上海市黄浦区109地块泛太平洋国际大厦工程基坑降水设计方案

1、上海市黄浦区109 地块泛太平洋国际大厦工程 基坑降水设计方案编制人：_审核人：_审定人：_上 海 广 联 建 设 发 展 有 限 公 司 Shanghai Guanglian Construction Development Co., Ltd.二一一年八月五日目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc300126542 第一篇 降水设计方案 PAGEREF _Toc300126542 h 1 HYPERLINK l _Toc300126543 1工程概况 PAGEREF _Toc300126543 h 2 HYPERLINK l _Toc300126544 2工

2、程地质与水文地质条件 PAGEREF _Toc300126544 h 4 HYPERLINK l _Toc300126545 2.1 工程地质条件 PAGEREF _Toc300126545 h 4 HYPERLINK l _Toc300126546 2.2 水文地质条件 PAGEREF _Toc300126546 h 4 HYPERLINK l _Toc300126547 3设计依据与降水目的 PAGEREF _Toc300126547 h 6 HYPERLINK l _Toc300126548 设计依据 PAGEREF _Toc300126548 h 6 HYPERLINK l _Toc3

3、00126549 降水目的 PAGEREF _Toc300126549 h 6 HYPERLINK l _Toc300126550 4降水设计方案 PAGEREF _Toc300126550 h 7 HYPERLINK l _Toc300126551 基坑底板抗突涌稳定性验算 PAGEREF _Toc300126551 h 7 HYPERLINK l _Toc300126552 降水设计思路 PAGEREF _Toc300126552 h 8 HYPERLINK l _Toc300126553 疏干降水设计 PAGEREF _Toc300126553 h 9 HYPERLINK l _Toc3

4、00126554 减压降水设计 PAGEREF _Toc300126554 h 9 HYPERLINK l _Toc300126555 观测井布设 PAGEREF _Toc300126555 h 13 HYPERLINK l _Toc300126556 降水井布设 PAGEREF _Toc300126556 h 14 HYPERLINK l _Toc300126557 5降水试验设计 PAGEREF _Toc300126557 h 15 HYPERLINK l _Toc300126558 试验目的 PAGEREF _Toc300126558 h 15 HYPERLINK l _Toc30012

5、6559 试验设备 PAGEREF _Toc300126559 h 15 HYPERLINK l _Toc300126560 试验内容 PAGEREF _Toc300126560 h 15 HYPERLINK l _Toc300126561 试验要求 PAGEREF _Toc300126561 h 17 HYPERLINK l _Toc300126562 结果统计与分析 PAGEREF _Toc300126562 h 18 HYPERLINK l _Toc300126563 6降水引起的地面沉降控制 PAGEREF _Toc300126563 h 19 HYPERLINK l _Toc3001

6、26564 沉降预测 PAGEREF _Toc300126564 h 19 HYPERLINK l _Toc300126565 减压降水对环境影响控制措施 PAGEREF _Toc300126565 h 21 HYPERLINK l _Toc300126566 第二篇 降水运行管理 PAGEREF _Toc300126566 h 23 HYPERLINK l _Toc300126567 7深井构造与设计要求 PAGEREF _Toc300126567 h 24 HYPERLINK l _Toc300126568 管井构造 PAGEREF _Toc300126568 h 24 HYPERLINK

7、 l _Toc300126569 成井技术要求 PAGEREF _Toc300126569 h 24 HYPERLINK l _Toc300126570 8成井施工工艺 PAGEREF _Toc300126570 h 25 HYPERLINK l _Toc300126571 前期准备工作 PAGEREF _Toc300126571 h 25 HYPERLINK l _Toc300126572 成井施工 PAGEREF _Toc300126572 h 26 HYPERLINK l _Toc300126573 洗井 PAGEREF _Toc300126573 h 28 HYPERLINK l _T

8、oc300126574 特殊过程质量控制要求 PAGEREF _Toc300126574 h 28 HYPERLINK l _Toc300126575 9降水运行管理 PAGEREF _Toc300126575 h 29 HYPERLINK l _Toc300126576 降水运行工况 PAGEREF _Toc300126576 h 29 HYPERLINK l _Toc300126577 降水用电要求 PAGEREF _Toc300126577 h 30 HYPERLINK l _Toc300126578 工程排水措施 PAGEREF _Toc300126578 h 31 HYPERLINK

9、 l _Toc300126579 降水井管保护措施 PAGEREF _Toc300126579 h 31 HYPERLINK l _Toc300126580 常规管理要求 PAGEREF _Toc300126580 h 32 HYPERLINK l _Toc300126581 10应急预案 PAGEREF _Toc300126581 h 33 HYPERLINK l _Toc300126582 用电应急预案 PAGEREF _Toc300126582 h 33 HYPERLINK l _Toc300126583 降水井应急预案 PAGEREF _Toc300126583 h 33 HYPERL

10、INK l _Toc300126584 11封井方案 PAGEREF _Toc300126584 h 35 HYPERLINK l _Toc300126585 降压井封井原则 PAGEREF _Toc300126585 h 35 HYPERLINK l _Toc300126586 坑内降压井封井方案 PAGEREF _Toc300126586 h 35 HYPERLINK l _Toc300126587 坑外降压井封井方案 PAGEREF _Toc300126587 h 36 HYPERLINK l _Toc300126588 12施工现场管理 PAGEREF _Toc300126588 h

