疏干井降水施工方案.docx
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疏干井降水施工方案
长宁区富春苑住宅用房项目三、四期
降
水
施
工
专
项
方
案
上海市机械施工有限公司
二零一三年七月
1、工程概况
1.1工程地理位置
本项目位于上海市长宁区定西路以东、新华名门以西、安顺路以北。
工程总用地面积6160.00㎡，拟建总建筑面积19527.27㎡，其中地上建筑面积11361.42㎡，地下建筑面积8165.84㎡，项目的使用功能主要为住宅及配套用房。
1.2工程概述
1.2.1建筑简况
本项目位于上海市长宁区，属于新华路历史建筑传统风貌保护区。
本项目北至新华路，南到安顺路，西至定西路，东至淮海西路。
本住宅项目为高档商品房工程，基地现状为空旷宅基地。
该项目以规划路为界分为东、西两个地块,本次为三、四期。
建设用地6160.00平方米，拟建7-8层的多层住宅3幢，1座全埋式地下二层车库，以及部分配套公建、厢式变电站、门岗等配套用房。
设计±0.000相当于绝对标高+3.600米。
1.2.2围护结构概述
本工程自然地坪相对标高为±0.000，底板垫层底标高为-9.900m，电梯井落深处垫层底标高为-11.250,故本工程基坑普遍挖深9.9m。
本工程基坑开挖较深达到9.9m，周边环境较复杂。
基坑安全等级属于二级，其余侧环境保护等级为两级。
（1）围护桩结构
基坑围护主要采用Φ850mm和Φ900mm钻孔灌注桩结合Φ850三轴搅拌桩止水帷幕，基坑内部为设置的栈桥桩及立柱桩，桩截面为变截面，坑底至以下4.5m～5m为Φ800mm截面，再以下30.5m～35m部分截面为Φ650mm。
同时基坑采用双轴搅拌桩进行坑底裙边加固。
结构桩主要采用Φ600mm钻孔灌注桩，长度35m，分为抗拔桩和抗压桩。
为减小基坑施工对东侧新华名门的影响在围护桩与新华名门之间采用Φ700@900mm钻孔灌注桩作为隔离桩，深度24.4m，上部采用900*700压顶梁连成整体。
1.3周边环境及工程地质概况
1.3.1周边环境条件
1.3.1.1周边地下管线
根据业主提供的地下管线图显示，本工程安顺路一侧埋设上水、煤气、雨水、信息等管道。
安顺路一侧管线距离基坑最近距离统计表
序号
管线名称
管径（mm）或根、孔数
延伸方向
与基坑围护外边
最近距离
1
上水
150
东—西
9.6
2
雨水
300
东—西
18.8
3
信息
1
东—西
33.9
4
煤气
1
东—西
39.0
1.3.1.2邻近建筑物
本工程北面有一所复旦初级小学，东面有4排居民楼，与施工现场均有围墙相隔。
施工场地狭小，这将给材料、混凝土、机械设备的运输带来影响。
解决外围交通不利的影响是工程施工的重要工作。
建筑物名称
与基坑位置关系
与基坑最近距离
描述和基础概况
复旦初级中学
位于基坑北侧
28.05米
基础型式均为浅基础
新华名门
位于基坑东侧
12.90米
基础型式均为浅基础
1.3.2工程地质情况
1.3.2.1地形地貌
拟建场地地貌类型单一，属滨海平原地貌类型。
沿线场地周围主要为居民住宅。
施工区域内表层为杂填土，场地绝对标高3.6m。
1.3.2.2施工范围地质条件
根据地质勘察报告，本工程的主要地质条件划分如下表：
地层表
地质
时代
成因
类型
土层
编号
土层名称
状态
厚度（m）
范围值／一般值
层面标高（m）范围值／一般值
土层描述
Q4
人工
①
素填土
松散
0.40～2.00
─────
0.93
1.80～3.44
──────
2.67
场地部分区域分布，以粘性土为主，表层多为杂草含石子。
①1
杂填土
松散
0.60～3.00
──────
1.58
3.34～3.69
──────
3.46
主要为碎砖块、石子等建筑垃圾，土质不均，状态变化较大。
