集水坑电梯井降水处理方法.docx
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集水坑电梯井降水处理方法
集水坑、电梯井降水处理方法（总13页）
一、工程简介
1、地理位置
拟建工程位于北京市朝阳区青年路南口，北临黄杉木店中街，南临二道沟，西临青年路，东临黄杉木店路，拟建场地位置参见图1。
2、工程概况
地上建筑面积37336m2，地下建筑面积26000m2，主楼地上12～17层，配套用房地上2～3层，除6#配套用房和8#大门无地下室外，其他建筑和地下车库均为地下4层，基础埋深-17.0m。
表1拟建建筑物设计条件一览表
建筑物
层数（层）
高度（m）
±0.00（m）
基础埋深（m）
地上
地下
1#
13
4
39.3
33.7
-17
2#
16
4
52.1
33.7
-17
3#
13
4
39.3
33.7
-17
4#
17
4
53.7
33.7
-17
5#
17
4
53.7
33.7
-17
6#
3
1
13.8
34.6
-4.52
地下车库
0
4
33.7
-17
3、降排水设计
原土方开挖降排水方案降水设计标高为基底标高以下0.5mm；未考虑基坑内集水坑、电梯井、以及基坑周边降排水。
为保证集水坑、电梯井等施工，必须将地下水降至最深坑底以下0.5m。
本次降水设计采取三类措施：
平面尺寸大于1.0*1.0m的集水坑及电梯井在其对角线设10m深降水井；平面尺寸小于等于1.0*1.0m的集水坑在坑底设2mm深抽水井；针对基坑西侧基坑支护结构渗水较严重，在坑底西侧北段设300*300排水沟，坡度i=3%，在基坑西侧设400*400*1000集水坑。
具体布置详见后附降水设施布置图。
二、工程地质条件
拟建工程位于北京市朝阳区青年路南口，场地内原有民房分布，现已拆除，目前为空地，场地内有建筑垃圾分布，长满了荒草。
地势基本平坦，孔口地面标高为32.53～34.73m。
1、拟建场地工程地质条件
拟建场地地貌上属于永定河冲洪积扇的轴部，为古金沟河故道。
本次勘察所揭露的地层的最大深度为38m，根据钻探揭露与原位测试及室内土工试验结果，将本次勘察范围内地层土质情况分述如下：
人工堆积层：
粘质粉土填土①层：
黄褐色，稍密，湿，含砖渣、砂粒、碎石和植物，连续分布；杂填土①1层：
杂色，稍密，湿，含砖块、植物根和混凝土块，连续分布。
该大层层底标高29.67～32.70m。
一般第四纪冲洪积层：
砂质粉土粘质粉土②层：
褐黄色，密实，湿，含少量云母、氧化铁，属中高～中压缩性土，连续分布；粉质粘土重粉质粘土②1层：
褐黄色，可塑，含少量云母、氧化铁，属高～中高压缩性土，透镜体分布。
该大层层底标高25.31～29.45m。
粉质粘土重粉质粘土③层：
灰色，可塑，含云母、氧化铁、有机质，属中高～中压缩性土，连续分布；粘质粉土砂质粉土③1层：
灰～褐黄色，密实，很湿，含云母、氧化铁、有机质，属中～中低压缩性土，透镜体分布。
该大层层底标高18.21～23.40m。
圆砾卵石④层：
杂色，密实，饱和，一般粒径10～40mm，最大粒径约100mm，亚圆形，褐黄色中粗砂充填，属低压缩性土，连续分布；细中砂④1层：
褐黄色，中密～密实，饱和，含云母、氧化铁、砾石，属低压缩性土，连续分布；粉质粘土重粉质粘土④2层：
褐黄色，可塑，含云母、氧化铁，属中～中低压缩性土，透镜体分布。
该大层层底标高10.94～14.71m。
