深基坑岩溶裂隙水降水方法创新Q

1、.一、工程概况1、工程实体概况临沂豪德光彩贸易广场一期75#楼位于临沂市罗庄区蒙山大道与清河北路交汇处西北角，地下1层，地上十七层，框剪结构，筏板基础，基坑开挖深度为6米。 2、工程水文地质条件目前该工程已经开挖至基础设计标高，地下出水量大，据区域水文地质资料显示，该工程地下水主要以潜水的形式赋存于深层岩溶裂缝中, 为承压水，其水位埋深一般3.5米左右。由于地质水文勘察报告失准，基坑内出水量远大于前期勘测；同时该工程又位于临沂市主要泄洪渠道陷泥河南20米，基坑出水量受陷泥河水位有很大影响。二、小组简介 小组简介 表1小组名称天元建设集团有限公司222项目QC小组注册时间2012年9月注册编号T

2、YJTQC02-22-2012课题类型创新型小组人数8人活动频次每周一次本课题活动时间2012.9-2013.4培训情况本小组成员人均接受QC知识培训72课时序 号姓 名年龄学历职称组内职务组 内 分 工1赵理军42本科工程师组长QC小组的协调、调度工作2汲生郛35本科工程师副组长监督各项工作的执行与落实情况3邹军28本科助工副组长负责各技术方案的审批及现场质量管理4马涛24大专助工组员数据的收集与汇总5李坤28本科助工组员材料采购与验收6辛友明24大专助工组员资料整理7陈祥军25大专助工组员负责现场对策的实施8洪鹏24大专助工组员效果检查制表人：邹军 制表时间：2012.10.1三、选择课题

3、深基坑岩溶裂隙水降水方法创新基础开挖至设计标高，由于地质勘查报告失准，基坑内的渗水量远大于勘测结果，无法按前期施工组织设计施工。水文现状 地质现状本工程持力层为岩石层，岩石发育不规则，走向不一致，传统降水方法在此实施不通。工期现状建设单位要求工期紧，要求降水要立竿见影。措施费“包死”，尽量少增加工程成本。合同条件基坑积水严重基坑四周场地狭窄图1：基坑现状图制图人：邹军 制图时间：2012.10.2基坑积水严重图2：积水严重制图人：邹军 制图时间：2012.10.2岩石发育不规则图3：岩石发育现状图制图人：邹军 制图时间：2012.10.2泉眼喷涌图4：泉眼喷涌和正在排水的水泵制图人：邹军 制图

4、时间：2012.10.2四、目标设定1、目标：在确保工程质量、安全和少增加工程成本的前提下，实现建设单位2012年10月20日完成垫层混凝土全部浇筑完成的工期目标。2、目标可行性分析：小组成员理论知识丰富，并具有丰富的一线施工经验，同时从分公司领导到集团领导高度重视，多次到现场指导工作。有强有力的专家队伍支持。小组成员具有“能打硬仗，能打胜仗”的信念和决心。综上分析：目标可以实现。五、提出方案，选择方案（一）提出方案：2012年10月2日小组领导赵理军和汲生郛带领全体QC小组成员对工程进行了实地堪察，邀请降水专家，对降水方案进行研讨。小组成员采用头脑风暴法，根据岩石中分布着大量泥夹沟、岩石渗透

5、系数小以及施工场地狭窄的现状，共想出4个可供选择的方案，分别是室内井点降水、止水帷幕配合集水井降水、基坑内设置盲管抽水井降水、明沟配合渗排水降水并对四个方案进行分析论证。亲和图岩溶裂隙水降水方案止水帷幕配合集水井降水室内井点降水沿基坑四周设置止水钢筋混凝土悬臂桩“幕墙”，截断水向基坑内渗流的路径，然后在基坑底四周设置集水坑对基坑内的明水进行抽排水，使地下水降到基础下500mm。根据地质情况和规范要求，在基坑内布置井眼，进行抽水降水，使地下水降到基础下500mm。电层施工要求满足。在主体结构的重力达到抗浮设计要求后停止降水，最后对井眼进行封堵。只要达到垫层施工条件，即可完成降水，后期无需封堵。基

6、坑内设置盲管抽水井降水明沟配合渗排水降水在基坑内布设盲管，并设置抽水井，水经盲管进入抽水井后，统一由设置在井内的水泵排出，使地下水降到基础下500mm。结合泥夹沟和泉眼的位置设置主次盲沟（盲管），统一将水排到基坑一侧的明沟内，最后由设在集水坑的水泵排出，使地下水降到基础下500mm。等达到抗浮设计要求后方可停止降水，最后封堵抽水井。等达到抗浮设计要求后方可停止降水后期无需封堵直接回填。图5：亲和图制图人：邹军 制图时间：2012.10.2 图6：方案研讨现场制图人：邹军 制图时间：2012.10.2（二）优选最佳方案：QC小组针对以上四个方案，我们分别从施工环境、经济合理性、可操作性以及工期分

