施工降水专项方案标准版经济不合理119.docx
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施工降水专项方案标准版经济不合理119
中国石油科技信息楼（中国石油集团技术中心暨石化工程技术研发中心项目）工程地基工程
降水专项施工方案
派力工程有限公司
地基与基础工程：
专业承包壹级（B1014011010502-6/1）
工程勘察专业类：
甲级（010603-kj[4-1]）
2015年01月
中国石油科技信息楼（中国石油集团技术中心暨石化工程技术研发中心项目）工程地基工程
降水专项施工方案
编制：
审核：
审定：
总工：
项目经理：
派力工程有限公司
2015年1月
目录
一、编制依据1
二、工程概况1
三、场地工程地质和水文地质条件1
3.1地层土质情况1
3.2地下水情况2
四、不采用帷幕隔水方法理由和依据3
4.1相关规定：
3
4.2计算基坑涌水量4
4.2.1.计算基坑等效半径（r0）4
4.2.2计算降水井影响半径（R）4
4.2.3基坑涌水量（Q）4
4.2.4总抽水量（Qz）5
4.3帷幕隔水选型及方案设计5
4.4帷幕隔水增加工程造价（T）5
4.5经济合理性比较5
五、降水和排水系统设计6
5.1降水系统设计6
5.2排水系统设计6
5.3观测井设计6
六、降水管井施工6
6.1测放井位点6
6.2井点位置物探复查6
6.3钻机成孔6
6.4下井管、填滤料6
6.5洗井6
6.6技术要求7
6.6.1井位要求7
6.6.2井身结构误差要求7
6.6.3填料要求7
6.6.4洗井要求7
6.6.5抽水要求8
七、管井降水对施工安全和环境影响的评估8
7.1分层总和法计算附加沉降8
7.2对周边环境的影响8
7.3防止降水井施工和抽水产生地下空洞的措施8
八、抽水量计量方法、计量设施和措施8
8.1沉砂池的位置、计量方法和仪器型号8
8.2排水计量的检查和维护9
8.3减少抽水量措施9
九、地下水综合利用9
附图：
基坑降水、支护平面图
降水井井身结构剖面图
排水管及保护井衬大样图
基坑帷幕图
帷幕施工预算书
一、编制依据
工程测量规范GB50026-2007
岩土工程勘察规范GB50021-2009
建建筑与市政工程降水技术规范JGJ／T111-98
建筑地基基础设计规范GB50007-2011
北京地区建筑地基基础勘察设计规范DBJ11-501-2009
建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002
建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2013
建筑施工安全检查标准JGJ59-2001
建筑机械技术使用安全技术规范JGJ33-2012
建筑工程施工现场供用电安全规范BG50104-2014
北京市建设工程施工降水管理办法
北京市建设工程施工降水管理办法实施细则
北京市勘察设计研究院有限公司提供的现场平面布置图。
二、工程概况
拟建场区位于北京市昌平区沙河镇，为新城沙河组团西北部地区中关村国家工程技术创新基地内的A15地块，拟建项目为1栋地上11层的档案馆、1栋地上4层的科技信息楼及其之间地上2-3层的连廊和纯地下车库等。
如下：
项目名称
结构形式
建筑荷载（KN/㎡）
±0.00标高（m）
地上/地下层数
设计埋深（m）
档案馆
框架剪力墙
320
46.2
11F/B1F
7.8
科技信息楼
框架结构
150
46.2
4F/B2F
10.8
连廊
框架结构
/
46.2
2-3F/B2F
10.8
入防出入口
框架结构
/
46.2
1F/B2F
10.8
纯地下车库
框架结构
/
46.2
0F/B2F
10.8
三、场地工程地质和水文地质条件
3.1地层土质情况
根据现场勘查、原位测试及室内土工试验成果，按沉积年代、成因类型将本次勘查最大勘探深度（35.00m）范围内的地层，划分为人工堆积层、新近沉积层及第四纪沉积层三大类，并按地层岩性及其物理力学性质指标，进一步划分为8个大层及亚层，现分述如下：
表层一般为厚约0.6-2.3m的人工堆积之粘质粉土素填土、粉质粘土素填土①层及房渣土①1层。
人工堆积层以下为新近沉积之重粉质粘土、粉质粘土②层，粘质粉土、砂质粉土②1层及砂质粉土、粉质粘土②2层。
