1、新干线住宅小区污水处理厂基坑支护工程施工降水专项方案（技术不可行）编制人： 尹一鸣 谢荣昌审核人： 张怀文审批人： 马永琪2015年3月20日目 录一.编制依据1二.工程概况21.项目概况2三.工程水文地质条件21.地质环境与气候条件21.1地质环境概述：21.2 气候条件概述22.地形及地物条件33.拟建场区的水文地质条件43.1.地下水位的现场测量记录43.2.历年最高水位43.3 地下水腐蚀性测试及评价44.补勘情况说明4四. 不采用帷幕隔水方法理由和依据51.地下水分析52.基坑涌水量计算32.1计算矩形基坑等效半径(r 0)32.2 计算降水井影响半径(R)32.3 基坑涌水量(Q)2、42.4 抽水总量(Qz )4五.降水和排水系统设计51降水系统设计52排水系统设计53观测井设计5六.降水管井施工51.放井位52.挖泥浆池63.挖探坑64.成孔65.换浆66.吊放井管67.填滤料68.洗井69.水泵安装710.铺设排水管网711.抽降712.水位观测713.抽降及维护714 .封井7七 .管井降水对施工安全和环境影响的评估81.沉降计算方法-分层总和法82.防止降水井施工和抽水产生地下空洞的措施9八.抽水量计量方法、计量设施和措施101排水出路、时间、水量102.排水水质分析及措施103.沉砂池的位置、计量方法和仪器型号104.排水计量的检查和维护105.减少抽水量措施13、0九.地下水综合利用10附图1：基坑支护平面布置图11附图2：基坑降水平面布置图11附图3：典型基坑支护剖面图11一.编制依据（1）新干线污水处理厂工程地质勘察报告（详勘），北京市建平工程勘察有限责任公司，电子版，2008年5月2日。（2）新干线住宅区污水处理厂基坑支护、降水工程设计图纸，中航勘察设计研究院有限公司；2014.8.18；（4）新干线住宅区污水处理厂建筑结构设计图纸，电子版，深圳市鑫中建建筑设计顾问有限公司，2014年7月；（5）现行国家、行业及地方施工技术文件规范及有关规定。表1-1 依据技术文件规范一览表类别名 称编 号国家标准建筑地基基础设计规范GB50007-2011国家4、标准建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009行业标准建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012行业标准建筑与市政降水工程技术规范JGJ/T11198地方标准建筑基坑支护技术规程DB11/489-2007地方标准北京地区建筑地基基础勘察设计规范DBJ11-501-2009地方北京市建设工程施工降水管理办法 /地方北京市建设工程施工降水管理办法实施细则/地方北京地区城市建设工程地下水控制技术导则/二.工程概况1.项目概况拟建场地位于北京市昌平区东小口镇霍营村东，新干线小区E区东侧。本项目为新干线住宅区污水处理站基坑支护和基坑施工降水。本工程0.000相当于绝对高程35.7m，筏板顶面标高-5、5.05m，筏板厚度0.3-0.5m，垫层及防水层0.18m，基坑底标高即为-5.530（-5.730），自然地面标高约为+0.38（即高程36.08m）, 基坑支护深度约为6.11米（槽底高程29.97m）。集水坑板顶标高-6.00m，筏板厚度0.5m，垫层及防水层0.18m，基坑底标高即为-6.680（槽底高程29.02m），自然地面标高约为+0.38（即高程36.08m）, 基坑支护深度约为7.06米。基坑长约55m，宽约33m。三.工程水文地质条件1.地质环境与气候条件1.1地质环境概述：北京地区位于华北大平原的西北边缘，西、北及东北三面环山，东、南及东南部为广阔的平原区（北京平原），6、本工程场地位于该北京平原西北部。由于第四纪以来受新构造运动的影响，山区不断抬升，平原强烈下降，平原区接受了巨厚的河流沉积物，第四纪沉积层厚度由西向东、由北向南逐渐增大，岩性构成自北部山麓向南部平原逐渐变化，北部为冲洪积扇顶部，以厚层砂土和卵石、砾石地层为主，向南在县城区的大部分范围内及近郊为冲洪积扇中下部，地层为粘性土粉土与砂卵石互层；本地区浅部（10.0m以上）以厚层砂类土为主，夹粉土和粘性土层，10.0m以下至20.0m深度内以粘性土为主，夹粉土层。 