7、析，方案论证结果见表2： 基坑降水方案分析论证表 表2序号降水方案施工环境经济合理性可操作性工期结论1室内井点降水基坑内作业，不受基坑四周场地狭窄的限制打井10眼，人材机合计费用8500元/眼；水泵10台，6000元/台；材料回收利用率80%.后期井眼封堵困难，影响结构安全，无法流水施工打井占用关键线路，降水工期约为15天不选用2止水帷幕配合集水坑排水基坑四周作业，受场地狭小限制施工难度很大。10米深直径500mm的混凝土悬臂桩350棵，人材机合计费用1000元/根；水泵3台，6000元/台，材料回收利用率20%。工工作量大，要求穿插组织合理，无后期封堵。灌注桩的施工占据关键线路，工期为20。

8、不选用 3 基坑内设置盲管配合抽水井降水基坑内作业不受场地限制。150mmPVC盲管8000m，10元/米；水泵12台，6000元/台；材料回收利用率40%。后期要封堵，难度大；影响下道工序施工降水完成后还要进封堵，占据关键线路工期为17d.不选用4明沟配合渗排水基坑内作业不受场地限制。150mmPVC盲管9000m，10元/米；水泵10台，6000元/台；材料回收利用率50%。无后期封堵盲管提前制作，流水分段施工，工期为10d。选用制表人：邹军 制表时间：2012.10.3通过方案论证分析可以知道大多数降水方案都要求施工场地宽阔、后期封堵，同时造价也高，而采用明沟配合渗排水降水方法，不受场地

9、限制，造价低，工期短，后期无需封堵，故从该工程的现场实际情况、方案的可实施性、施工费用等方面综合考虑选用明沟配合渗排水降水为实施方案。六、提出方案及可行性分析1、确定基坑总体降水方案实施流程为保证基坑降水的顺利进行，明确降水流程的各项工作，确定各项工作的责任人，保证按时完成各项工作，我们通过现场实地勘察，查阅资料，开会研讨，确定了基坑降水方案总体流程，具体流程见图7：划分降水施工段，确定降水路径。计算水泵功率明沟、集水坑设计计算出水量盲沟（盲管）路径、及断面设计划分降水施工段，分段降水盲沟、集水坑、明沟开挖布设盲管下泵抽水地基补强图7：基坑总体降水方案实施流程图制图人：邹军 制图时间：2012

10、.10.42、关键技术问题预测为确保降水方案能够顺利实施，保证降水效果，结合以上流程图，我们小组再次邀请降水专家和小组成员共同探讨研究，明确该降水方案实施过程中的难点和要点，通过分析探讨我们确认总体降水流程实施中的3个难点、要点，分别是：划分降水施工段，确定降水路径。理由：只有保证降水工作按照流水施工，才能加快施工进度，确保顺利完成工期目标。盲沟（盲管）路径、断面设计。理由：所有的地下水必须经盲沟（盲管）排到集水明沟中，水在盲沟能否排水顺畅，直接决定着降水效果。盲沟的地基补强处理。理由：盲沟开挖后消弱了地基承载力，需要补强，否则将影响结构安全。3、方案论证为保证以上三个难点要点的顺利解决和实施

11、，保证降水总体方案的顺利实施，小组成员查阅资料，创新思路，再次召开QC小组专题会议，再次运用头脑风暴法，分别对以上三个难点要点再次提出实施方案，并对方案从可实施性、经济合理性、工期等方面进行打分分析论证，确认最佳方案。请看方案论证表：划分降水施工段，降水路径走向设计方案论证表 表3序号解决方案可实施性经济合理性工期结论方案一等面积划分为3个施工段，盲沟等间距设置，明沟沿基坑四周设置。由于岩石发育走向不一致，盲沟等间距设置，导致开挖的工程量增大，基坑东西南三面没有开挖明沟的工作面。机械费：45个台班，2400元/个，合计108000元；人工费：40工日，100元/工日,合计4000元。影响后续工

12、作的穿插施工会造成工期拖延4天。不可行方案二根据建筑物变形缝位置划分为3个施工段，盲沟主要依附泥加沟设置，明沟设在基坑的北侧。根据变形缝的位置划分降水施工段，有助于下道工序的穿插施工，减少工人窝工，加快工期机械费：20个台班，2400元/个，合计48000元；人工费：15工日，100元/工日,合计1500元。 有利于后续工作的流水穿插施工，缩短工期2天。可行制表人：邹军 制表时间：2012.10.5盲沟（盲管）断面设计方案论证表 表4序号解决方案对下道工序的影响可实施性工期结论方案一盲沟（盲管）断面尺寸现场勘察估算确认。无法保证勘察的准确性，可能导致下道工序返工。单凭经验，没有计算作为依据，无