粉质粘土重粉质粘土⑤层：
褐黄～灰色，可塑～硬塑，含云母、氧化铁、有机质，夹粉土透镜体，属中高～中低压缩性土，连续分布。
该层层底标高5.54～8.68m。
粉质粘土重粉质粘土⑥层：
褐黄～褐灰色，可塑～硬塑，含云母、氧化铁、有机质，夹粉土透镜体，属中低～低压缩性土，连续分布。
部分钻孔未穿透此层。
圆砾卵石⑦层：
杂色，密实，饱和，一般粒径10～40mm，最大粒径约110mm，亚圆形，褐黄色中粗砂充填，属低压缩性土，连续分布；细中砂⑦1层：
褐黄色，密实，饱和，含云母、氧化铁、砾石，属低压缩性土，连续分布；粘质粉土粉质粘土⑦2层：
褐黄色，密实，很湿，含云母、氧化铁，属低压缩性土，透镜体分布。
本次勘察未穿透该层。
各土层分布及其岩土物理力学性质详见“工程地质剖面图”及“岩土物理力学性质综合统计表”。
2、拟建场区水文地质条件
1）地下水分布特点
本次勘察在地面下35m深度范围内测得三层地下水，地下水类型为上层滞水
（一）、潜水
（二）和弱承压水（三）。
上层滞水
（一）：
水位埋深为2.30～5.30m，水位标高为28.28～30.90m，观测时间为2013年11月8日～11月11日，含水层为砂质粉土粘质粉土②层，主要接受大气降水补给，以蒸发方式排泄。
潜水
（二）：
水位埋深为10.70～16.20m，水位标高为17.41～23.08m，观测时间为2013年11月9日～11月11日，含水层为圆砾卵石④层和细中砂④1层，主要接受径流补给，以径流和越流方式排泄。
弱承压水（三）：
水头埋深为28.80～30.90m，水位标高为3.68～4.40m，观测时间为2013年11月9日～11月11日，含水层为圆砾卵石⑦层和细中砂⑦1层，主要接受径流和越流补给，以径流和越流方式排泄。
2）地下水动态变化规律
上层滞水
（一）的水位随季节的变化而变化，受大气降水、灌溉水及管道渗漏的影响，变化与赋存区域的环境关系密切，没有明显的变化规律。
潜水
（二）的动态变化与大气降水关系密切。
每年7～9月份为大气降水的丰水期，地下水位自7月份开始上升，9～10月份达到当年最高水位，随后逐渐下降，至次年的6月份达到当年的最低水位，平均年变化幅度约为2～3m。
承压水（三）的动态比潜水稍有滞后，每年最高水位出现在9～11月，最低水位出现在6～7月，年变幅约为1～2m。
3）历年最高水位及近3~5年最高水位
1959年最高水位标高：
接近自然地面
1971-1973年最高水位标高：
接近自然地面
近3-5年最高水位标高：
31.00m（上层滞水）
3、管井设计参数
降水管井基本设计参数
井位
井径D
（mm）
井深H
（m）
井底标高（m）
井中心距（m）
井数n
（眼）
＞1.0*1.0坑对角
Φ400
10
-26.97
集水坑或电梯井对角布置
30
≤1.0*1.0坑对角
Φ400
2
-18.97
集水坑或电梯井对角布置
40
排水沟、坑基本设计参数
名称
位置
宽B
（m）
深H
（m）
长L
（m）
底标高（m）
井中心距（m）
数量
排水沟
基坑西侧
0.3
0.3
65
-17.77
集水坑或电梯井对角布置
1
排水坑
西坑西侧
0.4
1
0.4
-18.77
集水坑或电梯井对角布置
1
4、井身结构设计
（1）井管采用外径Φ400mm的无砂砼管，每节管长950mm，壁厚50mm，孔隙率25~30%。
（2）将下端2.0m井管作为沉砂管，坐落于井拖上；沉砂管以上1.0m井管作为工作段，含水土层为辅助工作段，工作段和辅助工作段井管外包一层80目尼龙网。