1.2 气候条件概述北京市平原地区属暖温带、半湿润、半干旱大陆性季风气候区，年平均气温为11oC12oC，1月份最低平均气温为-4oC-5o7、C,7月份最高月平均气温为25oC26oC，根据中国季节性冻土标准冻深线图判定，该场地地基土的标准冻结深度为0.80m。北京地区为季风区，冬季以西北风和北风为主，夏季多偏南风，春、秋两季为南北风向转换季节，年平均风速为2-3m/sec，最大风速可超过20.0m/sec。北京地区年平均降水量550-660mm，本区年平均降水量584mm，日最大降水量183.8mm，雨季集中在夏季（夏季降水量占全年的70%），雨季施工对建筑基坑开挖、支护和施工降水等将产生不利的影响 2.地形及地物条件拟建场地属河流冲积地貌单元，场地地面平坦开阔，勘察时钻孔孔口处地面绝对标高36.0336.17m。场地西侧地面上有8、高压电网通过，建议采取适宜的防护措施。根据对本次勘察的现场钻探，原位测试及室内土工试验成果的综合分析，在目前最大勘探深度（20.0m）范围内，按土层沉积年代和成因类型可分为：人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层三大类。按照岩性、物理力学性质及工程特性，将本场区地基土划分为4个大层，土层自上至下的分布情况见下表：表1地层情况一览表成因年代大层序号地层序号地层岩性压缩性层顶标高(m)大层厚度（m）人工堆积层1粘质粉土填土36.0336.170.70.9新近沉积层2砂质粉土中低35.1435.471.74.6 1含有机质粉质粘土粘质粉土中高 2有机质粘土高 3粉砂中低第四纪沉积层3细砂中砂低30.69、833.444.78.2 1砂质粉土粘质粉土低 2粉质粘土中4粘土中24.7026.04最大控制厚度10.0 1砂质粉土低 2粉质粘土中有关上述土层的分布情况、特征综述和土工试验与原位测试的综合统计结果，详见“工程地质剖面图”与“地层岩性及土的物理力学性质综合统计表”。3.拟建场区的水文地质条件3.1.地下水位的现场测量记录本次岩土工程勘察期间（2008年4月30日）于钻孔中实测到一层地下水，初见水位埋深4.9m5.4m，初见水位标高30.68m31.20m。静止水位埋深4.24.6m，静止水位标高31.51m31.97m，属潜水。 3.2.历年最高水位根据我公司在该地区勘察钻孔资料近35年来10、本区最高地下水水位标高35.0m（不包括上层滞水）。枯水期和丰水期水位升降可达1.0m2.0m。建议抗浮水位按35.00m标高考虑，地下室防渗漏按自然地面考虑。3.3 地下水腐蚀性测试及评价参考场地西北侧约300m新干线住宅小区E区商品房岩土工程勘察告113#钻孔水质分析结果（详见“水的腐蚀性测试成果表”），依据国家标准岩土工程勘察规范（GB50021-2001）中有关标准，综合判定结论如下：拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，但在干湿交替条件下，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性。4.补勘情况说明 在2014年5月，进场地补充勘察，观测地下水位变化，经勘察地下水位较勘察报告基本无变化。四.11、 不采用帷幕隔水方法理由和依据1.地下水分析根据本工程勘察报告提供的钻孔平面布置图，本工程主要地层剖面为西侧的1-1剖和东侧3-3剖。本次岩土工程勘察期间（2008年4月30日）于钻孔中实测到一层地下水，初见水位埋深4.9m5.4m，初见水位标高30.68m31.20m。静止水位埋深4.24.6m，静止水位标高31.51m31.97m，属潜水。 图4-1 新干线小区勘察平面布置图隔水层隔水层图4-2 西侧1-1地层剖面示意图含水层隔水层图4-2 基坑中部2-2地层剖面示意图隔水层隔水层图4-3 东侧2-2地层剖面示意图根据北京市建设工程施工降水方案专家评审细则对采用帷幕隔水方法不可行的依据有两12、条：（1） 技术不可行基底位于砂卵石含水层水位之下，且该含水层中基底以下5米之内无适当的隔水层。（2） 经济不可行帷幕隔水施工工程造价（T）与减少抽水总量(QZ)的比值(M)大于50元/立方米。判定本工程使用帷幕隔水经济不合理，帷幕隔水方案不可行。