13、法保证准确性。计划工期10天，无法保证降水的有效性，存在返工风险，造成工期拖延。不可行方案二盲沟断面尺寸按照最大出水量确认。增加下道工序的工程量。不能“因量而异”，工作不严谨。计划工期10天，但开挖工程量大，可能拖延工期2-3天。不可行方案三计算涌水量，根据担负排水量确定盲沟断面尺寸。虽然计算量大，但只要保证计算工程的缜密，不存在返工风险有效减少工作量。以计算结果为依据，“因量而已”，有效减少下道工序的投入和结果的准确性。计划工期10天，不存在返工风险及额外增加工程量。可行制人：邹军 制表时间：2012.10.5 盲沟地基补强方案论证表 表5序号解决方案可实施性经济合理性安全可靠性结论方案一灌

14、浆补强水的流速快，不易封堵，同时盲管路径长，隐蔽后不易检查封堵结果。机械费：6天*1000元/天=6000元；原材料：35000元，人工费：5000元。无法检查灌浆质量，安全性无法保障不可行方案二钢板补强需对钢板进行整体焊接连接，受焊工操作水平限制很大。材料：10.2t,4500元/t,合计:45900元；人工：2400元。钢板需认真做防腐处理，否则影响结构安全。不可行方案三现浇配筋混凝土补强同找平层混凝土一起浇筑易操作。材料：7.5t，3950元/t，合计：29625元，人工：3900元。满足结构设计使用年限可 行制表人：邹军 制表时间：2012.10.5七、制定对策 对 策 措 施 表 表

15、6序号项 目对 策目 标措 施地点责任人时间1根据建筑物变形缝位置划分为3个施工段，盲沟主要依附泥加沟设置，明沟设在基坑的北侧。依据图纸设计，结合现场条件合理划分和设置。保证下道工序能够穿插流水施工，减少开挖工程量1、 准确确定基础阶段的施工顺序和根据总体的施工顺序确定降水流水施工段；2、 确定降水路径；3、 依附基础岩石层的现状，充分利用泥夹沟的有利条件设置主次盲沟；结合场地现状合理设置明沟及集水坑；办公室现场邹军2012.10.62计算涌水量，根据担负排水量确定盲沟断面尺寸。理论计算计算准确1、 计算泉眼的出水量和裂缝的渗水量；2、 同步计算水泵功率；3、 选定各材料的型号；4、 计算盲沟

16、的断面尺寸；办公室辛有明2012.10.73现浇配筋混凝土补强设计勘察给出方案方案合理1、 提出补强建议；2、 设计勘察给出补强方案；3、 QC成员进行方案论证办公室马涛2012.10.8制表人：邹军 制表时间：2012.10.6八、对策实施实施一：划分降水施工段，降水路径走向设计1、QC小组根据图纸设计中在东西主楼和裙楼相交处有两条变形缝情况，果断确定了基础阶段和主体阶段的施工顺序，决定在基础阶段分三个施工段施工，分别是东西两主楼施工段和裙楼施工段。为保证以上方案能够顺利实施，决定降水施工段的划分必须与之相吻合，所以确定降水施工段划分为东西两主楼和裙楼3个施工段（如下图所示）：图8：降水施工

17、段平面分区图制图人：邹军 制图时间：2012.10.62、小组成员确定由次盲沟到主盲沟，再到明沟，最后到集水坑的排水路径，具体如流程图和降水平面图所示：明沟、集水坑主盲沟（盲管）次盲沟（盲管）基坑水3、经小组成员和专家讨论，为保证降水效果必须保证主盲沟（盲管）经过涌水量大的泉眼位置，且主、次盲沟（盲管）在基坑在顺泥夹沟设置，明沟和集水坑设在基坑的北侧。效果检查：2012年10月11日小组成员邹军、洪鹏等人对已经施工完成的裙楼施工段和正在降水的东西主楼施工段进行了检查，裙楼在混凝土施工前地下水已经降到基础下500mm，并且已经完成了找平层混凝土的浇筑，正在降水的施工段，排水路径通畅能够达到预期的

