基坑降水施工方案001802Word格式.docx
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12
13.0
5.0e-7
2、地下水
拟建场地浅部土层中的地下水属于潜水类型，其水位动态变化主要受控于大气降水、地面蒸发及地表水系等，丰水期水位较高，枯水期水位较低。
本次勘察期间，实测取土孔内的地下水稳定水位埋深在0.87～1.50m之间,相应标高为2.48～3.15m。
初见水位埋深1.30～3.10m之间，设计时，地下水位可按上海市年平均高水位0.50m、低水位1.50m使用。
3、地质和水文条件分析
1）暗浜
勘探场地内有暗浜分布，但范围尚不能确定，根据此次勘探结果暗浜最大深度4.0m。
2）地下障碍物
拟建场地内原有建筑物已拆迁完毕。
根据地形图，本工程场地分布有较多建筑物，因此原有建筑物基础若未被清除，对本工程施工会造成一定影响。
工程建设前可参照原地形图，对旧基础进行清除，对尚需使用的地下市政管线予以搬迁，必要时采用物探等手段予以查明。
3）流砂、管涌
第③层灰色淤泥质粉质粘土夹粉土，粉粒含量较高，基坑开挖时，在动水压力作用下易产生流砂、管涌、塌方等，须采取相应的预防措施，要做好降水、隔水和排水工作，将地下水降至坑底下一定深度，以确保基坑施工安全。
4）（微）承压水突涌问题
本场地基坑最大开挖深度仅为8.05m，经坑内地基土抗承压水头的稳定性验算，本基坑开挖不会产生突涌，故可不考虑微承压水及承压水对坑底稳定性的影响。
4、降水分析计算
总涌水量计算
①涌水量计算：
Q=1.366K（2H-s）/IgR-IgX0
式中：
Q－井点糸统总涌水量（m3/ｄ）
K－渗透糸数（m/d）
H－含水层厚度（m）
R－抽水影响半径（m）
S－水位降低值（m）
X0－基坑假想半径（m）
②预先确定X0、K、R。
X0的计算，
X0=√A/丌式中A－基坑的平面面积（m2）A=37000m2
丌－圆周率，取3.14
代入公式X0=108.55m
抽水影响半径R的计算，R=1.95s√HK
含水层厚度计算：
号房降水深度为4.65+1=5.65m，地下车库降水深度为5.95+1=6.95m。
H=（5.65m+6.95m）/2=6.45m考虑局部深坑含水层厚度按7.00m计算。
渗透糸数取最大值K=4.0E—04（cm/s）=34.56m/d
水位降低值S=7-0.5=6.50m
将以上数值代入公式R=1.95×
6.5√6.5×
34.56=189.97m
③基坑总涌水量Q=1.366K（2H-s）/IgR-IgX0=1.366×
0.069（2×
7.-6.5）/Ig189.97-Ig108.55=632.71m3/ｄ
④挖土前15天总排水量
基坑降水面积：
F=37000㎡
降水平均深度-6.50m降水土方体积=6.50m×
37000㎡=240500m3
饱和土含水率平均值取40%
静水蓄量=240500m3×
40%=96200m3
降水量=96200m3×
15%=14430m3
施工用水渗水量+意外渗水量取200m³
+200m³
=400m³
涌水量632.71m3/ｄ×
65天=41126.15m3/ｄ
Q总=降水量+涌水量+施工渗水量=55956.15m3
本方案配103台泵，每台泵每小时实际抽水量1.5m3/h，59口深井每口深井每小时实际抽水量1.5m3/h，所需天数：
55956.15m3÷
（1.5×
24×
162）=9.59天，拟用15天左右的时间可完成井点降水。
1.15、降水计算
为了有效降低和控制潜水含水层水位，确保场地降水施工顺利进行，必须进行专门的水文地质渗流计算，为降水设计提供理论依据。
⑴潜水非稳定渗流的控制方程