（3）井管与井孔之间的环状间隙填入直径为5~10mm的小粒径石屑滤料，以增强过滤效果；环隙上端1.5m填粘土进行封闭。
（4）抽水潜水泵下至距井底约2.0m处；抽水管采用直径Ф33mm的塑料管，潜水泵扬程≥21.0m，泵量10—15m3/h。
三、降水工程施工
1、工艺流程
为取得良好的抽水效果，降水管井采用反循环施工工艺。
具体施工工艺具体流程如下：
施工准备→测量定位→换填粘土→制备泥浆→钻机就位→安装护筒→钻进成孔（反循环工艺）→置换泥浆→下放井管→填埋滤料→粘土封闭→清水洗井→铺集水管→架设电缆→安装水泵→抽水维护
2、施工工序
1）施工准备：
组织施工人员、材料、机具进场，对施工人员进行进场教育和详细的技术交底、安全交底，签字齐全。
对进场材料提前进行检查和复试，严禁使用不合格材料；对进场机械进行组装、检查和试运转，确保机况良好。
进行临水、临电的接驳、布置到位，并符合规范要求。
规划、平整施工场地。
人材机计划：
劳务人员计划表
分项工程名称
施工工种
人数（人）
职责
备注
降水
工程
施工班组长
1
负责降水施工安排、指挥
专业人员
钻机操作手
2
负责降水井成孔施工
持证上岗
壮工
15
负责降水井施工及维护
熟练工人
施工材料计划表
分项工程名称
材料名称
规格
使用部位或用途
降
水
工
程
无砂砼井管
外径Φ400mm
井管
滤料
5~10mm
过滤地下水
电缆
1.5mm2
供电（连接水泵）
电缆
2.5~50mm2
供电电缆
塑料管
Φ30mm
抽水
钢管
直径Φ100mm
集水管
井托
Φ400mm
承载井管
尼龙网
80目
过滤泥砂
施工机具计划表
分项工程名称
设备名称
型号
功率或用途
数量
降
水
工
程
反循环钻机
S-Z200
30KW
2台
潜水泵
10-15m3/h
0.75KW
40台
泥浆泵
5m3/h-25m
1.5KW
2台
配电箱
二级箱（150A）
/
2个
配电箱
三级箱（40A）
/
6个
空压机
9~12m3
柴油
1台
2）测量定位：
按设计要求和井位平面图测量定出井位，井位允许偏差≯200mm。
降水井中心距集水坑或电梯井坑边1000mm。
同时应测量每个井位的地面标高，以确定孔深。
定井位应由专业测量人员进行，采用粗钢筋打0.3~0.5m深小孔，灌入白灰并插细钢筋作为标志。
定好的井请监理验收合格后方可进行打井施工，验收记录签字齐全。
3）制备泥浆：
3.1、根据场地条件在基坑内靠近降水井井位处设置泥浆池，泥浆池一般深1.5~2m，容量应满足2~3眼井钻孔需要，每4~6口井使用一个泥浆池。
防止向砂层渗水应在池底及池壁铺设塑料布。
3.2、采用膨润土制造泥浆或利用现场的粘性土进行自然造浆，泥浆重度宜为1.10~1.15g/cm3，粘度宜为15~25s。
施工中应严格控制泥浆性能指标，确保护壁质量，防止孔壁塌方。
4）钻机就位：
钻机经检查验收和试运行合格后及时就位。
钻机坐落面应坚实、平整、不塌陷；钻机就位时必须保持机身平稳、不倾斜，对于地面微小起伏可用方木铺垫。
钻头对位后通过调平装置调整钻杆垂直度。
5）钻机成孔：
因降水井开孔位置在级配砂石层上，级配砂石层保水性差不易形成泥浆应先在降水井井位处开挖1.5*1.5*1.5m的换填坑，在坑内回填粘土，再安装800mm钢护筒，护筒长度不小于1500mm。