计算过程如下：计算基坑涌水量（Q）计算基坑抽水总量（QZ）计算采用帷幕隔水增加的造价（T）计算造价与水量比值（M）依据本工程场地工程地质、水文地质条件，针对本工程选择降水方案，从技术不可行角度论证帷幕隔水方法不可行。通过勘察报告和地层分析，本项目地层地下水较为丰富，含水层为细中砂层和砂质粉土层。经过上述地质剖面图分析，0.00=35.70m，基底标高13、-5.73m，绝对标高29.97m，基底以下为细中砂层和粉土层，基底以下5m之内没有适当的隔水层，采用帷幕隔水技术不可行，根据北京市施工降水相关政策，可以采取管井降水方法处理地下水。 地层统计分析如下表所示：1-1剖面地层统计分析地层 孔号123平均层厚降至槽底以下0.5m1素填土层0.80.80.80.8 2.1粉质粘土0.81.01.31.03 2砂质粉土2.32.52.12.32.2粘土1.31.11.11.2 3细中砂3.003.023.53.17含水层厚度3.17m3.1砂质粉土2.001.901.201.70含水层厚度1.70m4.2粉质粘土层有效隔水层水位埋深4.64.54.4414、.50水位降深1.35m 基坑开挖深度6.11m，水位降至基底下0.50m，水位降深6.61-4.50=2.11m。3-3剖面地层统计分析地层 孔号678平均层厚降至槽底以下0.5m1素填土层0.70.90.80.8 2.1粉质粘土0.60.40.30.43 2砂质粉土1.90.91.21.333细中砂1.32.02.21.83不含水3细中砂7.96.64.06.17含水层厚度6.17m4.1砂质粉土层1.11.21.91.4含水层厚度1.40m4粘土层有效隔水层水位埋深4.54.24.54.40水位降深1.45m基坑开挖深度6.11m，水位降至基底下0.50m，水位降深6.61-4.40=215、.21m。经上述统计分析，含水层为细中砂层和砂质粉土层，厚度取6.22m，计算水位降深2.16m。概化地层示意图如下：图4-4 概化地层剖面示意图2.基坑涌水量计算2.1计算矩形基坑等效半径(r 0)（基坑为不规则形状）（基坑为矩形）式中：F基坑面积（m2）。本工程基坑为矩形，长边A=55m，短边b=33m，经计算：r0=25.52m。2.2 计算降水井影响半径(R)本工程含水层为细中砂层。根据勘察报告，并参考勘察报告和北京市建设工程施工降水管理办法及北京市建设工程施工降水管理办法实施细则等规定，细中砂层渗透系数k1=18m/d，砂质粉土层渗透系数取0.80m/d，根据含水层厚度取加权平均渗透16、系数13.7138m/d。并按照潜水非完整井公式计算基坑涌水量。按照潜水非完整井公式：R 影响半径，m；s 水位降深，m，按照基坑深度范围内含水层全部疏干考虑，即降深值取含水层厚度；H 潜水含水层厚度，m，取基坑四周各钻孔揭露含水层厚度的平均值；K 综合渗透系数，m/d。经计算基坑降水影响半径：R=39.90m。HW1=6.11M,HW2=0.50M,HW3=1/101/15r0=1/12*25.52=2.1267ml=hw5=10-6.11-0.5-2.1267=1.26m过滤器工作长度l=1.50m2.3 基坑涌水量(Q) =1.36613.71（6.222-4.362）/(log(1+317、9.90/25.52)+(4.36-1.26)/1.26) log（1+0.24.36/25.52）=829.18 m/d经计算：基坑涌水量为：829.18m/d；2.4 抽水总量(Qz )根据北京市建设工程施工降水方案专家评审细则（2013版）中，基坑涌水量折减系数取值。表5-1 基坑涌水量折减系数取值表降水井类别d30天30天d100天d100天s/H1/3s/H2/3s/H1/3s/H2/3s/H1/3s/H2/3潜水井10.80.70.850.70.550.650.50.35承压水井10.90.80.90.850.80.80.750.7注：d抽水时间，日；s水位降深，m；H含水层厚度（18、潜水）或承压水水头（承压水），m。-分时间段累计本基坑工程支护施工工期45天，考虑后期地下结构施工60天，预计最大总抽水时间不超过105天，根据北京地区城市建设工程地下水控制技术导则s/H=2.16/4.67=0.462/3，d30天，=0.8；s/H2/3，30天d100天，=0.7；s/H2/3， d100天，=0.50。