多孔介质和流体不可压缩时非恒定达西渗流场求解的微分控制方程为：
（1）
其中：
E=
；
式中：
S——贮水系数；
Sy——给水度；
B——潜水含水层单元体地下水饱和厚度（m）。
kxx、,kyy、kzz——各向异性主方向渗透系数（m/d）；
H——点（x,y,z）在t时刻的水头值（m）；
W——源汇项（1/d）。
⑵定解条件
初始条件：
（2）
边界条件：
（3）
H0（x,y,z,t）——点（x,y,z）处的初始水位（m）；
——一类边界条件；
H1（x,y,z,t）——点（x,y,z）在t时刻的边界已知水位（m）。
对整个渗流区进行离散后，采用向后差分法将上述数学模型进行离散，就可得到数值模型，由此计算、预测潜水含水层降水左引起的地下水位的时空分布。
网格立体剖分图见图5-1。
图5-1网格立体剖分图
图5-2网格平面剖分图
图5-3网格立面剖分图
本次降水设计计算以潜水含水层初始水头埋深标高取0,50米作为前提条件。
6、降水的预测
根据水文地质参数，由得到数值模型上机计算对基坑降水引起坑內水位降进行了预测，预测计算结果表明，降水20天潜水水位埋深等值线图如图6-1所示，满足工程需求。
图5-4井点降水20天后潜水水位降深等值线图（单位：
m）
四、降水施工工艺流程及施工方案:
1.2
（一）指导思想
根据工程需求，本降水方案指导思想为：
采用轻型井点和深井降水相结合的方式降低地下水位。
针对本场地③层土透水性好，含水量大，极易产生流沙、管涌等不良地质现象的特点，为保证基坑开挖顺利进行，采用降水漏斗对场地全覆盖的轻型井点布置方案和按设计要求在局部深坑区域布置深井。
（二）轻型井点降水设计及布置
1、工艺流程
①放线定位→②挖沟槽→③用导杆冲枪安装调试→④冲孔⑤→沉井点管⑥回填沥料→⑦连接主管→⑧安装抽水机组→⑨试抽→正式抽水。
2、工艺原理
采用真空泵的真空吸水原理。
真空动力设备采用JBJ-60真空泵,以真空动力为工作源.使井点内产生负压,将井点内水（地下水）吸出,从而达到降水目的。
3、轻型井点降水方案
（1）本工程采用103台套轻型井点降地下水位。
（2）每台套长度约为45m左右。
井点管@=1.2m。
（3）井点布置详见平面布置图。
按挖土方案，先挖土的位置，先布置井点，做到先降水的先挖土。
（4）井点正常运转15天后方可进行挖土，中间井点可拆除，放坡处井点保留至紧邻周边基坑开挖前。
（5）在基坑内共布置16口抗浮井（应力释放孔）。
布置在基坑后浇带处，在基坑回填后，报设计院同意后停止抽水、封井。
封井方案附后。
（6）应急予案
第③层粘质粉土夹淤泥质粉质粘土，具有含水量高，孔隙比大的特点，土质软弱，渗透糸数小。
第④层灰色淤泥质粘土位于基底下臥层，渗透糸数非常小，几乎不透水，最大含水量达56.2%，是非常软弱土质。
因此在局部落深电梯井基坑开挖中，会出现坍塌，流塑不良地质现象，可釆用增加轻型井点应急降水措施，确保施工正常进行。
局部（集水井、电梯井等）开挖深度超过-6.85m的，采用2级井点。
具体台套按现场情况确定。
详見局部深坑应急降水予案图。
4、轻型井点降水施工
4.1施工准备
根据以往的施工经验，本工程的井点安排以15为排距，在本基坑的挖土过程中始终保持工作状态。
排距内的井点间距安排为1.2m井点沟深挖到原土层。
挖井点沟的土要外运不要堆放在场地上。
每套降水设备带动的排水总管约为45米左右，根据以上原则，降水设备的数量安排见《基坑降水设备安排表》。
由于在基坑开挖阶段降水设备需随挖随撤除，本工程的降水设备的使用量为103台套。
考虑设备的维修保养和分段施工等因素，本工程的实际降水设备的投入量为60台套。
主要施工机械设备4-1
序号
机械设备
名称
规格型号
数量
技术性能
备注
1
真空泵
S60
60
