1、哈尔滨警备区江畔住宅二期地下车库基坑降水施工方案黑龙江省水文地质工程地质勘察院二0一一年二月十八日2哈尔滨警备区江畔住宅二期地下车库基坑降水施工方案院 长： 王 逊总 工： 张 俊主管院长： 周鹏宇技术负责： 石义强编 写 人： 王新星审 定： 于吉增黑龙江省水文地质工程地质勘察院二O一一年二月十八日16目 录第一节、编制依据1第二节、工程概况1一、工程基本概况1二、场区地质条件1三、场地水文地质条件2四、基坑降水工程的目的和任务3第三节、基坑降水设计3一、基坑开挖及受地下水影响情况3二、降水方法的选择4三、降水计算各项水文参数的确定4第四节、基坑降水对周边环境的影响及对策7一、受场地降水影响2、的周边建筑物7二、周边建筑物受降水影响程度计算7三、降水对周边建筑物及街道影响分析9四、防治对策及措施建议9第五节、基坑降水施工方案总结11第六节、基坑降水施工组织设计方案11一、施工质量技术保证措施11二、施工组织部署与协调管理12三、施工技术措施12四、成井方案13五、排水方案14第七节、主要机械配备及施工进度14一、基坑降水主要施工机械14二、工期安排14第八节、质量安全要求14一、质量要求14二、安全要求15第九节、施工准备工作15第十节、应急措施16一、成井预案16二、降水运行期间供电预案16三、信息预案16附： 降水井平面布置示意图 降水井构造图第一节、编制依据1、岩土工程勘察报告3、2、施工设计图3、建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）4、供水水文地质勘察规范（GB50027-2001）5、供水管井技术规范（GB50296-99）6、水文地质手册7、建筑基坑支护技术规程8、建筑地基基础设计规范化第二节、工程概况一、工程基本概况1、拟建工程位于哈尔滨市友谊路与通江街交口东北侧。降水区面积约9431.2平方米，地形较为平坦。2、基坑开挖深度为-6.8m，为了保证正常施工，根据降水规范地下水位应降至基坑下0.5-1.0 m要求。水位应降至-7.3m。根据场地勘察报告显示，现场实际水位-3.3m，水位降深-4.0m。3、基坑东侧有一栋原有建筑，为桩基础。二、场区地4、质条件场址为松花江漫滩区，根据工程建设方提供的工勘资料，场区地层结构见表：地层编号岩土名称岩性描述底板埋深第一层杂填土杂色，成分混杂，结构松散，主要由建筑垃圾组成。2.7m第二层粉质粘土灰色，湿饱和，颗粒均匀，松散稍密，分选好，含少量的粘粒，长石石英质组成，层位连续。5.8m第三层细砂黄色，局部灰色，主要由石英，长石等矿物组成，颗粒均匀，颗粒级配不良，颗粒呈亚圆状，粘粒含量约占5%，稍湿饱和，稍密11.3m第四层中砂灰色，饱和，含少量砾石，稍密中密，颗粒较均匀，磨圆中等，多为浑圆状，长石石英质组成，层位连续。18.0m第五层粉质粘土灰色，可塑硬可塑，湿，含细砂薄层，层位连续，无光泽，摇振无反映5、，干强度一般，韧性中等，为中压缩性土。25.2m第六层中砂灰色，饱和，局部含较多的砾石，中密状态，分选一般，磨圆较好，多为浑圆状，长石石英质组成，层位连续。30.5m三、场地水文地质条件场地地下水类型为松散岩类孔隙潜水，含水层呈多层分布，故各含水层水力联系密切，即为统一含水层。场地区主要含水层累计厚度约为25m，水量较丰富，含水层综合渗透系数K=25m/d，有效影响半径R=2SHK=200m。场区最高水位出现在丰水期，其变幅在2.0-2.5m之间，目前水位埋深为-3.3m。