利用钻头将土体搅拌松散，与护壁泥浆混合在一起，在与钻杆相连的泥浆泵抽排作用下，泥浆携带水土混合物从钻头四周经钻头孔及钻杆排出钻孔，流入泥浆池，井孔不断加深直至设计孔深。
钻孔须采用泥浆护壁，随孔深增加应不断向孔内灌入泥浆，始终保持泥浆满孔，并控制好泥浆指标，保证护壁效果。
严格控制钻孔质量和深度，井孔应保持圆正垂直，孔深允许偏差为0~0.5m。
6）置换泥浆：
成孔后应向孔内注入清水置换泥浆，并用水泵或捞砂管抽捞出沉渣，使井内泥浆密度保持在1.05~1.10g/cm3。
7）下放井管：
在预制砼井托上放置一节井管，用钢丝绳担住井托及井管，井管周围均匀帮2~4根30mm宽3~4m长的竹条，用粗铁丝绑紧，每根井管均匀帮两圈。
钢丝绳两端缠在井口固定架钢管上，只缠一圈，分别由一个人拉住并缓慢下放井管，第一节井管管顶下放至高于孔口约20cm时，连接第二节井管，再次帮竹条、绑铁丝并缓慢下放井管，重复上述操作直至井托下至孔底，竹条依次连接，搭接长度约300mm。
井管下放至孔底后，解开钢丝绳缠绕，从一端人工或借助机械拉出。
8）填埋滤料：
井管吊放完毕后，用手推车将滤料运至井口，人工用铁锹将滤料填入井管与井孔的环状空隙中；滤料应均匀、足量填入，填料过程中严禁填入其它杂物，并记录填料量，填料量允许偏差为±10%。
9）粘土封闭：
当滤料填至距地面1.5m时，井管与井孔环隙人工填入粘土封闭并捣实。
10）清水洗井：
成井后借助空压机和洗井器洗井。
洗井要自上而下分段进行，洗井器每次下放深度大于5m，直到水清澈为止，且每段洗井时间不小于1小时。
洗井工作应在成井后4小时内进行，以免时间过长，护壁泥皮变硬，难以洗除，影响渗水效果，洗井次数宜为3~4次。
洗井后可进行试验性抽水，判断单井出水量及水位降深能否满足要求。
11）架设电缆：
集水管网铺设完成后，应按要求布设分级配电箱并架设电缆。
每个三级配电箱控制6~10眼降水管井，每3~4个三级配电箱接1个二级配电箱。
每个水泵应设置单独的控制开关和漏电保护装置；电缆架设应符合相关规范要求，并固定牢固，不妨碍其他工序碍施工。
12）安装水泵：
潜水泵用绝缘绳吊放，下至距井底1.5~2.5m处。
安装并接通电源，每井附近架立电线杆，设置电缆和电闸箱，电源做到单井单控，并安装时间水位继电自动抽水装置和漏电保护系统。
13）抽水维护：
成井后应连续抽水，不应中途间断；开始抽水时，因出水量大，可有间隔的逐一起动水泵。
降水预计工期暂定50天，实际工期应满足地下底板施工要求。
维护期间设专人对水泵、电路定时检查维护，保证底板施工之前连续抽水；降水维护分三班进行，每班不少于2人。
抽出的地下水可用于施工及现场降尘、洗车，废水经沉淀后排放。
3、降水维护
定期进行降水观测，准确记录水位抽水量，并对测量记录及时汇总分析。
严格控制抽水强度（包括抽水节奏、抽水速度、抽水量等），以满足地下水位达到设计降深为目的，抽水量不得过大。
现场保证有不少于10台备用自吸水泵，降水维护人员对不能正常工作的水泵必须及时更换，保证抽降效果。
降水人员分3班轮流进行值班，每班不少于2人。
电工每天须有电工记录，每天早晚检查现场排水线路，保证降水用电安全。
定期清理排水管线、沉淀池里的泥沙，保证排水线路畅通。
初步计划降水维护工期为50天，具体维护工期应满足地下底板施工要求。
4、技术措施
现场成立降水管理组，由专门技术人员进行管理，对施工过程和施工质量严格控制。
基坑降水井施工时应根据开始抽水情况进一步调整、确定降水井施工参数。