11、39 HYPERLINK l _Toc300126589 施工组织计划及施工协调措施 PAGEREF _Toc300126589 h 39 HYPERLINK l _Toc300126590 现场质量管理措施 PAGEREF _Toc300126590 h 41 HYPERLINK l _Toc300126591 现场安全管理措施 PAGEREF _Toc300126591 h 46 HYPERLINK l _Toc300126592 现场文明施工管理措施 PAGEREF _Toc300126592 h 47 HYPERLINK l _Toc300126593 奖罚管理措施 PAGEREF _

12、Toc300126593 h 48 HYPERLINK l _Toc300126594 交通配合、市容环卫、消防、治安措施 PAGEREF _Toc300126594 h 49 HYPERLINK l _Toc300126595 13施工材料、机械设备配备计划 PAGEREF _Toc300126595 h 51 HYPERLINK l _Toc300126596 14施工管理总体筹划 PAGEREF _Toc300126596 h 52 HYPERLINK l _Toc300126597 总体目标 PAGEREF _Toc300126597 h 52 HYPERLINK l _Toc3001

13、26598 施工现场的总体布置 PAGEREF _Toc300126598 h 54 HYPERLINK l _Toc300126599 15附图 PAGEREF _Toc300126599 h 55第一篇 降水设计方案1工程概况本项目主体结构由地上17 层主楼，为酒店客房用；6 层裙房，为餐饮服务及办公用；地下部分设计为6 层，地下一、二层主要为商业用房，地下三六层主要功能为设备机房及地下停车库。基坑平面大致呈梯形，南北向边长65110m ，东西向边长约53m，基坑周长286m，面积约5153m2。西藏中路侧场地绝对标高+，相对标高；凤阳路侧场地绝对标高+,六合路侧为+，芝罘路侧为+，统一取

14、该三侧场地绝对标高，即相对标高。可知场地基坑开挖绝对标高为-20.55m。依据围护设计资料，坑边集水井等局部深坑深度约（标高-21.65-22.05），电梯井（基坑中部）深坑深度约（标高-22.85）。基坑开挖性质表见下表1-1。表1-1 各分区开挖信息表区域设计地面相对标高（m）设计地面绝对标高（m）挖深（m）基坑主要围护形式地下连续墙底绝对标高（m）SMW 水泥土搅拌桩底绝对标高（m）先开挖区域普遍挖深地下连续墙+SMW 水泥土搅拌桩约-39m（中间封堵墙底标高约-47.25）约m落深坑电梯井、封堵墙区域后开挖区域普遍挖深电梯井、封堵墙区域24.8依据围护设计资料，地铁隧道侧（西藏中路）地

15、下墙深；其余一般侧地下墙深。现在原 厚地下连续墙内侧再作两排3850600 超深SMW 水泥土搅拌桩（施工深度约52m，切断承压水层），采用六道内支撑形式，按顺作法施工。在靠近M8 号线侧，采用 厚地下连续墙，地下连续墙深，插入比为1：，墙底标高为，地下连续墙内侧施作两排3850600 超深SMW 水泥土搅拌桩，进入第层土层内约，隔断承压水，性能可靠。本项目位于上海市黄浦区人民广场附近，为上海市市中心闹市区，场地周围四侧均为马路，车流量大，尤其是西藏中路，相邻建筑均分布在马路对面. 地铁M8 线在西藏中路下穿越，盾构隧道直径，中心埋深1013m，中心最近距本基坑西侧边线19.0，地铁隧道与本基

16、坑西侧围护墙平行，该边长约100m。该区域地铁M8 线隧道已开通运营。基坑周边环境示意图见图1-1.图1-1 基坑周边环境示意图2工程地质与水文地质条件 工程地质条件拟建场地位于上海黄浦区，拟建场地地貌形态单一，地势平坦，沿周边道路原状标高一般在2.33 之间（绝对标高），地貌类型属滨海平原。场地地层特性表详见下表2-1。表2-1 土层物理力学性质综合成果表2.2 水文地质条件本次勘察揭露的地下水类型主要有浅部土层的潜水和深部第层中的承压水，对本工程基础设计有直接影响的为浅部土层的潜水及第层中的承压水。（1）浅层地下水场地浅部地下水属潜水类型，补给源以大气降水和地表迳流为主。基坑设计取地下高水

17、位在地面以下0.5m 处。（2）深层地下水根据上海地区区域水文地质资料，承压水含水层水位呈年周期性变化，承压水位埋深的变化幅度一般在3m11m。勘察报告揭示，本场地第层粉砂埋藏有承压水，据已有资料，其最高承压水头埋深4m左右。钻孔降水头注水试验中，标高-5.53-7.56。3设计依据与降水目的（1）建筑地基基础设计规范GB50007-2002（2）供水水文地质勘察规范GB50027-2001（3）岩土工程勘察规范DGJ08-37-2002（4）建筑基坑支护技术规程JGJ120-99（5）建筑与市政降水工程技术规范JGJ/T111-98（6）建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001（

18、7）市政地下工程施工质量验收规范DG/TJ08-236-2006（8）供水水文地质手册（9）上海市黄浦区109 街坊改造工程基坑围护工程方案设计根据本工程基坑开挖及基础底板结构施工要求，本方案设计降水的目的为：1、疏干开挖范围内土体中的地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业；2、降低坑内土体含水量，提高坑内土体强度；3、降低下部承压含水层承压水水位，减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑底板的抗突涌稳定性。4降水设计方案基坑开挖后，基坑与承压含水层顶板间距离减小，相应地承压含水层上部土压力也随之减小；当基坑开挖到一定深度后，承压含水层承压水顶托力可能大于其上覆土