四、基坑降水工程的目的和任务本工程基坑开挖深度-6.8米，为保证基础工程正常施工，根据建筑与市政降水工程技术规范地下水应降6、至基坑开挖底板下0.5-1.0米的要求，本设计取0.5米，即地下水位降至-7.3米。根据基坑开挖和基础底板结构施工要求，本工程降水目的和任务为：1、降低基坑边坡地下水位，减少基坑侧翼压力，增加基坑的稳定性。2、最大限度的减少因基坑开挖和降水对基坑周边环境产生的不良影响，保证周边建筑物的安全。3、把基坑内地下水位降至-7.3米。疏干基坑内地下水，便于基坑开挖和基础施工坑内作业。第三节、基坑降水设计一、基坑开挖及受地下水影响情况该工程为在松散砂类地层进行的深基坑工程，基坑开挖深度-6.8米，地下水位为-3.3m。地下水位高出基底3.5米。地下水将对基坑产生涌水影响，使基坑开挖和基础施工无法正常进行7、，降低地下水位是保证基坑开挖和基础土建施工必须采取的手段。二、降水方法的选择1、降水方法的确定本工程为在松散砂类地层进行的深基坑工程，必须降低地下水位，方能正常开挖基坑和进行基础施工。根据场地降水时间集中、降水深度及排水量大的特点，明排和轻型井点方法，都不能满足基坑开挖干作业的要求，依据建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）只有采用深井点降水方法，才能达到正常开挖基坑与基础正常施工的要求，不发生涌水涌砂，保证底板的稳定性，减少对周边环境的影响。2、井位布置降水区域共布置15眼降水井，眼井布置在基坑周边，降水井间距16.69m。三、降水计算各项水文参数的确定选择适当的水文地质参数，8、进行合理的降水井点布置，结合场地周边建（构）筑物基础情况和分布情况，设计合理可行的保护措施。既要满足降水施工的要求，又要保证降水对周边建筑物的影响最小，并采取必要措施保证其安全。1、影响半径的计算根据岩土工程勘察报告所提供的地层资料，含水层厚度H=30米。基坑降水井大部分座落在细砂，中砂层中，设计降水水位在静水位以下4.0米。结合细砂和中砂理论渗透系数和多年降水经验，取经验值渗透系数K=25m/d。地下水为孔隙潜水，降水井为非完整潜水井。采用库萨金公式： R=2S 式中：R -降水井影响半径（m）S -设计降水深度（m）H -含水层有效厚度（m）K -含水层渗透系数（m）R =24.0=2169、m。（取经验值200）2、基坑涌水量计算采用下式计算式中：K：含水层综合渗透系数，取经验值K=25m/dR：有效影响半径R=200mH：含水层有效厚度H=30mS：基坑中心水位降深，设计值S=4.0mR0：大井概化半径R0=36.31m计算得Q基=9403.21m3/h，即两基坑日排水量至少为9403.21m3/h才能满足设计水位降深的要求。3、确定降水井数按场地的水文地质条件，结合前面的降水工程条件分析，采用深井点降水。单井出水量、单井内水位降及基坑涌水量应满足如下条件：1）、考虑地下水渗流对基坑地基土的影响，单井出水量不宜过大，即不超过30 m3/h，单井内降深应以稍大于基坑内最大水位降为10、宜。2）、基坑降水运行时总排水量应大于计算的基坑排水量，Q总=NQ单Q基降水井数可按下式确定：N=1.1Q基/ Q单：式中：N：降水井点数Q基：基坑涌水量Q单：单井出水量Q单=30m3/h；降水井数确定：经计算当N=15时，Q总=1530m3/h24h =10800.00m3/d，即Q总Q基=9403.21m3/d，满足上面1、2条件。经以上验算，初步确定：降水井井数为15眼，单井水量30m3/h。