体物质（如砂，土及其它杂质等），否则会影响回灌效果。4.4回灌井作用原理将水注入回灌井里，井周围的地下水位Hc就会不断地上升，上升后的水位称之为回灌水位hc，由于回灌井中的回灌水位与地下水位之间形成一个水头差，注入回灌井里的水才有可能向含水层里渗流。当渗流量与注入量保持平衡时，回灌水位就不再继续上升而稳定下来，此时在回灌井周围形成一个水位的上升锥，其形状与抽水的下降漏斗十分相似，只是方向正好相反。回灌井内的回灌水位最高，向四周回灌水位逐渐降低，直至与地下水位相重合，由重合点到回灌井中心轴线的距离称为回灌影响半径Rc。回灌水位hc与地下水位H之差，称为水位升幅Sc，如图4-2所示。回灌井的回灌量与含水层的渗透性有密切关系，在不同渗透性能的含水层中，井的回灌量差别很大。在保持一定的回灌量与满足回灌效果的前提下，渗透性好的含水层中，回灌井中所需的回灌水位较小；反之渗透性愈差，回灌井中所需的回灌水位就愈高。图4-2 回灌效果示意图4.5回灌井平面布置在本工程基坑开挖过程中，基坑东北角（会馆弄和中山南路交叉口附近）一个坑外水位监测点（W3）数据显示，此处坑外水位下降明显，自8月25日以来持续下降，截止9月6日累计变化量达到-939mm，且有逐步下降的趋势，因此对坑外地下水水位下降明显部位实行浅层地下水回灌。主要考虑坑外潜水水位监测孔（W3）处水位下降明显，拟在W3两侧沿基坑外排水沟方向布置16口回灌井，布置在排水沟内，间距约24米，如图4-3所示。图4-3 回灌井平面布置图4.6回灌井结构设计孔深：回灌井孔深大约与基坑开挖深度持平，以16.0m为宜。滤管埋深：回灌井过滤器位于第3层砂质粉土层（此土层渗透系数较大，为回灌的目的层），且过滤器顶部标高不高于3层的层顶标高。过滤器长度根据地层情况调整（如图4-4），H1H8过滤器长度为6m,H9H16为62m。图4-4 回灌井结构剖面布置图孔径及井径：孔径不宜过大，以120180mm为宜,避免过大引起基坑周边土体变形，井管采用直径4865的PVC管，外包滤网，井壁和孔壁中间填中砂，滤管以上部位填粘土球及粘土封孔。4.7回灌井施工及运行回灌井的施工：首先施工H1、H3、H5、H7、H9、H11、H13、H15，施工完成后观测静止水位，以及在坑内疏干井运行时它们的水位变化情况，视情况变化再决定其余8口井的施工。回灌井的启动：当潜水水位日变量超过300mm或累计变量超过500mm时，即启动回灌。回灌井停止运行条件：如因该场区水位下降是地下连续墙渗漏引起的，待堵漏完成后观测一段时间，若水位恢复正常，即可停止回灌。回灌水源：回