所以，总抽水量为：=0.8829.1830+0.7829.1870+0.5829.18562603.14m3五.降水和排水系统设计1降水系统设计沿基坑外侧布置降水井，降水井位于边坡上口，井间距约为9.00m，布置降水井20口，井深10.0m，集水坑附近3口降水井井深14m19、，井中心距离基坑上口线1.0m，详见基坑支护、降水平面布置图。井身构造：井径600mm，井管外径400，内径300mm的无砂砼管，过滤器与井管材料相同，孔隙率2530%，滤管外包12层6080目尼龙网（夹薄纱层部位滤管外包两层6080）目尼龙网，滤料：粒径35mm圆砾。2排水系统设计水泵：采用扬程大于20m潜水泵。排水总管：采用直径150mm钢管、PVC管，根据现场排水出口位置，沿降水井周边布置。排水管线坡度不小于1。沉淀池：布置在工地的角部，容积不小于4m3。3观测井设计在基坑周围降水井各选取6口观测井，见基坑支护、降水平面布置图，观测地下水水位。六.降水管井施工1.放井位按设计要求和基坑支20、护、降水平面布置图布设井位并测量地面标高，井位与设计要求偏差500mm，井位遇有地下障碍物需进行破碎，当因障碍物影响而偏差过大时，应与设计人员协商。定井位应由专业测量人员进行，井位应设置显著标志，必要时采用钢钎打入地面下300mm，并灌入石灰粉，定位完毕请监理组织验收。2.挖泥浆池根据场地条件在基坑内距降水井6m处挖泥浆池，每6口井共用一个泥浆池。废浆应及时外运并作妥善处理，保持现场环境卫生。3.挖探坑对于井位中有地下障碍物的情况，应在井位处挖探坑，直径800mm，深1.01.5m，井口土质松散时，须设置护筒，避免泥浆侵泡、冲刷导致孔口坍塌。4.成孔管井采用反循环钻机成孔，地层自造浆护壁。井径21、不小于600mm，井孔应保持圆正垂直，孔深与设计井深误差小于500mm。5.换浆井管下入前应注入清水置换泥浆，并用水泵或捞砂管抽出沉渣，使井内泥浆密度保持在1.051.10g/cm3。6.吊放井管井管采用无砂砼管，在混凝土预制托底上放置井管，在底部中间设导中器，由于被工程潜水含水层为细中砂层，防止基坑降水过程中造成颗粒流失，井管四周外包12层6080目尼龙网，栓8号铁丝，缓缓下放，当管口与井口相差200mm时，接上节井管，接头处用玻璃丝布粘贴，以免挤入泥砂淤塞井管，竖向用4条30mm宽竹条固定井管。为防止上下节错位，在下管前将井管依方向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水泥砂或异22、物流入井中，井管要高出地面200mm，井口加盖。7.填滤料井管吊装就位后，及时填充滤料，用锹将砾料沿井管四周均匀填料，防止架空，保证填料量不少于设计填料量的95%。8.洗井成井后，借助空压机洗净设施清除孔内泥浆，自上而下分段洗井，每段吹洗高度不超过2.0m，至井内泥浆污水变成清水，再用污水泵反复进行恢复性抽洗，抽洗次数不得少于6次。洗井应在成井4小时内进行。洗井后可进行试验性抽水，确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求。9.水泵安装潜水泵用绝缘材料绳吊放。安装并接通电源，每井附近架立电线杆，铺设电缆和电闸箱，做到单井单控电源，并安装时间水位继电自动抽水装置和漏电保护系统。10.铺设排水管网排23、水管网采用钢管、硬塑料管做为排水主管路，排水管直径150mm，必要时可采用多向排水。排水管线布置在降水井外侧，每58m砖砌托台，排水管居中放置。井口设置保护砌衬并加盖。排水管网向水流方向的倾斜度以1为宜。在排水管网进入市政管线接口处设置沉淀池，沉淀池采用砌砖池，规格为2.00 m1.50m1.50m，池中间砌一道1.00m高的矮墙。水先排入一个半池中，水面高于1.00m后流入另一个半池，这样，水中的砂便可沉淀在进水的半池中，清水通过另一个半池的出水口与明渠堰槽流量计相连，经过计量后排入市政管线。沉淀池内壁须做防水处理。11.抽降联网抽降后应连续抽水，不应中途间断，水泵、井管维修应逐一进行。开始24、抽水时，因出水量大，为防止排水管网排水能力不足，可有间隔的逐一起动水泵。抽水开始后，应做抽水试验，检验单井出水量、出砂量及含水层渗透系数。当出砂量过大，可将水泵上提，如出砂量仍然较大，应重新洗井或停泵补井。