流量120m3/h,扬程10m
含备用泵
2
电动机
Y-132-2-7.5
7.5kW
水泵配套动力
4.2施工机具
井点系统主要机具设备由井点管、连接管、集水总管及抽水设备组成。
a.井点管长度8m,管下端配有滤管，滤管直径与井点管相同。
滤管管壁上呈梅花形钻直径为6mm的孔，管壁外包两层滤网，内层为细滤网，采用网眼30~50孔/cm的尼龙布；
外层为粗滤网，采用网眼3~10孔/cm的尼龙布。
滤管长为1.0-1.2m。
井管的上端用弯管与总管相连。
详见基坑井点降水平面布置图和剖面图。
针对第③层灰色淤泥质粉质粘土夹粉土层，采用真空轻型井点降水工艺，布置真空轻型井点。
降低这层土的含水率，使其固结，提高土层承载力保证基坑安全及施工顺利进行。
真空轻型井点降水就是利用真空设备产生较大的负压形成较高的压力差，使渗透性较差的土体也能排出水。
我们采用S-60真空泵每小时抽气量达20立方，产生较大的负压，使渗透性较差的土体也能排出水。
利用“压差”来快速消孔隙水压力、快速排水，加固土体形成较好的固结的硬壳层，以达到提高承载力，封闭地下水的独特机理。
b.连接管与集水总管连接管用软塑料增强管制成。
集水总管直径Φ75mm每节长1.2m，每隔1.2m设一个连接井点管接头。
c.抽水设备采用s60轻型井点设备；
该设备由射流泵、电动机组成；
工作原理系由高压水泵供给工作水，经水环泵后产生真空，引射地下水流；
设备构造简单，效率高，降水深度较大，操作维修方便，经久耐用，耗能少，费用低。
d.水枪：
Φ50×
5mm无缝钢管，下端焊接一个Φ16mm的枪头喷嘴，上端与高压胶管连接。
f.射流泵真空度必须大于60Kpa。
4.3材料
（1）3BL-9冲枪1套
（2）JBJ—60水喷射泵机组60台套；
配7.5KW电机60台
（3）集水主管共4617m左右
（4）井点管长6～8m，3000根左右（配滤管）
（5）每根井点灌沙量计算：
直径0.2M，井孔深6M。
每根井点灌沙量=1.5T×
（半径0.10M）2×
3.14×
4M=0.1884T
共需粗砂量=0.1884T/根×
3000根=565.2T
采用粗砂与中砂，严禁使用细砂，以防堵塞滤管网眼。
4.4技术准备
a.详细查阅工程地质勘察报告，了解工程地质情况，分析降水过程中可能出现的技术问题和采取的对策。
b.冲孔设备与抽水设备检查。
4.5井点安装
（1）安装：
①、安装程序
井点放线定位→铺设总管→冲孔→安装井点管、填砂砾滤料、上部填粘土密封→用弯管联管将井点管与总管接通→安装抽水设备与总管连通→开动真空泵排气，再开动离心水泵抽水。
②、井点管埋设
a.根据建设单位提供测量控制点，测量放线确定井点位置，挖深大约500mm的井点沟，以便于冲击孔时集水，埋管时灌砂，并用水沟将小坑与集水坑联接，以便于排泄多余水。
b.将套管水枪对准井点位置，启动高压水泵，水泵控制在0.4-0.8M[pa，在水枪高压水射流冲击下井点管开始下沉，，井点管下沉6m左右，若遇到较厚的纯粘土时，深管时间要延长，此时可采取增加高压水泵的压力，以达到加速沉管的速度。
冲击孔的成孔直应达到200-250mm，保证管壁与井点管之间有一定间隙，以便于填充砂石，冲孔深度应比滤管设计安装深度低500mm以上，以防止冲击套管提升拔出时部分土塌落，并使滤管底部存有足够的中粗砂。
井孔冲击成型后，在井点管与孔壁之间填灌中粗砂滤层，该中粗砂滤层的填充质量直接影响轻型井点降水的效果，应注意以下几点：
1）中粗砂宜采用粗砂，以防止堵塞滤管的网眼。
2）滤管应放置在井孔的中间，中粗砂滤层的厚度应在60-100mm之间，以提高透水性，并防止土粒渗入滤管堵塞滤管的网眼。
填砂厚度要均匀，速度要快，填砂中途不得中断，以防孔壁塌土。