新近沉积层以下为第四纪沉积之粉质粘土、重粉质粘土③层，有机质粘土、有机质重粉质粘土③1层，粘质粉土、砂质粉土土③2层及细砂③3层，粉质粘土、重粉质粘土④层及粘质粉土、砂质粉土④1层，粘质粉土、砂质粉土⑤层，粉质粘土⑤1层及中砂、细砂⑤2层，粉质粘土、重粉质粘土⑥层及粘质粉土、砂质粉土⑥1层；粗砂、中砂⑦层，粘质粉土、砂质粉土⑦1层及粉质粘土、重粉质粘土⑦2层，粘质粉土、砂质粉土⑧层。
3.2地下水情况
本工程岩土工程勘察期间于钻孔中实测到3层地下水，现场实测的各层地下水水位及类型参见下表：
序号
地下水类型
地下水稳定水位
水位埋深（m）
水位标高（m）
1
层间水
6.7-9.3
36.09-38.8
2
层间水
10.9-13.1
32.4-34.21
3
承压水
23.3-24.00
21.5-21.81
典型地层剖面图如下：
四、不采用帷幕隔水方法理由和依据
4.1相关规定：
1、因地下结构、地层及地下水、施工条件和技术等原因，使得采用帷幕隔水方法很难实施或者虽能实施，但增加的工程投资明显不合理的，施工降水方案经过专家评审并通过后，可以采用管井、井点等方法进行施工降水。
2、方案中应论证采用帷幕隔水方法技术不可行，或经济不合理。
1>符合下列条件的可判定为技术不可行：
基底位于砂卵石含水层水位之下，且该含水层中基底以下5米之内无适当的隔水层。
2>满足下列条件可判定为经济不合理：
帷幕隔水增加的工程造价（T）与减少抽水总量（Qz）的比值（M）大于50元/立方米，即：
M>50元/立方米。
4.2计算基坑涌水量
4.2.1.计算基坑等效半径（r0）
==35.94（m）
式中：
A—基坑面积4058㎡。
4.2.2计算降水井影响半径（R）
R=2S
=2×3.5×（0.1×5.3）1/2=5.1（m）
式中：
R降水影响半径（m）
S水位降深（m），本工程取3.5m
k含水层的渗透系数（北京地区渗透系数经验值）0.1m
H含水层厚度（m），取5.3m
4.2.3基坑涌水量（Q）
潜水完整井：
1.366k·（2H-S）S
Q1=───────────=58.9（m3／d）
lg（R+r0）／r0
4.2.4总抽水量（Qz）
Q前=βQsumd
由于为土钉墙支护，地下室面积较小，抽水周期按80天计，查细则表β取值如下：
基坑涌水量折减系数β取值表
降水井类别
d＜30天
30天≤d≤100天
d＞100天
s/H<1/3
s/H<2/3
s/H>2/3
s/H<1/3
s/H<2/3
s/H>2/3
s/H<1/3
s/H<2/3
s/H>2/3
潜水井
1
0.8
0.7
0.85
0.7
0.55
0.65
0.5
0.35
承压水井
1
0.9
0.8
0.9
0.85
0.8
0.8
0.75
0.7
注：
d──抽水时间，日；s──水位降深，m；H──含水层厚度（潜水）或承压水水头（承压水），m。
∑-分时间段累计
查表得抽水折减系数β1=0.7、β2=0.55。
Qz=βQd=（0.7×29+0.55×51）×58.9=2847.8m3
4.3帷幕隔水选型及方案设计
如采用搅拌桩止水帷幕设计方案如下：
搅拌桩桩径600mm，桩间距400mm，桩顶位于地面以下5m，桩长9.0m。
共计布设搅拌桩1187根。
详见搅拌桩止水帷幕平面布置图、剖面图。
4.4帷幕隔水增加工程造价（T）
搅拌桩止水帷幕总造价：
T1=1017710.87元（附预算表）
施工降水造价T2=150S=150*4058=608700元
帷幕隔水增加的工程造价：
T=T1－T2=1017710.87－608700=409010.87元
4.5经济合理性比较
帷幕隔水增加的工程造价（T）与减少抽水总量（Qz）比值（M）
M=T/Qz=409010.87/2847.8=143.62元/m3
M＞50元/m3，可认定为采用帷幕隔水经济不合理，可进行施工降水。
五、降水和排水系统设计
5.1降水系统设计
沿基坑外侧布置降水井,井中心线距基坑开挖上口线1.3m，井间距6m，共布置降水井63眼，详见《降水井平面布置图》。
井身构造：
井深15m，井径600mm，井管Φ400无砂水泥管，过滤器与井管材料相同，孔隙率25～30%，滤管外包一层80目尼龙网，滤料：
粒径3～7mm水洗滤料。
5.2排水系统设计
水泵：
采用扬程大于15m潜水泵。
排水总管：
采用直径200mmPVC管，根据现场排水出口位置，沿降水井周边布置。
排水管线坡度不小于1‰。
5.3观测井设计
在基坑内布置5口疏干井作为观测井，见《降水井平面布置图》。
六、降水管井施工
6.1测放井位点
根据施放的基础轴线、控制点以及《中国石油科技创新基地基坑降水井平面布置图》，施放降水井井位点。