①2
浜底淤泥
流塑～软塑
0.30～3.20
──────
1.78
约2.40
灰黑色淤泥质粉质粘土，具臭味，仅分布在暗浜底部。
滨海～河口相
②2
灰黄色粉质粘土
软塑
0.90～2.05
──────
1.61
0.80～1.89
──────
1.33
含少量粘质粉土，含铁锰质结核及氧化铁斑点，层次不均，向下变差，暗浜区缺失。
滨海～浅海相
③
灰色淤泥质粉质粘土
流塑
3.70～4.60
──────
4.27
-0.03～-0.66
──────
-0.23
夹薄层粉性土，含云母碎片，土质不均。
④
灰色淤泥质粘土
流塑
6.90～7.90
──────
7.23
-4.10～-4.71
──────
-4.50
局部夹少量粉土，底部含钙质结核及腐植物条纹，土质较纯。
滨海～沼泽相
⑤1-1
灰色粘土
流塑～软塑
3.40～4.50
──────
4.23
-11.56～-12.11
──────
-11.73
上部局部夹粘土薄层，含腐植质和钙质结核，夹薄层状粉性土，土质较纯。
⑤1-2
灰色粉质粘土
软塑
7.40～10.90
──────
8.97
-15.39～-16.20
──────
-15.96
局部夹粘土、粉土薄层，含腐植质和钙质结核，进尺缓慢，层次不均。
⑤2
灰色粘质粉土夹粉质粘土
中密
6.50～11.10
──────
8.29
-23.16～-27.06
──────
-24.90
局部为粉砂，含少量贝壳碎屑。
夹粉质粘土薄层。
溺谷相
⑤3
灰色、灰褐色粉质粘土
软塑～可塑
1.20～5.10
──────
3.10
-30.56～-36.76
──────
-33.18
夹钙质青灰色及较多腐植质条纹，局部夹少量薄层粉土及硬塑状粘土颗粒，进尺缓慢，层次不均。
⑤4
灰绿色粉质粘土
可塑～
硬塑
1.60～3.30
──────
2.67
-35.46～-37.56
──────
-36.01
夹钙质青灰色条纹，局部夹少量薄层粉土，土质状态好，含氧化斑纹。
Q3
河口～滨海相
⑦1
草黄色砂质粉土
中密
3.60～5.00
──────
4.27
-37.96～-39.36
──────
-38.74
上部夹少量粘质粉土，局部砂性较重为粉砂。
⑦2
灰黄～草黄色粉砂
密实
5.10～9.90
──────
7.30
-41.80～-44.16
──────
-42.97
粉砂颗粒较细，夹少量粘性土，夹氧化铁条纹，下部含少量细砂。
滨海～浅海相
⑧
灰色粉质粘土夹粉土
可塑
＞5.00
-48.06～-52.89──────
-50.23
夹薄层粉土，层次不均。
11-11孔54.30～56.20m夹粉砂层，呈密实状。
土层工程特性指标参数表
层
序
土层
名称
压缩指标（平均值）
强度指标（平均值）
标准贯
入击数
（平均值）
N（击）
比贯入
阻力
（小值平均值）
Ps（MPa）
地基土承载力设计值fd（KPa）（假设D=1.0m，Dw=0.5m，B=1.5m,条形基础）
压缩系数a0.1～0.2（MPa-1）
压缩模量Es0.1～0.2（MPa）
直剪（固快）
内聚力
C（kPa）
内摩擦角Φ（°）
②2
灰黄色粉质粘土
0.41
4.84
22
18.5
0.57
65
③
灰色淤泥质粉质粘土
0.84
2.90
13
14.0
0.41
55
④
灰色淤泥质粘土
1.20
2.06
11
10.5
0.48
50
⑤1-1
灰色粘土
0.81
2.69
14
13.5
0.63
70
⑤1-2
灰色粉质粘土
0.54
3.77
18
18.0
1.39
80
⑤2
灰色粘质粉土夹粉质粘土
0.28
6.93
11
26.0
19.0
4.74
⑤3
灰色、灰褐粉质粘土
0.41
5.04
20
20.5
1.69
⑤4
灰绿色粉质粘土
0.28
6.25
39