降水井布置在基坑周边，井间距16.69m.，基坑总排水量为10800.00m3/d。 4、降水井埋藏深度的确定降水井深度的确定按公式：Hw =Hw1+ Hw2+ Hw3+ Hw4+ Hw5+ Hw611、式中：Hw -降水井深度（m）Hw1-基坑深度（m）Hw2-降水水位距离基坑底要求的深度（m）Hw3-ir0；i水力坡度1/10-1/15：r0降水井排间距的或大井概化半径的1/2（m）Hw4-降水期间地下水位变幅（m）Hw5-降水井过滤器工作长度（m）Hw6-沉砂管长度（m）经计算得：Hw =16.1（m）5、达到设计降深时间预测采用下式预测式中：S：计算点时间水位降m；WS（ui）为第i眼井的泰斯井函数；其他符号意义同上式。经验算中心点水位降达设计水位降，时间为5天。考虑场地上部粉质粘土与粉细砂互层，将减缓降水速度，达设计水位降时间要延迟一些。第四节、基坑降水对周边环境的影响及对策一、受场12、地降水影响的周边建筑物场地位于哈尔滨市友谊路与通江街交口东北侧，在影响半径范围内各建筑物均受降水影响，距降水场地距离不同等，受影响程度也不相同。周围建筑物与降水场地相对位置、基础形式和建筑时间如下：基坑东侧有一栋原有建筑，距基坑最近点12m，距基坑最远点42m，为桩基础。二、周边建筑物受降水影响程度计算降水对周边建筑物的影响，主要是基坑抽水时周边地下水产生联动，土层失水后，土的结构发生变化，重新固结产生的沉降。估算周边建筑物附近的地下水位变化是估算沉降量的必要数据。1、水位降及沉降量计算1）、基坑降水后周边建筑物最近、最远点的水位下降值的确定采用公式：采用不完整潜水井公式：式中：y断面不同点水13、位下降值（m）Q降水井涌水量（m3/d）X降水井边界至任意距离（m）r降水井半径（m）k含水层渗透系数（m/d）2）、沉降量计算采用公式：按规范法计算：S=m0式中：H计算点未降水前水位埋深与最大降深时水位深降差（m）P水位变化施加于土层上的平均荷载（即附加应力差KPa）ES降水影响土体压缩模量，取不利土体粉质粘土 ES=4MPa。M0综合分层法修正系数，是根据我国多年沉降监测资料（高压缩综合分层法计算的沉降量偏小，而低压缩土又偏大的结果，而提出的修正值）。本设计m0取1.0修正沉降值。2、降水后个建筑物水位降、沉降量估算允许沉降差（倾斜）计算1）、南侧原有建筑：取两点计算沉降量，分别为A、B14、AB两点间距L=40m=4000cm水位将计算：用公式：计算得：A点为3.26m，B点为2.1m沉降量：用公式：S=m0计算得：A点为2.65cm，B点为1.1cmAB亮点斜率：用公式：S=计算得：0.38三、降水对周边建筑物影响分析通过上述计算，在基坑（大井）降水时，位于其影响半径200米范围内的建筑物均受不同程度影响，由于建筑物基础形式、基础埋深和土体物理力学性质及各建筑物状态不同，影响程度存在一定差别。通过计算得出的结果看，降水对建筑物影响不是很大，在降水过程中要注意做好保护措施。四、防治对策及措施建议1、本工程降水工程面较大，降水工程水位下降4.0m以下，抽水量较大，影响范围广（以基坑15、为界向四周影响达200m以上），为保证地下工程安全顺利实施，防止对周边建（构）筑物倾斜、开裂、毁坏、倒塌不利影响。故在开挖基坑边坡稳定的前提下，采取如下对策：1）、控制地下水流速控制抽水井附近含水层不发生扰动，是保证地基砂土不受破坏的关键，进水流速超过最大允许值时，则含水层砂土发生扰动，对地基的稳定构成威胁，预防的关键为确定滤水管最小长度，控制地下水的进水流速。