3）滤砂层的填充高度，至少要超过滤管顶以上1000-1800mm，一般应填至原地下水位线以上，以保证土层水流上下畅通。
4）井点填砂后，井口以下1.0-1.5m用粘土封口，采用人工木棍捣实，防止漏气而降低降水效果。
③、管路安装
沿井点管线外侧，铺设集水主管，并用接头管件把干管连接起来，主干管连接水箱水泵，然后用钢丝增强管把井点管与主管连接好。
④、检查管路
检查集水干管与井点管连接的钢丝增强管的各个接头在试抽水时是否有漏气现象，发现这种情况应重新连接或用薄膜重新封管口，直至不漏气为止。
在正式运转抽水之前必须进行试抽，以检查抽水设备运输是否正常，管路是否存在漏气现象。
在水泵进水管上安装一个真空表。
在试抽时，应检查整个管网的真空度，应大于60Kpa方可进行正式投入抽水。
⑤抽水：
井点管网全部安装完毕后进行试抽。
当抽水设备运转一切正常后，整个抽水管路无漏气现象，可以投入正常抽水作业。
开机后一个星期后将形成地下降水漏斗，并趋向稳定，土方工程可在降水21天后开挖。
验证水位降至开挖面0.5-1.0米后，开始正式开挖。
4.6质量保证措施
井点运行质量的好坏直接关系到基坑降水工作的成败，我们采取如下措施来保证井点糸统降水运行质量：
（1）把好井点降水管路及降水设备安装质量关。
1、井点滤水管的加工质量必须满下列要求：
长度：
1.0m
滤孔直径：
Φ6mm
滤孔数量：
20眼
滤网：
包裹二层尼龙网
2、井点管冲孔直径和填料
井点管冲孔直径不小于200mm，深大于6～9.0m。
井点管孔内填中粗砂，填砂要实，孔口1米 用粘土封孔。
3、真空泵真空度≥60Kpa。
4、管路接头要求密封良好。
5、把好排水管道畅通关
基坑开挖过程，由于先施工号房，后施工地下车库，降水过程中最多时会开动降水泵42台，因此每天基坑出水量较大，必须有良好排水通道，将抽出的水及时排到沉淀池，经沉淀后排入下水管网。
在基坑外围四周设置一条宽和深均为50cm的砼砌水沟，坑内降水泵抽出的水均排入沟内经沉淀再排到下水管网内。
要求砼砌水沟不渗漏，严防因渗漏而产生水向基坑倒灌现象发生。
6、现场备用发电机组，确保24小时不停运行。
（2）其他措施
①、土方挖掘运输车道不设置井点，这并不影响整体降水效果。
②、在正式开工前，由电工及时办理用电手续，保证在抽水期间不停电。
因为抽水应连接进行，特别是开始抽水阶段，时停时抽，井点管的滤网易于阻塞，出水混浊。
同时由于中途长时间停止抽水，造成地下水位上升，会引起土方边坡塌方等事故。
③、井点降水应经常进行检查，其出水规律应“先大后小，先混后清”。
若出现异常情况，应及时进行检查。
④、在抽水过程中，应经常检查，当地下水位降到所要求的水位后，尽是使抽吸与排水保持均匀，达到细水长流。
⑤、真空度是井点降水能否顺利进行降水的主要技术指数，现场设专人经常观测，若抽水过程中发现真空度不足，应立即检查整个抽水系统有无漏气环节，并应及时排除。
⑥、在抽水过程中，特别是开始抽水时，应检查有无井点管淤塞的死井，可通过管内水充声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。
如“死井”数量较多应及时采取措施，采用高压水反冲洗处理。
确保降水效果。
⑦、如粘土层较厚，沉管速会较慢，如超过常规沉管时间时，可采取增大水泵压力，大约在1.0-1.4Mpa，但不超过1.5Mpa。
⑧、主干管应按本交底做好流水坡度，流向水泵方向。
⑨、基坑周围上部应修好水沟，防止雨水流入基坑。
7、降水常遇问题和解决方法
①出水不畅
原因：
井点沉放前未清洗，滤管被泥沙堵塞；
滤料没有级配，不清洁；
井点埋设离支护太近漏气真空度达不到；
方法：
井孔在沉井点前应进行一次清洗；
滤砂料应符合设计要求，有一定级配；