17.0
2.43
1
草黄色砂质粉土
0.20
9.16
8
30.0
38.0
7.88
2
灰黄～草黄色粉砂
0.14
11.90
3
36.0
44.5
16.40
⑧
灰色粉质粘土夹粉土
0.43
4.55
20
20.0
3.25
注：
fak可参照fd值。
1.3.2.3水文情况
拟建场地浅部地下水属潜水,主要受大气降水补给。
野外勘探期间测得各钻孔内地下水埋深为1.70～2.00m，相当于标高为1.40～1.65m。
上海地区地下水潜水水位随环境和季节而变化，故设计时年平均地下水高水位埋深可按0.5m计，而年平均低水位按1.5m计。
本场地在勘探深度范围内，分布有第⑤2层微承压含水层及第⑦层承压含水层，根据上海地区已有工程的长期水位观测资料，承压水水位呈年周期性变化，水位埋深的变化幅度一般在3～12m之间。
由于⑤2层面埋深约26.60m，本场地基坑开挖深度一般约为9.9m，按上海市工程建设规范《基坑工程技术规范》（DGJ08-61-2010）中第11.3.3条按最不利的承压水头（高水头埋深3.0m计），分别对承压水水头的稳定性安全系数Ky进行估算，坑底土自重约300.46kPa，大于Pw=236kPa，初步估算拟建场地的承压水头的稳定性安全系数Ky约为1.27，大于1.05的要求，故该层承压水对本基坑施工没有影响。
1.4工程参建单位
建设单位：
上海景亿利房地产开发有限公司
主体设计单位：
华东建筑设计研究院有限公司
围护设计单位：
上海申元岩土工程有限公司
施工单位：
上海市机械施工集团有限公司
监理单位：
上海现代申都建筑监理咨询有限公司
1.5工程目标
工地创文明：
确保市级平安工地；
创建上海市重大工程文明（示范）工地。
工程创精品：
工程质量合格率100％，争创质量优胜奖和优胜工地。
施工创环保：
争创2013年度环保、便民工地。
安全目标：
重大事故（人身、火灾、交通、设备、管线）为零；平均负伤月频率≤0.8‰
质量目标：
工程一次合格率100%；顾客满意率≥75%；顾客投诉处理率100%
2、编制依据
2.1国家标准：
1、国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
2、国家标准《供水管井技术规范》（GB50296-99）
3、国家标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）
2.2地区规范：
1、上海市标准《地基处理技术规范》（DG/TJ08-40-2010）
2、上海市标准《地基基础设计规范》（DGJ08-11-2010）
3、上海市标准《基坑工程设计规程》（DG/TJ08-61-2010）
2.3行业标准：
1、行业标准《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）
2.4相关资料
1、本工程所提供的围护图纸
2、上海申元岩土工程有限公司提供的围护设计图纸
3、本工程施工组织设计
3、降水方案设计
3.1设计思路
本基坑四周采用全封闭式止水挡土围护，隔断了基坑开挖深度范围内潜水与外围地下水的水力联系，因此不考虑周围地下水的补给，只需布置疏干井将基坑内潜水水位降低到设计标高。
根据本工程的设计要求及基坑开挖与支护的特点，在基坑工程桩、围护施工后，基坑第一层土开挖前在基坑内布置真空疏干井。
根据地质勘探资料下部分布有第⑤2层微承压，对本基坑施工没有影响。
（26.60-hs）/γw（26.60-D）≥1.05
式中：
F----安全系数（取1.05）
hs----基坑开挖深度（m）
D----安全承压水头埋深值（m）
γs----基坑底板至承压含水层顶板间的土层重度的层厚加权平均值
本工程取（17.90kN/m3）
γw----地下水的重度（10kN/m3）