19、压力，导致基坑底部失稳，严重危害基坑安全。因此，在基坑开挖过程中，需考虑基坑底部承压含水层的水压力，必要时按需降压，保障基坑安全。基坑底板抗突涌稳定性条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于安全系数下承压水的顶托力。即：hs FswH其中：h 基坑底至承压含水层顶板间各层土的厚度(m)；s 基坑底至承压含水层顶板间各层土的重度(kN/m3)；H 承压水位高于承压含水层顶板的高度(m)；w 水的重度(kN/m3)，取10kN/m3；Fs 基坑抗突涌安全系数，取1.1；图4-1 基坑底板抗突涌验算示意图勘察报告揭示，本场地第层粉砂埋藏有承压水。钻孔降水头注水试验中层粉砂层静止水位。本方案中层

20、承压水水位标高取m（按本场地西藏中路侧地面标高+2.750进行换算，承压水初始水位埋深为m）。计算结果见下表4-1、表4-2。 表4-1 基坑底板抗突涌稳定性验算结果工程部位开挖标高(m)参考钻孔钻孔层顶板标高(m)承压水顶托力kpa覆土压力kpa需降水位（m）控制水位标高（m）控制水位埋深（m）电梯井5落深坑-22.45252.20一般基坑封堵墙区域 表4-2 基坑底板抗突涌稳定性验算结果工程部位开挖标高(m)参考钻孔钻孔层顶板标高(m)承压水顶托力kpa覆土压力kpa需降水位（m）控制水位标高（m）控制水位埋深（m）电梯井5落深坑-22.45252.201一般基坑封堵墙区域注：地面设计标高

21、取m，依据围护设计资料，坑边集水井等局部深坑深度约，电梯井（基坑中部）深坑深度约。根据以上的计算可以看出，为了方便基坑的开挖作业，并且保证基坑的安全开挖，本工程需要疏干浅层潜水，降低下部承压含水层的水位。1、潜水根据勘察报告，本工程开挖范围内潜水水体主要赋存于层淤泥质粉质粘土、层淤泥质粘土、层粘土之中。若不采取措施降低其含水量，土体较差的土体会影响开挖效率，且造成开挖面积水，影响开挖面上的施工，较大的含水量会影响开挖土体的稳定性，施工机械很难在开挖面上进行施工。本工程基坑周边环境复杂，基坑内加固较为密集。后施工基坑区域满堂加固，先施工区域外围裙边加固，不需要考虑疏干降水。疏干降水井主要布设于先

22、施工区域非加固区域。2、承压水由上表4-1中基坑抗承压水突涌稳定性计算结果可知，本工程需要降低层承压含水层水位约mm，降压深度较大。本工程地下墙深入到层中部，地下墙内侧为搅拌桩止水措施，搅拌桩止水帷幕深入到层，考虑到搅拌桩施工时受深度（大于40m）以及地层性质（粉砂层）影响，止水效果可能会受到影响。本次降水设计方案出于安全考虑，在假定搅拌桩围护未起到理想效果的情况下，对基坑层承压水进行减压降水设计，用以保证基坑内减压降水井可以满足在基坑不利工况下的减压降水需求。依据围护设计资料，本工程分为两个基坑独立进行开挖，故需单独布设降压井进行减压降水。疏干井深度根据设计思路，疏干井应满足、层土的疏干降水

23、，考虑一定的水力降落漏斗和井损，疏干井考虑深入至开挖面以下56m左右。疏干井数量参照有关标准及规范，结合本工程实际情况，本次降水工程疏干井单井有效抽水面积a井取250m2。坑内疏干井数量计算公式： n = A / a井式中：n 基坑内降水井数量(口)；A 基坑面积 (m2)；a井 单井有效降水面积 (m2)。计算得出本基坑需要布设的疏干井数量如下(基坑面积为基坑抽条加固区域面积)：n = A /a井 =1860/250口，实际布设疏干井7口。采用三维数值模拟计算水位降深式中：； ； ；为储水系数； 为给水度；为承压含水层厚度；为潜水含水层厚度；分别为各向异性主方向渗透系数；为点在时刻的水头值；

24、 为源汇项；为计算域初始水头值；为第一类边界的水头值；为储水率 ；为时间；为计算域；为第一类边界，为第二类边界；nx、ny、nz分别为边界的外法线沿x、y、z轴方向单位矢量； q为上单位面积的侧向补给量(m3/d)。根据勘察报告提供的土层物理力学及水文地质参数建立模型进行预测。在进行数值模拟计算分析时，为了消除边界对模拟结果的影响，应将计算区域边界外扩一定范围。本次模拟计算取边界外扩约400m，实际计算区域约为920m860m。模型计算平面区域见图4-1。图4-1 离散模型示意图依据降水设计思路，本次承压水减压降水设计是在假定搅拌桩围护未起到理想效果的情况下，对基坑层承压水进行减压降水设计，用

25、以保证基坑内减压降水井可以满足在基坑不利工况下的减压降水需求。m/d进行计算。先开挖区域基坑内开启5口降压井，后开挖区域开启3口降压井，抽水时间为3d，基坑内承压水水位云图见下图4-2图4-5。图4-2 先开挖基坑5井减压降水3天后层承压水水位埋深分布图（单位：m）图4-3 先开挖基坑5井减压降水3天后层承压水水位降深分布图（单位：m）根据模型计算结果，先开挖区域开启5口降压井降水3d后，基坑内最小水位埋深约m，满足基坑外围控制水位埋深15.36m（FS=1.1）的要求。基坑落深最深区域水位埋深约17.4m，满足基坑内落深区域控制水位埋深17.3m（FS=1.1）的要求。图4-4 后开挖基坑3