地下水最大允许进水流速采用公式：V=65式中：V-允许最大进水流速（m/d）K-含水层渗透系数，K=25m/dV=65=189.8 m/d滤水管长度采用公式： L式中：L-滤水管长度（m）Q-含水层出水量（720m3/d）D-滤水管外径16、（0.3m）V-最大允许进水流速（189.8m/d） L=（m）经计算滤水管长度最小为4.0m，实际施工时下置滤水管长度10米以上4.0m要求，使地下水流速低于189.8m/d，能够保证含水砂土不发生扰动，天然地基土的稳定不受影响。2)、防止降水井涌砂措施包两层60目的井底布，防止细砂进入井中，避免抽砂的现象发生，防止地层扰动。2、水资源保护措施1）、对本工程进行精心设计，施工中排水量达到基坑开挖和基础施工要求即可。尽量减少地下水排水量。2）、打井原土自造泥浆护壁，不得使用化学剂。3、其它措施对策1）、成井时，滤水管下置在6.0m以下，砾料以上细砂层中采用粘土进行封井，保持细砂层不与滤水管直接17、接触，防止粉细砂土地基被破坏。2）、单泵出水量限定在30m3/h以内，防止因出水量过大，地下水流速过急，带动细砂涌入井内，造成地基土破坏。3）、降水运行开始启动抽水泵时先启动离建筑物较远的水泵，后启动离建筑物近的水泵。4）、在施工允许的条件下，随着工程的进展抬高基坑地下水位，减少水位降。5）、施工现场请甲方聘有资质的测量单位，降水开始时对周边建筑物和基坑支护桩等进行变形观测，发现问题，分析原因并采取措施，找出问题的关键，加以解决。第五节、基坑降水施工方案总结1、降水方法采用深井点降水方法，降水井深18米。2、总排水量10800.00m2/d，降水井15眼，降水井间距约16.69米，选用出水量318、0m2/h，扬程26米，电机功率5.5kw的潜水泵抽水。第六节、基坑降水施工组织设计方案一、施工质量技术保证措施1、施工前组织技术人员及全体施工人员进行技术交底，施工时严格按照建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T 111-98）和降水施工方案进行。2、降水运行期间避免间歇和反复抽水，定时对降水施工设备进行检测，对水位、水量及水质随时进行监测，发现异常情况及时查明原因。3、随时观察出水是否混浊，检测出水含砂量，控制在允许范围内（0.1）。二、施工组织部署与协调管理1、降水工程是为配合土建施工的辅助工程，目的是保证土建工程能够正常进行基础施工，为保证施工的总体进度，同时避免对土建施工影响，降水施19、工严格按照甲方的工作按排进行施工和降水运行，与土方开挖单位、基坑支护单位和土建施工等单位密切配合，保证各方施工进展顺利。2、降水工程需要与建设单位、总包方及其它分包单位密切配合，衔接好每一步工作流程和安排。特别是电源线、排水管线和降水运行期间，需土方单位、建筑施工单位的大力配合和支持，排水管线和电源线的摆布，要根据现场实际情况结合各施工单位场地布置进行安排。三、施工技术措施1、降水施工工艺1）、施工工艺流程放线定位挖泥浆坑埋设钢护筒钻机就位成孔下井管填滤料洗井安装排水管下泵抽水封井。2）、打井采用泵吸收式反循环钻机，自造浆护壁。3）、成孔后立即下入直径300mm的PVC双螺旋塑料井管，滤水管为20、孔式过滤器，滤水管外侧包裹2层60目尼绒网，井管连接要牢固。4）、填滤料要从井孔四周均匀回填，保证井管垂直居中，防止井管挤偏。地下1米以上用粘土填充夯实。5）、潜水泵用绳索吊在井内，先置泵深度在降水井下部。