放点工作完成后，报请现场监理工程师进行检查验收。
6.2井点位置物探复查
由专职物探技术人员对施放后的井点位置进行管线复查，结合已有的管线资料以及物探资料再次复核井位，确保降水井施工对地下管线无任何影响。
6.3钻机成孔
钻进采用清水钻进，自造泥浆护壁，一径到底。
施工中泥浆池采用现场围堆方案，成孔后清理外运。
6.4下井管、填滤料
终孔并由质检员检查孔深及泥浆比重合格后，下入井管。
井管选择按设计图纸要求。
下管时确保井管连接顺直、牢固。
井管接口部位缠裹塑料布，砂卵石层位置包裹砂网。
滤料采用粒径3～7mm的水洗石屑，填料至地面以下3.0m后用粘土封孔；填料时应从孔口四周均匀填入，严禁用手推车直接倒入，防止井管歪斜、滤料蓬塞。
6.5洗井
下管填料后，24小时内及时洗井。
采用空气压缩机气举法洗井，反复清洗直至水清，出水量正常为止，之后用泥浆泵二次抽洗，直至水清砂净。
6.6技术要求
6.6.1井位要求
（1）井位施放时必须详细调查核实场区地下管线分布情况，当无法确定时可采用人工开孔的方法，当确认地下无各种管线后方可施工；
（2）为避开各种障碍物，降水井间距可作局部调整，但间距最大不应超过10m，且降水井总量不得减少。
6.6.2井身结构误差要求
（1）井径误差±20mm；
（2）垂直度误差≤1%；
（3）井深应满足设计要求。
6.6.3填料要求
（1）含水层段砾料应具有一定的磨圆度，砾料含泥量（含石粉）≤3%，粒径2～4mm；
（2）要避免填料速度过快或不均造成滤管偏移及滤料在孔内架桥现象，洗井后滤料下沉应及时补充滤料，要求实际填料量不小于95%理论计算量。
6.6.4洗井要求
（1）洗井要求达到“水清砂净”；
（2）下管、填料完成后应立即进行洗井，成井－洗井间隔时间不能超过8小时；
（3）建议采用隔离塞分段洗井，如果泥浆中含泥砂量较大，可先进行捞渣，再进行洗井；
6.6.5抽水要求
（1）开挖至地下水位标高前的超前抽水时间不少于10天；
（2）抽水含砂量控制：
为防止因抽地下水带出地层细颗粒物质造成地面沉降，抽出的水含砂量必须保证：
粗砂含量<1/5万；中砂含量<1/2万；细砂含量<1/1万；
（3）首次（洗井后抽水前）含砂量检测合格后，在抽水期间至少要进行1次含砂量检测，异常情况下应根据情况加密检测次数。
七、管井降水对施工安全和环境影响的评估
本工程降水目的层为第一层潜水和第二层层间水。
对环境的影响主要在于水位降低致使周边建筑物产生附加沉降；成井及抽水过程中由于细颗粒流失形成地下空洞。
降水施工过程中，必须采取如下措施，将影响控制在允许范围内。
7.1分层总和法计算附加沉降
潜水抽降引起附加应力：
p0=γw×H=10×3.5=35kPa，层厚：
3.5m。
潜水位于粉质粘土③层，压缩模量取ES=8MPa；
总沉降量S=∑Hi×σi/ESi=1/2×3.5×35/8=7.7mm。
7.2对周边环境的影响
根据上述7.1计算，由于基坑降水引起的地面沉降总沉降量较小，且周边无建筑物和管线，满足周围环境要求。
7.3防止降水井施工和抽水产生地下空洞的措施
1.管井成孔采用反循环钻机成孔，地层自造浆护壁，预防塌孔，防止土颗粒流失。
2.严格控制含砂量：
选择优质的无砂砼滤管，外包一层80目尼龙网，防止土颗粒流失。
含砂量降水初期控制在半小时内含砂量小于1/10000；降水过程中管井正常运行时含砂量小于1/50000。
降水井使用过程中如发现含砂量监测数值超标，则应检查单井出砂量，对出砂量超标降水井做停抽处理。
3.降水井使用完成后及时用粘性土回填封井。
八、抽水量计量方法、计量设施和措施
8.1沉砂池的位置、计量方法和仪器型号
本工程在设一个总出水口，进入蓄水沉砂池，（沉淀池容积4m3），出水口处安装经标定后的明渠堰槽计量计。
安装完毕，调试合格，并经有关单位验收后，方可排水。
8.2排水计量的检查和维护
现场应对降水派专人进行管理，负责人员应每天不少于两次检查计量排水系统，并做好记录，发现异常时，应及时查明原因，排除故障，保证排水计量系统正常工作。
如不能排除故障，应及时向有关单位报告。
8.3减少抽水量措施
依据地下水位观测结果和地下结构施工进度，及时停止抽水。
九、地下水综合利用
北京市浅层地下水因受到轻微污染而不再适合饮用,但是在未经处理的情况下其水质完全能够满足低质用水的要求，可以代替部分清洁水用于现场施工、生活杂用、绿化、道路抑尘等。
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