26、井减压降水3天后层承压水水位埋深分布图（单位：m）图4-5 后开挖基坑3井减压降水3天后层承压水水位降深分布图（单位：m）根据模型计算结果，后开挖区域开启3口降压井降水3d后，基坑外围水位埋深约1m，满足基坑外围控制水位埋深15.36m（FS=1.1）的要求。根据以上计算与分析，本方案考虑在坑内布设8口降压井，另考虑布设2口备用兼观测井，则基坑共布设降压井10口。4.5观测井布设本工程周边环境复杂，基坑周边重点保护对象有：（1）西藏中路下通过的M8 线隧道；（2）基坑四周道路下的各类市政管线；（3）基坑北侧五金市场4 层砖混结构，以及变电设备房；（4）基坑东侧六合大厦结构；受场地条件限制，降水

27、设计方案考虑在环境比较敏感的M8号线区域和六合大厦附近共布设4口层承压水观测井。4.6降水井布设降水井布设见下表4-3。具体井结构和井平面图见附图。表4-3 基坑降水井工作量统计表井类型井编号井数（口）井深度（m）滤管埋深（m）滤料埋深（m）粘土埋深（m）粘土球埋深（m）疏干井J1J7728511、1420、242732803/降压井Y1Y8、YG1、YG21048414739470343439观测井G1G44444044384503434385降水试验设计5.1试验目的本工程周边环境复杂，其中尤以正在运行的轨道交通8号线最为敏感。隧道中心最近距本基坑西侧边线，地铁隧道与本基坑西侧围护墙平行，

28、该边长约100m。基坑施工中降低承压水位势必会对周边环境造成一定程度的影响，故在保证基坑开挖安全的情况下要严格分级按需降低承压水水头压力。为达到以上原则目标，需要在基坑开挖前探明承压水相关水文地质参数。鉴于上述，本工程抽水试验主要目的如下：（1）测定层承压水的静止水位；（2）测定单井涌水量，测定涌水量与水位降深的关系曲线；（3）通过现场抽水试验确定第层水文地质参数（Kv和Kh）；（4）通过抽水试验停止后的水位恢复试验，了解承压水水位恢复特征；（5）通过现场抽水试验现场实测参数，并结合相关工程经验进行分析计算，为后续基坑施工提供参考依据，优化降水设计方案，以保证基坑工程施工与周边环境的安全。5.

29、2试验设备根据试验内容，确定本次抽水试验的试验设备需要如下：（1）抽水设备：深井水泵3台（2）水位计：3套（3）流量表（三角堰）：3个5.3试验内容试验井选取依据本场地的工程地质条件及含水岩组的埋藏条件与分布特征以及场地现场条件，为达到分析水文地质条件的目的，拟进行水文地质抽水试验，对第层的水力渗透性质进行全面的分析研究。本工程分为2个基坑独立开挖，分别对其进行进行抽水试验，优化后续降水方案。选取先开挖基坑降水井Y2、Y3、YG1，后开挖基坑Y8、YG2、Y9和坑外观测井G1G4进行抽水试验，为后期方案提供依据。降水井的深度、滤管位置及结构参数，详见表4-3。井群平面布置及结构剖面详见本方案附

30、图。.2试验内容（1）先开挖区域抽水试验单井抽水试验及水位恢复试验利用Y2抽汲承压水，其它井作为观测井使用。试验结束后，进行水位恢复试验，观测水位恢复情况。群井抽水试验及水位恢复试验利用Y2、Y3抽汲承压水，其它井作为观测井使用。试验结束后，进行水位恢复试验，观测水位恢复情况。表5-1 先开挖区域试验过程一览表 工程部位试验过程抽水井号观测井号试验目的试验周期先开挖区域单井抽水Y2YG1、Y3、G1确定层承压含水层初始水位、单井出水量求解水文地质参数，检验降水效果。1d抽观结合单井恢复YG1、Y3、G1为后期风险控制提供依据1d群井抽水Y2、Y3YG1、G1确定层承压含水层初始水位、单井出水量

31、求解水文地质参数，检验降水效果。2d抽观结合群井恢复YG1、G1为后期风险控制提供依据1d（2）后开挖区域抽水试验单井抽水试验及水位恢复试验利用Y8抽汲承压水，其它井作为观测井使用。试验结束后，进行水位恢复试验，观测水位恢复情况。群井抽水试验及水位恢复试验利用Y8、Y9抽汲承压水，其它井作为观测井使用。试验结束后，进行水位恢复试验，观测水位恢复情况。表5-2 后开挖区域试验过程一览表 工程部位试验过程抽水井号观测井号试验目的试验周期后开挖区域单井抽水Y8Y9、YG2、G2确定层承压含水层初始水位、单井出水量求解水文地质参数，检验降水效果。1d抽观结合单井恢复Y9、YG2、G2为后期风险控制提供

32、依据1d群井抽水Y8、Y9YG2、G4确定层承压含水层初始水位、单井出水量求解水文地质参数，检验降水效果。2d抽观结合群井恢复YG2、G4为后期风险控制提供依据1d5.4试验要求抽水试验流程抽水观测时间按开泵后规定的时间间隔进行，水位观测时间间隔为：1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、90、120，以后每隔30min观测一次，至480后每60min观测一次，至1200后每2h观测一次，直至抽水停止。停止后观测恢复水位，时间间隔同抽水试验。抽水时同时进行水量观测，观测时间间隔为30min，采用流量表读数，精度应读到3。若发现水量过小而水位降低缓慢，可考虑改用流