由于本场区地下水主要含于砂层，易产生流土、流砂现象，应根据水位、水量、动态调整井深、井距等参数和井身滤网包裹范围及井管、滤料粒径等材料性能。
严格控制降水管井的井底位置，井深不得小于设计深度，也不能超深过大，以免受到下层地下的水影响。
在成井过程中，利用膨润土造浆或利用粘土层地层自造泥浆，其比重宜为1.10~1.15g/cm3，粘度15~25S；成孔后，泥浆的比重控制在1.05~1.10g/cm3。
施工中不得向孔内填土，以防堵塞透水层。
管井井位误差不大于50mm，以免影响结构施工，孔垂直度不超过1%，现场调整必须经设计同意。
坑内的井要设置明显的保护标志和危险标志并设专人保护。
进场材料按要求进行复试，机械设备严格检查，不符合要求一律不得使用。
降水施工期间应保证连续供电，避免因停电造成井内水位上升，影响结构施工。
降水井在施工完成后和降水期间，井口加设井盖，防止落入杂物，在井位插警示标志，防止其它施工对井管造成损坏，并由专人进行维护。
现场必须备用不少于5台潜水泵，维持降水人员随时检查水泵的工作情况，及时更换运转不良的水泵。
加强观测工作，对地下水位、水流动态、地面沉降等进行详实记录，并及时进行汇总、分析。
如钻孔前期人工引孔护壁发生塌方，应及时将井孔用素土回填，然后重新测放孔位后下入护筒，再行施工。
护筒深度不小于1.5m，上沿高出地面0.3m。
5、中间井封井处理
1）封井分析
在集水坑底板混凝土浇筑前降水井应进行连续抽水，以保证垫层、防水及底板绑筋、浇砼工作的顺利进行。
因此，降水井使用结束后应采取科学合理方法进行封井，确保地基不出现空穴，并尽量减少对垫层、防水、底板绑筋、浇砼等施工的影响。
同时，建议结构设计单位对复合地基承载力损失进行估测，并采取相应的加强措施（如底板局部增加配筋、设置暗梁等），确保结构安全。
2）封井方法
施工期间，对于水位较低、水量较小的降水井先停止抽水（仅利用其他井抽水），如仍能将水位控制在集水坑基底以下，应对这些井提前进行封闭处理，以减少对防水、底板施工的影响。
将水泵提出后直接灌注素混凝土封闭即可。
不能提前封闭的降水井应在底板浇筑混凝土期间进行封闭。
拟采用从降水井口上接细软管穿越底板垫层，
并在打垫层前每个井里预留两根塑料软管以防井内水泵烧坏后外接自吸泵继续抽水；底板混凝土浇筑期间，停止抽水，截断抽水管及电缆，向软管内注浆或灌注混凝土封闭。
不能提前封闭的降水井应在底板浇筑混凝土期间进行封闭。
拟采用从降水井口上接细钢管穿越底板钢筋，水泵被封于降水井内，钢管外壁包防水材料并设环形止水钢板；底板混凝土浇筑期间，停止抽水，截断抽水管及电缆，向细钢管内注浆或灌注混凝土封闭，钢管上口用法兰封闭。
具体做法如下：
（1）在降水井井口覆盖600×600×10钢板，中间留出Ф100圆孔，供与水泵连接的抽水管、电缆穿出。
水泵被封于井中。
（2）从钢板穿出的抽水管、电缆套1根Ф100不锈钢管，钢管长约1.3m，下端与钢板单面满焊连接，上端焊接一法兰。
（3）在不锈钢管外壁焊接一个Ф200环形止水钢板，钢板厚5mm，与不锈钢管单面满焊，止水钢板位于基础垫层以上500mm。
防水卷材沿不锈钢管外壁向上包裹至止水钢板处。
封井灌注材料：
灌注水灰比0.5的水泥浆，加适量三乙醇胺速凝材料，施工时注浆钢管应下至孔底，从下往上注浆直至注满井孔。
附图：
集水坑、电梯井降水设施布置图
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