12.水位观测各布置6口水位观测井（详见降水井平面布置图）。抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期每天观测2次，水位稳定后应每天观测1次，水位观测精度2cm，并绘制地下水水位降深曲线。13.抽降及维护现场降水人员对不能正常工作的水泵必须及时更换，保证抽降效果。降水人员分两班轮流进行值班，每班1人。电工每天须有电工记录，每天早晚检查现场降水线路，保证现场降水用电安全。 定期清理降水管线、沉淀池里25、的泥沙，保证排水线路畅通。14 .封井孔口以下0.51.0m用粘性土回填封孔，防止污水流入水井。七 .管井降水对施工安全和环境影响的评估1.沉降计算方法-分层总和法本工程降水目的在于排出第一层潜水，含水层为粘质粉土层和细中砂层。对环境的影响在于水位降低产生附加沉降和抽水过程中细颗粒流失形成地下空洞。必须采取措施，将影响控制在允许范围内。降水引起的底层变形计算可以采用分层总和法。降水引起的地层压缩变形量可按下式计算：s计算剖面的地层压缩变形量（m）；沉降计算经验系数，可参考建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）；降水引起的地面下第i土层的平均附加有效应力（kpa）；对粘性土，应取降水结26、束时土的固结度下的附加有效应力；第i层土的厚度（m）；土的总计算厚度应按渗流分析或实际土层分布情况确定；第i层土的压缩模量（kpa）；应取土的自重应力至自重应力与附加有效应力之和的压力段的压缩模量；其中： 水的重度（kN/m）；z 第i层土中点至初始水位的垂直距离（m）；确定土的压缩模量时，应考虑土的超固结比对压缩模量的影响。水位埋深4.40 土层层厚层底埋深水压力p压缩模量Es沉降SmmMpaMpaMpamm细中砂2.16 6.11 0.0216 0.011 28.00 0.83 0.83 通过计算，可得出基坑降水引起的最大沉降量0.83mm。因此，综合判断，实施降水措施后，对周边建筑物的影27、响不大，因此设计采用降水方式抽取基坑周边地下水。2.防止降水井施工和抽水产生地下空洞的措施对抽降水管井，发现抽水有浑浊现象时，应立即停止对该管井的抽水，找出原因采取相应的措施。抽降水管井保持抽降水的连续性，尽量避免间歇性和反复性的不连续抽降水。安排专人定期巡视周边排水管线，发现渗漏情况及时采取防治措施。管井成孔采用反循环钻机成孔，地层自造浆护壁，预防塌孔；加强管井的施工质量，为防止抽水时，细颗粒被抽走，将含水层部分的井管外侧缠6080目尼龙网，防止土颗粒流失。将含砂量降水初期控制在半小时内含砂量小于1/10000；降水过程中管井正常运行时含砂量小于1/50000。基坑回填后及时用粘性土回填封井28、。八.抽水量计量方法、计量设施和措施1排水出路、时间、水量本工程根据市政排水要求设置总出水口，抽出的地下水除部分用于支护结构混凝土的搅拌用水外，部分用于院内绿化，剩余部分排入雨水管道。抽水期从降水井维护抽水开工共计约105天。本工程排水根据场地及其周边环境、地下管网布置情况，抽出的地下水排入基坑西侧的市政雨水排水沟。2.排水水质分析及措施抽出的地下水部分用于绿化，部分用于施工养护，剩余部分排入雨水管道。因建设场地就在中科院内，无污染源，抽出的地下水不含工业及生活污染物。3.沉砂池的位置、计量方法和仪器型号在场地西北角总出水口的沉淀池处，安装明渠堰槽计量，型号为：HC400-1汇成明渠流量计。安29、装完毕，调试合格，并经有关单位验收后，才允许排水。详见降水系统平面布置图。4.排水计量的检查和维护现场负责降水人员应每天不少于两次检查计量排水系统，并做好记录，发现异常时，应及时查明原因，排除故障，保证排水计量系统正常工作。如不能排除故障，应及时向有关单位报告。5.减少抽水量措施依据地下水位观测结果和地下结构施工进度，及时停止抽水。抽水水泵设置在基坑底下2.0m的位置，用12#铅丝绑扎悬吊于井内，尽量降低抽水量。九.地下水综合利用本工程抽取的地下水可用于洗车、降尘、绿化、施工、景观等用途。施工期间，预计洗车用水5吨/天，洒水降尘10吨/天，绿化浇水10吨/天，面层混凝土施工用水5吨/天，其余排入雨水管道。附图1：基坑支护平面布置图附图2：基坑降水平面布置图附图3：典型基坑支护剖面图