33、量较大的水泵，流量观测次数与地下水位观测同步。在整个抽水试验的过程中，抽水井的出水量应保持常量，若前后两次、观测的流量变化超过5%时，应及时调整。根据实际出水量及降水效果，为施工阶段井的优化方案提供依据。5.抽水试验要求（1）试验前准备工作记录每口井的初始水位，水位稳定后方可进行抽水试验（成井施工完成后需立即下泵试抽水，试抽水时间7h，做好相关试抽水记录，所有降水井试停抽结束后1d后方可进行抽水试验）；试抽水期间需通过实测动水位深度校核下泵深度，本次抽水试验下泵深度约井深度以上23m。试抽水期间如若动水位未能满足设计要求（约井深度以上34m）或者水泵出现断流喘息现象，需通知相关技术人员，必要时

34、调整抽水设备。正式抽水之前采用场地可利用水源人工校核流量表精度，采用卷尺校核测绳精度，并做好相关记录。排水沟必须达到同时出水畅通能力（由总包方提供）；电路系统必须保证所有抽水试验井能同时工作，不发生跳闸现象，同时确保其它用电设备不接在降水专用电箱上，以防跳闸；各观测井、抽水井的具体坐标及标高落实下来进一步核查，便于科学计算。（2）初始水位观测洗井和试验设备安装完毕试抽水水位恢复后，必须进行抽水前的初始水位观测，记录各降水井井口标高和流量表初始读数。（3）正式抽水正式抽水之前，要检查电源、水泵完好，校正测线，统一时间起点；人员及设备到位，排水途径贯通，通知甲方，请甲方协助工作；抽水试验的出水量Q

35、，应保持常量；动水位与出水量应统一指挥同时观测，水位观测严格按照设计要求；停止后观测恢复水位，时间间隔同抽水试验。抽水时同时进行水量观测，观测时间间隔为60min，出水量采用水表测量时，测读精度为3。（4）恢复水位的观测停止抽水后水位自然恢复，此时水位观测尤为重要。恢复水位观测频率与抽水试验时的观测相同，恢复水位观测至水位趋于稳定为止。5.5结果统计与分析抽水试验结束后，需要对抽水过程中所采集的数据进行统计与分析，试验结果统计与分析主要内容有：（1）确定含水层初始水位、单井出水量：通过对各观测井抽水时稳定水量资料的统计与分析，综合计算单井出水量，为后期抽水运行时配备设备提供参考依据。（2）根据

36、抽水试验资料，求解水文地质参数，验证降水方案的可行性，优化降水运行工况，以保证最佳的降水效果。6降水引起的地面沉降控制由降水引起的地面沉降主要包括三部分：（1）瞬时沉降、（2）固结沉降、（3）由于土体流变所产生的次固结沉降。由于次固结沉降一般在主固结完成后才明显显现，且要求荷载作用时间较长，因此，本计算主要考虑主固结沉降，按下式计算：式中：为降水引起的地面总附加沉降量(m)；为经验修正系数；Ui为第i层土的固结度；为第i计算土层的附加沉降量(m)；为第i 计算土层降水引起的附加荷载(KPa)；为第i计算土层的压缩模量(KPa)；为第i计算土层的土层厚度(m)。以上公式中的，对于砂土，应为弹性模

37、量；对于粘土和粉土，可按下式计算：式中：为土层的原始孔隙比；为土层的体积压缩系数（MPa-1），应取自土的有效自重压力至土的有效自重压力与附加压力之和的应力段。其中砂层一般头水性好，变形可在短时间内完成，可采用一维固结公式计算沉降量，本工程主要抽取层粉砂层水，采用公式如下：其中，砂层的变形量，m地下水降深，m（根据预测得到）H含水层的厚度，m压缩模量。针对承压含水层，在不利工况下对其进行基坑内减压降水引起坑外沉降预测。基坑减压降水稳定时坑内水位降深结果见图4-3、图4-5。两个基坑单独考虑，预测坑内减压降水引发基坑外围的沉降预估等值曲线参见图6-1、图6-2。图6-1 预估减压降水60d，先开

38、挖区域引发坑外地面沉降等值线图由图可知，在不利工况下，先开挖区域减压降水60d后，基坑外最大地面沉降约为10mm，8号线处最大地面沉降约为4.5mm。图6-2 预估减压降水60d，后开挖区域引发坑外地面沉降等值线图由图可知，在不利工况下，后开挖区域减压降水60d后，基坑外最大地面沉降约为9mm，8号线处最大地面沉降约为8mm。6.2减压降水对环境影响控制措施为实现“可持续性环保型施工”的目标，在进行工程降水，尤其是涉及到深层承压含水层降水时，需要做到“按需降水”，减少地下水资源的浪费，减少微观地面沉降。对此，主要的控制措施有：1、根据现场试降水结果，编制承压含水层降水井的具体降水运行工况，按合