井点管埋设保持离支护不少于1m。
②死井（井点出水极少或抽不出水，或开始能少量出水，以后完全停止出水）
原因：
灌砂滤料不洁净，夹有泥沙；
砂料级配不好，泥沙掺入堵塞滤孔；
井点未埋设在孔中央
方法：
砂滤料应洗净；
井点管埋设防止靠孔壁过近，砂滤层过薄，泥沙进入滤管
对死井应逐个用高压水反冲洗井点管或拔出重新埋设。
③真空管内无真空
清孔不够充分
井点安装工序不当，采用先填井点后连接回水管，最后安装水泵工序，井点搁置时间过久，被泥沙沉淀堵塞
供水管保护不好，砂砾落入井点内外管的间隙中
认真进行井孔德清洗
井点埋设应先将抽水设备、管路安好，以便立即接通
供水管路应保护好，防止砂滤料掉入井点内外管内
④抽出水较混
滤管的滤孔眼过大，不能阻止土、细颗粒进入
井点沙井质量较差，滤料级配不良
埋管不对中，滤层过薄
滤管必须按要求设置滤网；
沙井滤料应有一定级配
埋井管必须在井孔中心部位，使过滤层厚度一致
8、技术要求及质量标准:
（1）冲枪保持垂直，确保井孔垂直。
（2）开孔直径为200mm，孔深不得小于设计深度。
（3）下管时井点管居中沉设须保持垂直。
符合规范1%的要求。
（4）回填滤料为粗砂,回填滤料时要四周均匀，不能过快，防止局部脱空。
（5）回填料滤后立即锁泵。
（6）单套井点系统完成后,先进行试抽水,如无漏气.漏水.无淤塞现象后,方可正式使用。
（7）真空泵,真空应保持在60Kpa以上。
（二）疏干深井降水设计及布置
基坑中，号楼局部落深1.2M-2.6M，电梯井1.3M-1.4M。
消防电梯集水井落深2.5-2.6M。
还有6个塔吊基坑，这些局超深的基坑，超过轻型井点降水深度范围，本方案采用59口深井，降低局部深坑的地下水位，确保工程顺利进行。
1）、疏干井构造：
①、井孔：
10m深井管井开孔孔径为φ700mm，孔深11m一径到底。
井口：
井口应高于地面以上0.50m，以防止地表污水渗入井内，一般采用粘土封闭，其深度不小于0.50m。
②、井壁管：
均采用U-PVCΦ250双壁波纹管。
③、过滤器（滤水管）：
均采用桥式滤水管，滤水管外均包二层50目～60目的尼龙网，滤水管的直径与井壁管的直径相同。
在井下部设一道滤水管长为3米。
④、沉淀管：
沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而影响进水的作用，沉淀管接在滤水管底部，直径与滤水管相同，长度为1m，沉淀管底口封死。
⑤、填砾料：
各井管四周从井底向上至滤水管处填粗砂。
⑥、填粘性土隔水封孔：
在粗砂的围填面以上采用粘土围填至井口并夯实，高度约为1m，并做好井口管外的封闭工作。
2）、设计要求
1、井口高度：
井口应高于地表以上0.20～0.50m，以防止地表污水渗入井内；
2、埋填滤料：
真空疏干井滤料从沉淀管底向上填至地表以下3.00m；
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。
详细滤料及粘土埋填情况详见后附图“基坑降水井平面布置及井结构图”
3）、质量验收
1、井身偏差：
井身应圆正，上口保持水平，井的顶角及方位角不能突变，井身顶角倾斜度不能超过1度，井管与井深的尺寸偏差不得超过全长的正负千分之二；
2、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）；
3、井内水位：
抽水稳定后，井内的水位应处于安全水位以下。
4）、成井施工工艺
5）、深井降水施工
①、前期准备
a、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记，方便后期施工。
若布设的井点存在地面障碍物，应当设法清除，以利于打井进行。
