沁源文化中心基坑降水方案.docx
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沁源文化中心基坑降水方案
沁源县文化中心建设工程
降水施工方案
文件编号：
SJ/CJ·WHZX·02·2013
批准：
审核：
编制：
山西四建集团有限公司
沁源县文化中心工程项目
二零一三年四月
目录
一、工程概况1
1.1工程概况
1.2现场场地情况概况
1.3场地工程地质及水文地质条件
1.4地下水对工程的影响
二、编制依据5
三、施工部署6
3.1项目主要配备人员
3.2施工进度计划
3.3劳动力使用计划及机械设备计划
四、降水方案及工艺技术7
4.1降水方案设计
4.2降水井布置及结构设计
4.3降水井、观测井布置
4.4降水井、观测井结构设计
4.5降水井、观测井施
4.6抽水试验
4.7降水运行流程图示
4.8降水运行布局
4.9降水在满足以下条件下可考虑停止降水运行
4.10降水监测
五、安全及技术措施13
6、降水计算书14
6.1工程信息
6.2计算依据
6.3基坑降水计算方法
6.4降水井井数
6.5水位降升计算
沁源县文化中心降水施工方案
一、工程概况
1.1、工程概况
本工程为沁源县文化中心，位于沁源县河西区人民路东侧，河西村南侧。
主要拟建建筑物沁源县文化中心长为145.5m，宽为63.95m。
建筑主体地下1层，地上2层，局部4层,建筑物高度为6.6m（影剧院舞台上空建筑高度为17m），框架结构。
基础为条形基础加防水板（局部筏板）。
拟建物地下水类型为孔隙潜水，存在以粉土、卵砾石土的弱透水层中，地下水的补给来源主要为河床卵石层大气降水入渗补给及侧向径流补给。
根据《沁源县文化中心工程岩土工程勘察报告（详细勘察）》和设计图纸，稳定水位标高在997.1-997.51m。
地下水水位位于基坑底面以上，本工程的基坑开挖深度为-5.35m，局部为-6.35m左右，因此需要先降水后施工。
1.2、现场情况概况
1.2.1、地势高程：
本工程设计标高±0.000相当于绝对标高为1001.20m，现场预估场地标高约999.00m，与±0.000高差约1.8m。
1.2.2、施工现场周边环境：
（1）建筑物北面为村庄，东面为树木及城区道路，南面为甲方提供的施工路（甲方路面与施工现场场地高差较大，高差约2-3米）；
（2）拟建建筑物①轴北面约10米处，有一上口敞开农田灌溉井（有水），直径约3.5m，井口与现场地面高差约1.3m；（3）场地东面有电线杆。
1.2.3、施工现场场内环境：
（1）施工场地内地势平坦，地表高差不大，表面土质为耕质土，土质酥松；
（2）场内为耕田，约14104㎡（164×86m，轴线每边扩大10m）；（3）场内有电线杆2根；（4）场地南侧存在一废旧水塔建筑物，占地约20㎡，高约5.5m；（5）场内有两水坑，深约3m，长4m，宽2m，坑内有水，根据现场情况查看，坑为后期甲方挖设；（5）场内有种菜大棚。
1.2.4、地下水位情况：
通过对现场已成降水管井水位测量，本场地自然水位到现场地坪深度约为2.1-2.3米。
1.3、场地工程地质及水文地质条件
1.3.1、场地工程地质条件
拟建场地地貌单元属黄河高阶地。
场地内地势平坦，地表高差不大，本工程设计标高±0.000相当于绝对标高为1001.2m。
根据《山西沁源县文化中心岩土工程勘察报告（详细勘察）》野外勘探资料，原位测试及室内土工试验资料综合分析，自上而下可划分5个土层。
第①层土层为耕植土：
层厚0.3-0.6m，平均厚度0.45m。
颜色为黄褐色，以粉土为主，见有炭屑、煤屑、卵砾石等，高压缩性，松散状。
本层土具有湿陷性。
第②层土层为粉土：
层厚0.7-1.4m，平均厚度1.01m。
呈黄褐色，局部夹有粉细砂和粉质粘土透镜体。