39、理按需的原则进行抽水。做到在降水运行过程中随开挖深度加大逐步降低承压水位，避免过早抽水。在不同开挖深度的工况阶段，合理控制承压水位，在满足基坑稳定性要求前提下，防止承压水位降深过大。2、建议在后期挖土施工的过程中，尽量提高效率，缩短挖土时间，相应得减少抽水时间，同时减少降水对周边环境的影响。3、及时整理基坑开挖和降水时的水位资料，建设单位的位移监测资料必须及时送交我现场项目部，以便绘制相关的图表、曲线，必要时调控降水运行。4、对施工场地周围的已有建筑物，施工前先踏勘一遍。按规范要求布置好沉降观测点，施工期间每天进行观测，沉降速率及累积沉降量严格按照设计要求控制。如有异常，停止降水施工，及时向上

40、汇报，研究保护方法。5、采用信息化施工，对周边地面、邻近建（构）物进行位移监测，发现问题及时处理，调整抽水井及抽水流量，指导降水运行和开挖施工。第二篇 降水运行管理7深井构造与设计要求7.1管井构造（1）井壁管：井壁管均采用焊接钢管，井壁管直径均为273m。（2）过滤器（滤水管）：滤水管的直径与井壁管的直径应相同；所有滤水管外均包一层30目40目的尼龙网，尼龙网搭接长度约为尼龙网单幅宽度的20%50%。（3）沉淀管：滤水管底部设置长度为的沉淀管，防止井内沉砂堵塞而影响进水；沉淀管底口用铁板封死。7.2成井技术要求（1）井口高度：井口应高于地表以上0.200.50m，以防止地表污水渗入井内；（2

41、）围填滤料：疏干井滤料填至地面，降压井滤料根据设计图纸进行充填；（3）粘土封孔：在滤料围填面以上采用粘土填至地表并夯实，并做好井口管外的封闭工作。（4）成孔偏差：井孔的平面误差1.0m，井深（孔深）偏差+50cm；井孔应圆正。（5）井管偏差：井身应圆正，上口保持水平，井管的顶角及方位角不能突变，井管安装倾斜度不能超过1度；井管截面尺寸偏差2mm，井管长度偏差20cm。 （6）出水含砂量：抽水稳定后，出水含砂量不得超过2万分之一(体积比)；（7）井内水位：抽水稳定后，井内的水位应处于安全水位以下。8成井施工工艺8.1前期准备工作8测放井位根据降水管井平面布置图测放井位，井位测放完毕后应做好井位标

42、记，方便后面施工。8.1.2清障处理对于场地可能存在的地下障碍物，在施工前应根据施工的情况，先进行孔位清障处理。通常采用的清障处理方式为：定好孔位后，先采用人工挖孔，挖孔过程中遇到障碍时，由施工现场总承包提供的挖机配合进行挖掘。挖机挖孔深度应超出障碍物约30cm。若地面障碍物不易清除或受其他施工条件的影响，无法在原布设井位进行打井时，应与工程师以及甲方及时沟通并采取其他措施，必要的时候可对井位作适当调整。8.1.3埋设护口管埋设护口管时，护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土或草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面。对于场地遇到有障碍物的孔位，应根据清障后的孔深适度考虑采用长

43、护筒，确保护筒能够满足降水施工的要求。8.1.4安装钻机安装钻机时，为了保证孔的垂直度，机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一线，严把开孔关，钻头与钻杆连接处带两根钻铤，并且，弯曲的钻杆不得下入孔内。8.2成井施工施工机械设备选用GPS-10型工程钻机及其配套设备。成孔时采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺。8钻进成孔开孔孔径为650mm，成孔时均一径到底；钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，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，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。8清孔换浆钻孔钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆

44、提至离孔底，进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.08，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆内不含泥块为止。8下井管对于降压井，井管进场后，应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。首先必须测量孔深，并对井管滤水管逐根丈量、记录。封堵沉淀管底部，为保证沉淀管底部封堵牢靠，下部封堵铁板不小于6mm。其次要检查井管焊接，井管焊接接头处应采用套接型，套接接箍长20mm，套入上下井管各10mm；套管接箍与井管焊接焊牢、焊缝均匀，无砂眼，焊缝堆高不小于6mm。检查完毕后开始下井管，下管时为保证滤水管居中，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），扶正器采用梯形铁环，上下部扶正器

45、铁环应1/2错开，不在同一直线上。8.埋填滤料填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底，井管上口应加闷头密封后，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内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滤料，并随填随测填滤料的高度。直至滤料下入预定位置为止。施工工艺流程示意图见图8-1。图8-1 成井施工工艺流程图8.3洗井下井管、回填滤料及粘土分孔后，对降压井进行活塞洗井，待洗通滤料后，提出活塞，再利用空压机进行洗井。活塞直径与井管内径之差约为5mm左右，活塞杆底部必须加活门。洗井时，活塞必须从滤水管下部向上拉，将水拉出孔口，

46、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，此时应向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后，可换用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤，直到水清不含砂为止。疏干井在成井结束后直接用空压机洗井。洗井完毕后，可以下泵试抽。试抽成功，代表该井成井完毕，可以投入使用。图8-2 空压机洗井原理示意图8.4特殊过程质量控制要求针对本工程降水施工过程中的特殊过程，应按表8-1中所列进行质量控制。表8-1 特殊过程质量控制要求序号检查项目技术要求检查数量1成孔直径(mm)井管外径280mm（疏干井）井管外径300mm（降压井）全数2井管沉设深度(m)偏差（疏干井）50%井数偏差（降压井）全数