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。
b、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。
6②成孔施工
施工机械设备选用GＸＹ-1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。
a、钻进成孔
疏干井上部钻进采用轻压慢转，钻压为15～35KN，转速20～50rpm，当钻头钻入深层粘土层时，钻具阻力会加大，进度缓慢。
这时，不可加大压力和加快转速，以免造成钻孔偏斜。
当钻具全部进入砂层后，可适当加压，提高转速。
成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆密度控制在1.10～1.15，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。
泥浆循环宜在泥浆池中进行循环，在现场不具备泥浆池的条件下，可考虑在基坑中开挖一个小泥浆池进行泥浆循环。
b、清孔换浆
疏干井钻孔钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m，进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆内不含泥块为止。
c、下井管
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。
检查完毕后开始下井管，下管时为保证滤水管居中。
d、埋填滤料
填滤料过程中要跟踪滤料上返高度，当滤料密实到设计高度后，用粘土块填孔密实，防止泥浆及地表污水流入井内。
③洗井措施
在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水，用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤,直到水清不含砂为止。
洗井完毕后，试抽成功则代表成井完成。
④降水运行管理
.1）降水试运行
1、降水试运行之前，准确测定各井口和地面标高、静止水位，然后开始测试运行，以检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水要求；
2、在真空疏干井的成井施工阶段应边施工边抽水，即完成一口投入降水运行一口，力争在基坑开挖前，将坑内土体含水量减小到最低限度。
2）正式运行管理
1、基坑内疏干井宜在基坑正式开挖前二十天抽水，确保能及时降低基坑中开挖范围内土体中的地下水位。
2、疏干井抽水时，抽水泵的抽水间隔时间自短至长；
抽水井内水抽干后，在5～10分钟应立即停泵，防止电机烧坏；
在停泵30分钟左右再开启抽水泵进行抽水，对于出水量较大的井每天抽水的次数相应增多；
3、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；
抽水井宜均安装流量表进行流量测量；
疏干井水位观测时可考虑利用一口抽水井抽水后静止5～6小时测量其水位。
4、抽水期间，出现疏干井长期疏干效果达不到预测效果，应注意检查基坑围护结构渗漏情况。
5、降水井要配备独立的电源线，整个降水过程中应备有双电源。
降水正式运行前降水工人应熟悉电路切换，以确保降水连续进行，避免应供电无法保证造成井底突水；
6、抽水期间，疏干井割管时宜测量疏干井井深，避免沉淀量超过沉淀管长度。
7、降水工作应在底板施工完毕或地下构筑物和上覆土总压力与下伏承压含水层的顶托力平衡时停
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