根据稳定性计算，水头埋深一般为3～11m呈周期性变化，本次设计方案按实际不利水头3m计算，当基坑开挖坑底9.50m处时，上覆土压力约为306.09kPa大于Pw=236kPa。
3.2降水目标
根据地质条件、工程的基坑开挖及基础底板结构施工的要求，本工程降水目的主要为以下方面：
1）根据开挖施工进度,降低基坑内潜水水位至基坑开挖面以下1.00m左右，为基坑开挖施工提供良好的干施工环境。
2）及时疏干基坑内地下水，使坑内土层疏干固结，达到提高土体的有效应力，为稳定边坡、减缓基坑围护变形创造条件，满足施工要求的目的。
3）通过及时疏干基坑内地下水，防止开挖过程中局部流砂及管涌等不良情况出现，保证施工顺利进行。
3.3基坑内疏干井设计
3.3.1需抽地下水容积储存量的计算
计算式：
W=μ·V或W=μ·A·h
式中：
W—容积储存量（m3）
V—含水层体积（m3）,V=基坑面积Aⅹ降水深度h（即潜水静止水位至基坑底板以下0.50-1.00m）;
μ—含水量的给水度（粉砂与粘土给水度经验值为0.10—0.15）本次根据上部土层的性质取：
μ=0.10。
需降水基坑面积：
4480m2
降水深度：
h=9.50+1.00-0.50=10.0m
地下水储存量W=μ·A·h≈0.1×4480×10.0=4480m3
3.3.2基坑抽水量的确定原则
本基坑的抽水量主要包括地下水的储存量与降雨量，由于对降雨量目前无资料估测，且根据上部潜水含水层的透水性较弱的特性，在短时期内因降雨渗入地层内的渗入量不会很多，因此，本次对基坑的抽水量确定、井数设计真空水泵的选择只考虑地下水的储存量，对于降雨的排出，采用明排水的施工措施来解决，对于坑外水采取地表引流。
3.3.3降水井及观测井数量的布置
坑内降水井的布置
N=A/a#
式中：
N—井数（口）；
A—基坑降水面积（m2）；
a#—单井有效抽水面积（m2）;根据我们的降水施工经验，在上海地区潜水含水层的特性单井有效抽水面积a#一般为150m2～250m2本次取250m2
N=4480m2/250m2≈18口
3.3.4平面布置
根据本次降水目的与要求、水文地质条件及基坑开挖的深度等条件，并对本工程基坑内的地下水的出水量进行了估算，本次降水井工作量的布置如下：
基坑共布置18口（S1-S18）疏干井，井深15.00m，详见降水平面/剖面图。
坑内水位观测井选择坑内的降水井兼作观测井，目前暂定S5、S15两口井兼作观测井。
3.3.5坑内降水井工作量设计结果分析
综上计算结果如下：
地下水储存量W=μ·A·h≈0.1×4480×10.0=4480m3疏干井18口
3.3.6抽水量计算
当选用JSJ60型真空泵抽水流量为3m3/h的泵（每台泵抽3口井），抽水时单井流量为1m3/h
单井日出水量Q#=1×1×24=24m3
群井理论日抽水量Q抽=24×18=432m3
群井实际日抽水量W抽为：
W抽=Q抽×0.5（实际抽水时间、抽水量折算系数，为估算值）
群井实际日抽水量W抽=Q抽×0.5=432×0.5=216m3
3.3.7抽水天数计算
抽水天数T=总储存量W÷每天抽取的储存量
T=4480÷216≈21
综合上述计算：
基坑内18口真空疏干井全部抽水时，约21天后能将基坑内的地下水位降低到底板以下0.5～1m；因此，上述井数的布置完全能满足本次基坑降水施工的要求。
3.3.8降水井结构
井口：
井口应高于地面以上0.3m,以防止地表污水渗入井内。
井壁管：
井壁管均采用焊接钢管，直径为Φ160mm（内径），管壁厚2.50mm。
（备注：
本次抽水采用负压空气射流深井降水工艺，井管直径有160mm足够。
）
过滤器：
过滤器即滤水管，本次采用的滤水管，外包两层40目的尼龙纱网，滤水管的直径与井壁管的直径相同。
填砾砂：
地面下部位回填中粗砂做为人工过滤层，填入部位详见“降水井剖面图”
封孔：