47、3井管间距（m）偏差0m50%井数4滤料规格D50=612倍d50全数5滤料围填高出滤管顶2m以上，滤料体积95%全数6孔口段粘土封填不得使用粉性土，厚度50%井数9降水运行管理9.1降水运行工况9 疏干降水运行工况根据预估，疏干井宜提前15天进行降水，以疏干基坑开挖土体，开挖过程中继续保持持续抽水。在疏干井正式抽水前，监测单位应及早施工坑外潜水位观测孔。潜水水位观测孔施工完成后及时开启疏干井进行疏干降水。一般正常情况下，疏干井基本保持24小时连续抽水。出现降水异常时，根据需要进行调整。9 减压降水运行控制工况为尽量减小基坑内降水对基坑外环境的影响，减压降水时需做到按需降水。选择层层顶最浅埋深

48、5号钻孔，承压水初始水位标高-m(埋深按m计)，当承压含水层顶托力等于上覆土体压力时，计算得基坑临界开挖标高，计算结果见表9-1、表9-2。 表9-1 基坑降水控制水位工况表开挖工况开挖标高（m）减压深度（m）控制水位标高（m）控制水位埋深（m）临界开挖标高/基坑落深坑 表9-2开挖工况开挖标高（m）减压深度（m）控制水位标高（m）控制水位埋深（m）临界开挖标高/基坑落深坑注：1、实际降压运行期间需事先通知降水技术人员，可根据现场实际情况对运行工况进行调整。2、表中设计地面标高为+0m，标高为绝对标高；3、根据开挖部位及分层水位控制需求，分部开启降压井，做到按需、按时降压；4、降压工作原则上应

49、经设计验算并发出停抽指令后方可停止，一般在底板施工完毕强度到达后(约一周)可考虑停止；若考虑在结构回筑期间仍需降压，可适当减小安全系数。5、结构回筑期间减压降水运行工况根据后期结构回筑的工况进行补充完善。6、对于降压备用兼观测井，在基坑降压井正常运行时，需安装水泵，并需经常检查其水泵是否能正常工作，以确保其备用功能；7、承压水水位埋深会随季节变化有波动，实际水位控制以基坑各部位的安全水位控制埋深为准，深度以设计地面标高+m计，实际降压运行前应密切加强承压水位的观测，并根据降压运行前的实测承压水位调整降压运行工况。9.2降水用电要求对于工程降水，尤其是有减压降水措施的工程降水，在正常的降水运行过

50、程中，必须有合理的用电保障已满足降水运行的需求。通常要求施工现场应有两路工业用电，降水运行中应保证一路工业用电停电后另一路工业用电能及时使用，保证停电一定时间内（具体试降水坑内水位恢复速率确定）能将确保降水井正常运转，避免影响降水效果甚至危害基坑安全。如果现场无法具备两路供电，应考虑配备备用发电机作为备用电源。详细措施见后期降压风险控制措施。常用电源 备用电源 抽水设备图9-1 双路电源供电示意图根据本工程实际情况，估算各降水井运行时单井所需的用电量，如下所示：降压井考虑采用QDX10-50-潜水泵，额定功率KW；疏干井考虑采用潜水泵，额定功率KW。通常要求施工现场应有两路工业用电，降水运行中

51、应保证一路工业用电停电后另一路工业用电能及时使用，保证停电一定时间内（具体根据试抽水确定）能将确保降水井正常运转，避免影响降水效果甚至危害基坑安全。如果现场无法具备两路供电，应考虑配备备用发电机作为备用电源，发电机功率根据基坑用电量情况而定。9.3工程排水措施工程降水抽取地下水，减少基坑开挖范围内土体中含水量或降低承压含水层承压水压力，这就要求施工现场必须有合适的排水设施已满足工程降水的需求，确保降水运行排水的顺畅，保障降水效果。对于施工现场的排水设施，应根据工程实际情况进行设计，但一般应满足以下要求：1、排水设施应满足工程降水最大出水量的需求，并保障排水的顺畅；2、应尽量缩短降水井与排水设施

52、之间的距离，减少降水井排水的沿程水头损失，降低抽水设备的扬程消耗；根据本工程预测排水的需求，建议在基坑边设计施工宽30cm深40cm的排水沟接入市政排水管道。接入市政排水管道前设置一个小型沉淀池对排出的地下水进行沉淀处理，避免造成市政排水管道的淤塞。9.4降水井管保护措施1、在基坑降水设计时，合理布置降水井的井位。2、现场管理对降水井竖立醒目标志，做好标识工作；抽水运行期间，派专门人员进行看护；土方分层开挖完成后，疏干井应及时割管及下泵。随着基坑开挖深度的不断加深，基坑内降压井井管的暴露长度不断加大，井管沿纵向与每道环梁或挖土平台支撑要及时加固。加强井管焊接质量的检查。按照设计要求严格控制焊接

53、质量。焊缝要均匀，无砂眼，焊缝堆高不小于6mm。确保后期基坑开挖焊缝不漏水。疏干井应在区域土方开挖完成后方可割管，避免发生后续挖土过程中被土方掩埋的情况。所有降水井应设置醒目的标记，弄好夜间施工反光带，加强人工值班保护。图9-2 降压井辅助平台搭设示意图9.5常规管理要求1、降水运行前，降水井应合理布设排水管道并便于接入施工现场排水设施；2、降水运行前应做好降水供电系统，配备独立的电源线；3、所有抽水井应在供电电箱插座、抽水泵电缆插头及排水管上做好对应的标示，并在每次发生变动时进行相应的标示变更，便于抽水运行管理；供电电箱应定期进行检查并备有检查记录；4、正式降水前必须进行试运行，进一步检验供