然后根据出水量及降深调至泵位置，直至达到降水要求。2、地面排水管铺设施工1）、及时将排水管运至场地。2）、排水管连接牢固，不允许有漏水现象。3）、将排水管通入甲方指定的就近的下水管道。3、水位观测：降水运行时，做好水位观测记录，记录一式两份，甲、乙各一份，为了取得下降水位深度数据，可采用单井临时停泵的方法进行测量。4、降水井要保证昼夜连续运转，防止因停泵使水位上升，造成“涌槽”事故，为此采取21、以下措施：1）、设多个闸箱，单个闸箱接水泵不多于3台。2）、配有备用电源。3）、专人巡查，发现停泵，立即处理。四、成井方案根据场地岩性组成，含水层特性及单井出水量，确定井深为1821m间。井管的管径300mm。过滤器长度12m。开终孔孔径550mm，井管与井壁之间采用细砾料充填。花管以上采用粘土封井，以防止细粒砂向孔内涌动。五、排水方案采用分管方式进行排水，排入甲方指定的就近市政排水管网。第七节、主要机械配备及施工进度一、基坑降水主要施工机械1、投入钻机1台，采用泵吸式反循环100型钻机；2、潜水泵15台；3、运输车辆1台；4、寝车1台。二、工期安排1、前期准备：包括现场井位确定、钻机进场、材22、料进场、挖泥浆坑，用时1天。2、降水井点施工：包括抽水试验、水井施工、送电线路及排水管线辅设等用时5天。3、降水运行：在基坑开挖前5天，降水井全部启动（逐个启动）。运行工期按甲方要求安排。第八节、质量安全要求一、质量要求1、开工前对全体职工度技术质量交底，执行院质量体系要求，确保施工质量和安全到位。2、打井前要摸清地下障碍物情况，以保证施工质量。3、保证成井质量，井孔直径、井深不得偏小。4、滤料要符合要求，含泥（屑）量小于5%。5、管井降水井，排水含砂量不大于万分之一。二、安全要求1、建立现场安全体系，做到分工明确，责任到人，确保施工安全。2、严格执行国家制定的有关施工安全技术操作规程，对不遵23、守安全施工的人员进行安全教育，严重者进行处理。3、针对施工场地大，用电线路长的特点，要特别重视用电安全，设专门电工进行技术施工，电缆线路采取高架方法，如无法高架可掩埋并设专人看护。4、施工用电必须遵守有关规程规定，杜绝不安全事故发生。5、施工机械不得碰压降水井及供电、排水系统。6、含水层渗透系数大，一旦停泵，水位回升很快，降水井运行期间，必须在现场配备备用电源。7、遵守值班制度，夜班值班人员不得睡觉。第九节、施工准备工作1、现场生活区及办公区设置在场地东南侧2、进行测量放线，根据打井起始标高确定井深，根据基坑边坡外线确定井位。3、施工用电：抽水用电每台水泵5.5kw，抽水用电约82.5kw。424、选定排水路线，通入甲方指定的就近排水地点。第十节、应急措施一、成井预案降水井施工时如地下隐蔽建筑和管线实际分布走向与汇签不符，施工挖坑时不得使用机械设备，用人工先开挖2米左右，如不是原始土，用2米铁钎触探，确认下面无管道及可疑物体后方可进行钻井施工，成井过程中随时注意钻进情况，发现钻机钻进困难，钻机振动或有异常声音立即停止钻进，并及时上报建设单位，协商解决方案。二、降水运行期间供电预案 坑开挖后，降水工作进入降水工程的重要阶段维护期，降水现场必须保证连续供电，否则会造成严重的基坑事故，因此甲方一定要保证现场的电力供应，现场供电容量要满足施工用电要求。现场配备二路电源或配备发电机组作为停电、断电的应急电源，以便停、断电时启动。三、信息预案现场保证信息畅通，建立消防、急救、公安，市政等社会公共信息联络，一旦现场出现相关情况，急时报告有关部门，防止事故扩大发展。