为防止地面污水的渗入及确保真空效果，在砾料的围填面以上必须采用优质粘土围填至地表并夯实，并做好井口管外的封闭工作。
4、降水施工工艺
根据本工程的施工工况及本项目的工期要求，结合以往多年的成井施工经验，成孔施工机械设备选用1台JD300—1000型工程钻机及其配套设备（平均每台每天成井5-6口深井）。
采用旋挖钻机工艺，及下井管、滤水管、填砾、粘性土封孔等成井工艺，保证场地的清洁。
4.1成井施工布置
本次成井施工须在工程桩、围护、坑内加固结束后第一层土开挖前布置真空深井,采用2台钻机施工，施工顺序根据现场情况而定。
4.2深井施工流程
测放井位→钻孔→下井管→回填滤砂→安装真空水泵→安装真空水管→洗井→密封井口→抽水抽气→降水至开挖标高、1m以下→基坑开挖到坑底标高后拆除井管。
4.3成井施工工艺
⑴、测放井位：
根据井位平面布置示意图测放井位，如果现场施工过程中遇到障碍（如桩位等）或受到施工条件的影响现场可做适当调整。
⑵、钻进成孔：
开孔孔径为Φ650mm，一径到底，钻孔施工达到设计深度时，宜多钻0.3～0.5m。
做好钻探施工描述记录，在钻进过程中，如发现实际地质情况与勘察时提供的资料不一致时需及时通知设计人员，并对井的结构进行及时调整，确保滤水管的安放位置能够有效的进水。
钻进过程中要确保钻机的水平，以保证钻孔的垂直度。
⑶、下井管：
井管进场后，应检查进滤器的缝隙是否符合设计要求。
下管前必须测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管，下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径50mm的扶正器，以保证滤水管能居中，井管焊接要牢固、垂直、不透水，下到设计深度后，井口固定居中。
下井管过程应连续进行，不得中途停止。
⑷、填砾：
填砾前应用测绳测量井管内外的深度，两者的深度值均不能浅于井管的深度以上500mm。
填砾过程中应随测砾料的高度。
填砾工序也应连续进行，不得中途终止，直至砾料下入预定位置为止。
最终投入滤料量不应小于计算量的95%。
⑸、井口封闭：
在采用粘性土封孔时，为防止围填时产生“架桥”现象，围填前需将粘土捣碎（粒径小于30mm为宜）后填入。
围填时应控制下入速度及数量，沿着井管周围按“少放慢下”的原则围填。
然后在井口管外做好封闭工作。
⑹、洗井：
洗井的目的：
①把渗入到含水层中的泥浆抽吸出来，恢复含水层的孔隙；②抽吸出含水层中一部分细颗粒，扩大含水层的孔隙，形成一个人工过滤层。
⑺、采用真空水泵洗井，其原理如下：
利用真空泵把井内和滤料中的泥砂及时排出井外直至井管内排出的水由浑变清达到正常出水。
洗井应在下完井管、填好滤料后立即进行，一气呵成，以免时间过长，泥浆在滤料中老化难以破坏，影响渗水效果。
绝不允许搁置时间过长或完成钻井后集中洗井。
⑻、安泵试抽：
成井施工结束后，应及时接真空管、铺设排水管道、电缆、地面真空泵安装等，抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。
电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水过程中损坏，因此，现场要在这些设备上进行标识。
⑼、排水：
洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的明沟（渠）内，通过排水沟（渠）将水排入场外预设的排水沟渠中，场地四周的排水管道应定时清理，确保排水系统的畅通。
5、降水运行
5.1疏干井降水运行
本次采用真空深井的方法降低潜水位，真空泵安装在基坑四周，通过真空水管与井管接通。
第一道支撑施工后，把真空水管放至井底，待井内的水被抽干后再开始抽空气使管内形成真空，使井管周围的水在真空负压作用下经过滤料进入滤管，经过真空管和空气一起进入真空水泵排出基坑外排水沟内。