54、电系统、抽水设备、排水系统及应急预案能否满足降水要求；试运行结果进行记录并备案，根据试运行结果，对于无法满足降水要求的部分进行相应整改；通过试运行熟悉水泵开启、电路切换，以确保降水连续进行。5、降水前各降水井均应测量其井口标高、静止水位并进行相关记录；6、降水应严格根据工况进行降水控制，确保基坑安全并降低对周边环境影响；7、基坑开挖后，疏干井割管时应测量井深，及时采取清淤措施；8、抽水过程中各应做好抽水井流量及观测水位观测数据记录；抽水井应选择代表性降水井安装流量表进行流量测量；水位观测可利用相应观测井进行；10应急预案10.1用电应急预案10双电源保证施工现场应有两路工业用电，降水运行中应保

55、证一路工业用电停电后另一路工业用电能及时使用，保证停电一定时间内（具体根据抽水恢复试验确定）能将确保降压井的电源得到更换，确保在基坑开挖过程中降水不得长时间中断，否则造成的后果无法估量，影响基坑的安全。10电源切换流程电源切换时电工、发电机工和降水人员要统一指挥，协调操作，各负其责。切换电源时，各位置工作人员职责如下：1、发电机操作工：在发电机所在位置，迅速启动发电机，待正常之后立即通知电工切换电源；2、电工：位于双向闸刀位置，接到发电机工的指令后，迅速切换电源；3、降水班人员：位于各降压井启动箱和分电箱位置，根据启动箱指示灯状态或电表状态随时合上开关并启动指定按钮。以上工作人员必须在断电一定

56、时间内各就各位，确保10分钟内恢复降水运行。10其他注意事项1、切换电源会造成所有水泵停止工作，切换电源时降水人员必须在启动箱旁随时准备启动水泵；2、若采用发电机，则先发电后切换电源，且必须在发电机工作稳定后方可切换；一旦恢复供电，先切换电源，再关闭发电机，且必须是在供电工作稳定后方可切换。10.2降水井应急预案10备用井降水井在实际运行中，由于各种原因，可能出现降压井损坏的情况，影响正常降压运行。根据预设的减压降水运行工况，在本次降水运行中选取未开启的降压井作为备用井，备用井内安装相应的备用设备，接好相应的电缆，确保备用井能够随时正常启动。10配备降水备用物资降水井在实际运行中，由于各种原因

57、，可能出现机械损坏的情况，而造成降水工程的中断。为了避免出现这种情况，在进行物资配备时，应适当考虑配备降水备用物资，在现使用物资出现异常时，及时更换备用物资，确保降水运行的顺利进行。10成立降水应急抢险队伍组织成立降水应急抢险队伍，对施工过程中降水引发的各种异常及时采取相应的应急抢险措施，相应管理人员、成井队伍、降水物资应在5小时内赶赴现场，确保施工安全。11封井方案11.1降压井封井原则针对降压井，在确定停抽、封井时，应注意以下几点：1、所有降水井均应在降水井所在区域底板浇筑完毕并养护一周以上方可考虑停止抽水；2、由于底板可能分块浇筑，可考虑对分布在已浇筑底板且养护一周以上区域的降水井进行试

58、停抽12天；但试停抽只适用于井内水位不高于当前井口的降水井，以防止井内地下水溢出；试停抽期间降水井内抽水泵不应拔除，且应确保抽水泵可以随时正常开启；3、试停抽期间应观测试停抽降水井内水位以及未浇筑底板或底板未至强度区域的观测井水位，以确保当前降水可以满足未浇筑底板或底板未至强度区域的降压需求；若满足要求，则延长试停抽时间，并继续保持水位观测；若无法满足要求，则必须开启预设降水井已确保基坑抗突涌安全；4、封井应会同总承包方、设计方以及降水方确定封井原则并形成相关文件；在满足封井原则提出的相应要求时，由总承包方发出封井指令，收到相应指令后，降水方按指令停止所有降水井抽水并实施降水井封井。11.2坑

59、内降压井封井方案根据本工程降压特点，在进行封井时，通常采取以下封井方案：1、基坑挖至设计标高后，在基坑底开挖面以上50cm处，在井管外焊一止水板，止水板外圈直径600mm；2、降水运行结束封井前，先预搅拌一定量的水泥浆，水灰比0.81.0；3、井管内下入1寸注浆管，注浆管的底端进入滤管底部；4、井管内初次填入瓜子片，瓜子片的回填高度埋填注浆管大于以上；5、正式注浆前井管口用固定注浆管位置，然后开始注浆；每注浆约50cm浆量后将注浆管往上提50cm继续注浆；注浆管上提后拔除一节注浆管；6、二次填入瓜子片，瓜子片填入量仍保持瓜子片埋填注浆管大于以上；7、重复进行步骤5及步骤6直至瓜子片填至底板面以

60、下2.00；8、注浆至瓜子片顶面，拔除注浆管；9、注浆完毕，水泥浆达到初凝的时间后，抽出井管内残留水，并及时观测井管内的水位变化情况。一般观测24小时后，井管内的水位无明显的升高，说明注浆的效果较好；10、当判定已达到注浆的效果后，向井管内灌入混凝土至底板顶面约10cm；混凝土灌注结束，及时观测井管内水位的变化情况，以判断封堵的实际效果；11、待井管内灌注的混凝土初凝能符合要求，并能确定封堵的实际效果满足要求后，即可割去所有外露的井管；12、井管割去后，在底板顶面以下10cm处采用铁板焊封管口；13、管口焊封后，用水泥砂浆抹平井口，封井工作完毕。注：封井后要严格做好封井效果的检验工作，当检测符