摇振反应中等，无光泽反应，低干强度，低韧性。
平均压缩系数为0.263Mpa-1，属中压缩性土；平均标贯击数3.2击。
本层土水位以上具有湿陷性。
第③层土层为细砂：
层厚0.9-1.4m,平均厚度1.16m。
呈黄褐、紫红色，主要成分为石英和长石，土质松散。
第④层为卵石：
层厚2.7-3.4m，平均厚度3.10m。
粒径大于20mm的颗粒质量占总质量的50-80%，圆形及亚圆形为主，母岩成分为砂岩，强-中等风化，主要为中粗砂充填，局部见有粉土及粉质粘土充填物，松散-中密状，湿，重型圆锤动力触探试验锤击数介于5.1-15.6击，平均击数9.2击。
第⑤层为卵石：
本层土未揭穿，揭露厚4.1-9.6m，揭露层底埋深10m-15m。
粒径大于20mm的颗粒质量占总质量的50-80%，圆形及亚圆形为主，母岩成分为砂岩，强-中等风化，主要为中粗砂充填，局部见有粉土及粉质粘土充填物，稍密-密实状，湿，重型圆锤动力触探试验锤击数介于10-32.0击，平均击数15.6击。
综上所述地基土构成简单，成层状产出，各土层分布均匀，为均匀地基土。
统计如下表：
分层
土层分类
层底深度（m）
平均厚度（m）
承载力特征值（KPa）
层底标高
第①层
根植土
0.30－0.60
0.45
70
997.82-998.51
第②层
粉土
1.20－1.70
1.01
100
996.75-997.61
第③层
细砂
2.40－2.90
1.16
90
995.75-996.41
第④层
卵石
5.40－5.90
3.10
200
992.62-993.32
第⑤层
卵石
10.0－15.0
--
240
983.42-998.92
1.3.2、场地地下水：
场地内地下水类型为孔隙潜水，存在以粉土、卵砾石土的弱透水层中，地下水的补给来源主要为大气降水入渗补给及侧向径流补给。
据长治市历年水文气象资料，雨季为每年七、八、九月份，水位变幅不大于1.0m。
勘察深度范围内见地下水，稳定水位在997.15-997.51m。
1.4、地下水对工程的影响：
场地内地下水类型为松散盐类孔隙水，存在以粉土卵石组成的弱透水层中，地下水补给来源主要为大气降水入渗补给及侧向径流补给。
依据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001第12.2.1-12.2.5.条，本场地环境类型为I类，水对混凝土结构及混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性。
据长治市历年水文气象资料，雨季为每年七、八、九月份，水位变化幅度不大于1.0m。
由于本工程地理位置特殊，且水位较高，周边建筑物北面为村庄，南面200m处是一条河流，为了安全有效的施工特拟定以下降水方案。
2、编制依据与参考资料
（1）《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）
（2）《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004
（3）《沁源县文化中心岩土工程勘察报告（详细勘察）》
（4）《施工图纸》
（5）《建筑施工手册》（第四版）
3、施工部署
3.1、项目主要配备人员：
表1项目主要人员
职务
姓名
职称
项目经理
卫彦刚
助工
技术负责人
梅富全
助工
施工员
王海林
助工
材料员
王学强
技术员
安全员
武永斌
助工
电工
张海
3.2、施工进度计划:
根据工程设计图纸，计划开、竣工日期和施工进度进行整体规划。
（1）测量放线1天。
两台钻机每天施工4-5眼降水井，15天施工完所有降水井及观察井。
（2）打降水井15天。
当抽水满足土方开挖后，开始进行土方开挖。