18、降水效果。正在降水的施工段施工完成的找平层图8：找平层分段施工段图制图人：邹军 制图时间：2012.10.11图10：砌筑完成的砖模制图人：邹军 制图时间：2012.10.12实施二：计算涌水量，根据担负排水量确定盲沟断面尺寸。范例：由马涛对出水量进行计算，我们选则裙楼其中的一条主盲沟的降水区域进行降水量计算1、对岩溶涌水点的出水量通过进行抽水试验确定涌水量，通过抽水试验得到涌水量为82m³/h。对于裂隙水通过经验公式计算获取涌水量的数据，计算过程如下：本工程按大井法估算把降水区域假想为一个半径为r0的圆形大井，其流入基坑内的涌水量Q，按下式计算：式中Q：基坑总涌水量（m3/d） K

19、S：渗透系数(m/d) ，K=11.5m/d    R：影响半径（m）, 查表R=150 r0：引用半径(m),对不规则形基坑, a/b>2-3时, r0= U/;a、b为汇水区边长(m)；U为汇水区域周长(m)；A为汇水基坑面积(m2)； 为系数，由下表得系数值b/a00.20.40.60.81.01.001.121.141.161.181.18由插值法计算=1.157，r0=314.4/3.14=100.13Mb ：从基坑底到下卧不透水层的距离(m)，Mb =4.2m将相应数值带入上式计算其基坑总涌水量如下：计算得：Q=23.2 m3

20、/h得到总涌水量为23.2+82= 105.2m3/h水泵功率计算水泵所需功率N（KW）按下式计算：N=K0QH0/7512式中K0：安全系数，取K0=1.2Q：基坑涌水量（m3/d），Q=105.2 m3/d1：水泵效率，一般取0.400.50，1=0.452：动力机械效率, 一般取0.750.85，2=0.8计算得出单个水泵的额定功率N：N=K0QH0/7512=1.2×105.2×5.1/75×0.45×0.8=19.07KW < 25KW经计算该区域选用25KW的潜水泵。 基坑内总涌水量和水泵功率计算同上面范例。3、主次盲沟在基坑底部顺泥加

21、沟方向设置，清理干净的泥加沟（次盲沟）下埋150的高强度的PVC管，PVC管四周钻孔并裹上滤网，外缠8号铁丝、间距不大于20mm，然后填上3-5cm的石子，石子厚度不大于200mm。要敷设的PVC盲管图11：准备敷设的盲管制图人：邹军 制图时间：2012.10.11要敷设的石子图12：敷设完成的盲管制图人：邹军 制图时间：2012.10.114、主盲沟（盲管）断面尺寸设计根据设计单位要求盲管覆盖石子不大于200mm厚的要求，为保证最大水流速，计算时，确定盲沟两端高低差为200mm。根据测算得到水流速为0.6m/s,根据涌水量,计算盲沟的断面尺寸：S=q/v=105.2(m³/h)/0

22、.6(m/s)=0.0487盲沟中采用R=150mm穿孔pvc管，计算敷设PVC根数：N=0.0487/3.14/0.075²=2.66，所以取为3根。根据设计单位提出管与管之间填充30mm-50mm石子，管的净距控制在50mm内以及盲沟深宽比为约1:2的三个设计要求，得到盲沟断面尺寸如下图所示： 图12：盲沟剖面图制图人：邹军 制图时间：2012.10.7效果检查：2012年10月8日由邹军对马涛的计算过程进行了复核，发现计算数据准确，过程缜密，各系数选用正确。经过裙楼的效果可以验证该截面设计符合实际，能够满足降水要求。实施三：盲沟地基补强根据小组设计的盲沟断面尺寸，应我方要求，由

23、建设单位协调，由设计单位计算确定补强板的配筋、混凝土等级及板厚，该部位混凝土同找平层混凝土一同浇筑施工。具体设计见详图：图13：盲沟补强图制图人：邹军 制图时间：2012.10.7效果检查：2012年10月18日顺利完成了找平层混凝土的全部施工，盲沟地基补强同找平层混凝土一起浇筑，缩短了施工工期，加快了施工进度，保证了加强带和找平层的整体性。 图14：找平层施工完成图制图人：邹军 制图时间：2012.10.12九、总体效果检查（一）目标实施对比：1、进度目标：通过本次明沟配合渗排水降水，给工程创造了干燥的施工环境，在2012年10月18日完成了垫层混凝土的浇筑，比计划工期提前2天完成完成了计划目标。2、质量目标： 地下水降到基坑底以下500mm，符合规范要求，达到垫层混凝土浇筑的条件，盲沟补强达到地基承载力要求。3、经济效益1）开挖积水坑、盲沟所用机械费20台班，合计费用3000×20=60000元2）盲管材料费合计20000元3）抽水用电6700度，费用为9600元4）抽水共用人工95个，费用合计95×60=5700元5）潜水泵及抽水管道费用为65000元我们经过计算总计为：150300元对比其他方案结果如下： 降水方案预算费用比