抽水安装示意图如下：
专利号：
200610024254.2
5.2降水运行
5.2.1试运行
（1）施工完一口井即投入运行一口，以便及时抽通水井，确保降水井的出水量。
（在单井出水量低于0.1m3时开始加真空）
（2）试运行之前，需测定各井口和地面标高、静止水位，然后开始试运行，以检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水要求。
（3）按装前应对泵体和控制系统作一次全面细致的检查。
检验电动机的旋转方向、各部位连接螺栓是否拧紧，润滑油是否足、电缆接头的封口无松动、电缆线有无破损等情况，然后转1秒左右，如无问题，方可投入使用。
按装完毕应进行试抽水，满足要求后转入正常工作。
（4）试运行抽水时间控制在1天，即每口井成井结束后连续抽水1天，以检查出水质量和出水量。
5.2.2降水井停抽期间的维护和管理
按照本工程的施工安排，为保证降水井的出水效果，不致形成“死井”，在停抽期间需进行降水井的管理和维护，现场安排人员轮流值班。
每口井隔3天抽水运行一次，每次抽水时间控制在2小时。
5.2.3正式降水运行
根据总体进度计划，第一道支撑做好后进行21天的预降水，把水位降到坑内底标高0.5m-1.00m以下。
土方开挖状况进行分层降水，第一道支撑施工后，每次降水把水位控制在开挖面以下1.00m左右，在支撑施工完成后，最终把水位控制在基坑底1.00m左右。
降水运行期间，现场实行24小时值班制，值班人应认真做好抽水记录，观察基坑内水位变化,填写观测井水位表，以掌握抽水动态，指导降水运行达到最优。
质量记录，做到准确齐全。
5.3封井
根据设计要求，待基坑开挖到设计标高后，该区域的疏干井在垫层浇捣前拆除。
由于基坑下部⑤2层微层水对本基坑无影响，在垫层浇捣前割除多余井管，抽出井内余水后用优质粘土填入即可。
5.4注意事项
⑴、降水的设备在施工前及时做好调试工作，确保降水设备在降水运行阶段运转正常。
⑵、工地现场要备足射流泵。
使用时要做好日常保养工作，应经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常应及时换泵，坏泵应立即修复，无法修复的应及时更换。
⑶、降水工作应与开挖施工密切配合。
雨季基坑表面的大量明水，需用泵及时排出，少量明水降水单位应予配合，及时排除明水，以免时间过长雨水渗入土中影响深井的疏干效果。
⑷、降水井在降水运行阶段，电源必须保证，如遇电网停电，有关单位须提。
前两个小时通知降水施工人员，以便及时采取措施。
⑸、做好井口的保护工作，严禁将井管碰坏以及杂物掉入井内。
经常检查排水管、沟是否畅通。
⑹、坑内挖土时，挖机等不要直接碰撞坑内井管，井周边的土不得用挖机操作，可以人工扦土，并要有专人指挥。
⑺、坑内的疏干深井随基坑开挖深度逐步割除多余的井管，并且对可能受车辆行走的电缆线以及管路部位加以防护，并且抽水人员加强对现场的巡视力度。
6、应急预案
6.1目的
为有效防止降水施工对周围环境造成影响及在降水运行过程中预防突发事件的发生，最大限度减少经济损失，特制定本预案。
6.2井管保护
1、基坑开挖时注意保护井管，井管材强度不是很高，经不起一些机械设备的碰撞和冲击，降水单位必须保证井管连接的焊接质量。
2、坑内所有深井的孔位根据深基坑的支撑图正确定位，不能与设计的支撑相碰。
6.3排水保证措施
排水是否正常将直接影响降水运行，因此现场必须在施工区域内合理布置排水沟。
根据降水最高峰值估算、同时考虑在雨季施工时水量较大，则排水沟畅通，且应有多个市政管道入口，能够迅速将大量地下水排入市政管道内。
6.4周边环境监测措施
1、因基坑
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