3.3、劳动力使用计划及机械设备计划
3.3.1、劳动力使用计划
劳动力计划表
序号
班组
人数
施工阶段
1
降水井施工组
8
2
降水组
8
施工准备至±0.00施工完毕
5
±0.00施工完毕以后
3.3.2、机械使用计划
施工主要机械
序号
名称
数量
功率（KW）
施工部位
备注
1
冲击钻机
2台
90
降水井施工
2
发电机
一台
150
3
51mm水泵
49台
2.2
抽水
4
33mm水泵
20台
1.8
抽水
5
2.5²铜芯电缆线
42盘
约2600m
排水
6
16²铜芯电缆
200m
7
51mm再生朔料管
4000m
8
33mm再生朔料管
2000m
9
51mm（70m扬程）污水泵
4台
7.5KW
二次排水
10
配电柜
20个
11
小件物料
若干
四、降水方案及工艺技术
4.1、降水方案设计
4.1.1、降水深度确定
本工程拟建建筑物地下稳定水位在997.15-997.51m之间，按《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）在基坑开挖时及地下结构施工期间，地下水位须保持在基坑底面以下1m。
4.1.2降水方法：
考虑到本场地需要降水范围内地下水类型主要为第③④⑤层内，由于含水层较为连续且厚度较大、分布稳定，基坑面积较大。
综合确定采用深井井点降水的方法进行。
4.2、降水井布置及结构设计
4.2.1、降水井、观测井、深度确定
4.2.2、降水井：
根据地质勘查报告和本工程水位降深的要求，沁源县文化中心降水井深度如下：
（1）3-10号、31-34号、37-45号降水井深度为13m；
（2）其余井深为10m。
4.2.3、观测井：
为了解不同含水层的水量情况、水位降深等，布置适量的观测井，部分观测井结构同降水井，50-53号井为观测井，深度为10m。
4.3、降水井、观测井布置
4.3.1、降水井、观测井布置原则
根据计算结果及建筑物的分布、基础平面图降水井、观测井布置时遵循以下原则：
（1）降水井布置时必须避开基础的梁、柱、墙等结构体。
（2）降水间距不能满足施工需求，降水井各井间距根据抽水试验结果进行及时调整。
4.3.2、降水井、观测井布置
按基坑形状，在坑内建筑物周边及中心布设降水井，根据长治市骏源岩土工程勘察有限公司提供的《岩土工程勘察报告》和北京高能筑博建筑设计有限公司提供的《沁源县文化中心建设工程结构设计总说明》，及根据降水计算结果，沁源县文化中心建设工程项目降水井定为49眼（各降水井的间距为12m）。
4.4、降水井、观测井结构设计
4.4.1、降水井：
降水井开、终孔井径为600mm,采用直径为400mm的无砂井管，管外应填充采用洁净的细石D=3-5mm滤料,不均匀系数小于2。
底部1m为沉砂管，应采用不透水管，井壁周围采用80目滤布裹严，以防泥沙流入井内。
4.4.2、观测井：
观测井井深10m,孔径、井管同降水井，不封底。
4.5、降水井、观测井施工
4.5.1、钻井工艺：
降水井、观测井由于现场卵石层较厚，均采用冲击钻机钻进，井深要求圆正、垂直，井径不小于设计井径，井斜不超过1°。
4.5.2、工艺流程：
钻孔机就位----钻孔----泥浆护壁----继续钻孔----排渣----清孔----下管----填滤料----洗井----试抽。
（1）降水井施工按照成井工艺规程规范进行。
（2）井管排列：
底部1m排实管做沉淀管，（沉砂管）其余部分全部排列滤水管。
（无砂井管）
（3）井管的连接与固定：
井管连接用4根竹片，双股10#铁丝在接口上下20cm处进行绑扎，确保井管的垂直和接口处的严密，成井后井管应高出自然地面30cm。
（4）填充滤料时应从井管四周缓缓倒入，保证滤水层厚度均匀，且不小于80mm。
井管要居中、垂直，下管前抽净孔底沉渣。
（5）成井后及时用污水泵将井孔泥浆抽净，防止井底沉渣过大，影响降水效果。
4.6、抽水试验：
刚开始抽水时，两小时内观察水泵是否正常运行。
4.7、降水运行流程图示：
4.8、降水运行布局：
由于基坑周边没有排水管网，只能采取向基坑南面的河道内二次排水（向河道内排水需甲方与当地有关部门洽谈解决）。
降水运行时在基坑周边布置集水坑，将降水井有序的分组、分段集中收集，统一排放到甲方指定的集中池，进行二次排水。
（二次排水的水泵需用扬程不低于70m、内径不小于50mm的大型污水泵，需配备4台。
）集中输送至基坑南面的河道内。
集水池布置在基坑南面外围布置大约离基坑边线12m左右处，布置2个20m³储水箱。
土方开挖应分层进行，应与相应的施工要求深度相对应，挖土过程要有专人负责开挖尺寸、标高。
在降水井管四周1m范围内不能使用机械挖土，应采用人工挖土。
同时下泵、提泵要特别小心，以免碰坏井壁。
降水用电主要考虑降水井最高峰工作时的用电量，同时为了防止停电的突然发生以及工地现场电路故障，在降水运行过程中提供双电源保证措施，确保工业电与发电机供电自由切换。
为保证降水运行不得间断，需准备发电机1台（150KW）作为备用电源，工地现场实行24小时值班，做到随时可以启动，切换电源。
降水井要每眼井单独配备控制电闸箱。
开始降时，先将水泵放置适当位置试抽水，根据降水情况可适当调整水泵位置。
抽水过程中，一定要加强基坑外水位变化和基坑边坡位移等监测工作。
由于本工程降水范围较大，基坑涌水量很大，有专门的排水通道，排水通道应有足够的断面、坡度保证排水畅通及排水的顺利进行。
观测：
水位观测每6小时1次，并进行记录，观测结果不超过5cm，观测项目包括动、静水位的动态变化，降水井与观测井之间的水位差等。
在设计降水深度范围内要连续抽水，不能间断，严格控制降水深度和速度，水管连接要严密，不得跑、冒、滴、漏。
现场要准备足够的备用水泵，若某一水泵出现故障，在最短时间内进行调换，以保证降水正常进行。
降水期间，因现场电缆、水管等布置较密，尤其在土方开挖施工中，必须做好现场电缆、输水管道的保护工作，严禁因现场电缆和输水管破损，造成人员伤亡事故及其他不必要的损失。
基坑施工期间遇暴雨时，可考虑采用明水排放措施，设单独积水坑，人工抽水，确保基坑基坑壁不受浸泡、冲刷。
4.9、降水在满足以下条件下可考虑停止降水运行：
（1）满足建筑物抗浮要求；
（2）防水设施以满足使用要求；
（3）主体结构施工至主体完工，且回填土完毕。
降水运行过程中及结束时，布置在坑外的，对基坑安全没有影响的降水井、观测井可采用一般的方法进行封井，回填物可选用砂或石子混合料，井口部位用粘土封填并捣实。
布置在建筑物内的，具体工序为：
在地板以下1.5m至底板顶面0.3m范围内布置无缝钢管（内径300mm，壁厚3mm，如下图），钢管封堵时应先将井内水抽干净，然后灌入膨胀混凝土土并振捣，使混凝土顶面低于管口5cm，用略小于井管内径的圆钢板与井管口焊接，确保不漏水。
4.10、降水监测：
降水运行期间每隔4小时测水位1次，并做好相应记录，待水位降至基础底部1m以下，在进行下一步工序。
5、安全及技术措施
5.1、建立健全安全环保体系，使安全生产与环境保护工作制度化、经常化，保证工地的安全与环境保护工作惯穿整个工程施工的全过程。
5.2、认真惯彻执行有关安全的方针政策、规章制度，对参与工程项目的职工进行教育和培训，牢固树立“安全第一”的思想，坚持“安全生产、预防为主、综合治理”的方针。
5.3、安全技术交底
5.3.1、工程开工前，应随同施工组织设计，向参加施工人员认真进行安全技术措施的交底，使广大施工人员都知道，在什么时候、什么作业应当采取哪些措施，并说明其重要性。
5.3.2、每个专项工程开始前，必须重复交待专项工程的安全措施，坚决纠正只有编制者知道，施工者不知道的现象。
5.3.3、实行逐级安全技术交底制，开工前由技术负责人向全体施工人员进行交底；两个以上施工队或工种配合施工时，要按工程进度交叉作业进行交底。
工长每天要向班组长进行施工要求、作业环境的安全交底，在下达施工任务时，必须填写安全技术交底。
5.4、安全用电管理措施
5.4.1、严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》。
施工现场供电采用“TN-S三相五线制”供电系统，做到二级配电，三级保护，一机一闸一箱一漏电保护。
安装、维修与拆除临时用电工程，必须由专职电工完成。
5.4.2、健全用电管理制度，严禁无证人员从事电气作业，电工必须持证上岗。
做好漏电保护湿作业保护现场移动照明均采用安全电压，值班电工要了解和掌握全部电气设备状况及用电线路走向，晚间施工设立足够照明。
5.4.3、电工正确穿带防护用品，严禁酒后操作，禁止带电作业，严格按现场临时用电施工组织设计进行电气设施、设备的安装，敷设和验收。
5.4.4、所有用电设施外壳必须接零，高大金属架体必须安装避雷装置，非专业人员不得随意动用机电设备，电闸箱要设防护上锁，机电设备设有效防雷、防雨保护措施。
5.4.5、所有电闸箱都必须采用专用配电箱，须有编号系统图，闸具应标明用途，配电箱标明负责人。
严禁使用不合格的电气材料和电气设备。
施工时应编制现场临时用电施工组织设计。
5.4.6、各类用电人员应做到熟悉用电基本知识和所有设备的性能，工作时必须配备相应的劳动保护用品。
停用的设备必须拉闸断电，锁好开关箱，发现问题及时报告。
搬迁设备必须经电工切断电源。
各种机电设备均设接零保护和漏电保护装置，并灵敏有效。
6、降水计算书
6.1、工程信息
工程名称：
沁源县文化中心建设工程
方案编制人：
梅富全
编制日期：
2013.4.19
施工单位：
山西四建集团有限公司
结构类型：
框架
6.2、计算依据
（1）《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）
（2）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
（3）《沁源县文化中心岩土工程勘察报告（详细勘察）》（长治市骏源岩土工程勘察有限公司）
6.3、本工程基坑降水计算方法如下
6.3.1、基坑属于均质含水层澘水非完整井基坑，且基坑远离边界。
6.3.2、基坑简图
6.3.3、基坑涌水量计算公式：
其中Q──基坑涌水量；
k──渗透系数，k=8.0；
H──澘水含水层厚度，H=11.50m；
S──基坑水位降深，S=8.00m；
R──降水影响半径，R=15.00m；
r0──基坑等效半径,r0=72.50m。
基坑涌水量Q=4262.42m3/d
6.4、降水井井数
6.4.1、计算公式
其中基坑涌水量Q=4300.00m3/d；
rs──过滤器半径rs=0.15m；
l──过滤器进水部分长度l=1.50m；
k──含水层渗透系数k=8.00m/d；
6.4.2、计算结果
降水井数量n=49个
6.5、水位降升计算结果
6.5.1、计算公式
其中r0──基坑的等效半径，r0=72.50；
rw──管井半径，rw=0.25；
H──澘水含水层厚度，H=11.50m；
R──降水影响半径，R=15.00m；
R0──基坑等效半径与降水井影响半径之和，R0=76.65m；
Q──基坑涌水量，Q=4300.00m3/d
n──降水井的数量，n=49
6.5.2、计算结果：
单井井管进水长度y0=7.58m
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