卢湾区第12街坊小浜湾住宅发展项目基坑降水施工方案.docx
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卢湾区第12街坊小浜湾住宅发展项目基坑降水施工方案
八、附图
卢湾区第12街坊（小浜湾）住宅发展项目
基坑降水施工方案
一、概述
1.1工程概况
卢湾区第12街坊（小浜湾）住宅发展项目位于上海市卢湾区第12街坊，西临茂名南路、东临瑞金二路、北临巨鹿路、南临长乐路，总建筑面积约12万平方米。
拟建工程设置高层住宅、商业裙房、会所，其下均设有地下车库（1～2层）。
本工程采用明挖顺作法施工，除东面用地下连续墙围护之外，其余均采用钻孔灌注桩围护。
基坑分两期开挖，其中一期开挖范围又分为三个区段开挖，二期开挖范围分为两个区段开挖，一期开挖深度在5.45～10.30m之间，各开挖区域边界及开挖区域之间采用14～26m深Φ700～Φ850钻孔灌注桩和18m深Φ850SMW工法搅拌桩＋止水帷幕的围护方案；二期开挖深度在6.20～10.60m之间，两个开挖区域边界及开挖区域之间采用12～26m深Φ700～Φ850钻孔灌注桩和18m深Φ850SMW工法搅拌桩＋止水帷幕的围护方案，二期开挖部分地段采用地下连续墙围护，地下连续墙垂向长度33.0m。
根据基坑开挖深度，本基坑拟采用深井降水来降坑内地下水位。
1.2方案编制依据
（1）卢湾区第12街坊商住发展项目（住宅部分）设计文件；
（2）《上海市卢湾区第12街坊住宅改造工程岩土工程勘察报告（补充勘察）》；
（3）上海市工程建设规范《基坑工程设计规程》（DBJ08－61－97）；
（4）国家标准《供水水文地质勘察规范》（GB50027－2001）；
（5）国家标准《供水管井技术规范》（GB50296-99）；
（6）国家和上海市颁布的有关环境保护和文明施工的法律、法规和措施；
二、地质情况及施工部署
1、地质情况
据《上海市卢湾区第12街坊住宅改造工程岩土工程勘察报告（补充勘察）》（以下简称《勘察报告》），拟建工程场区90.30米深度内的地基土可划分为9层，部分地基土层可划分为多个亚层。
各土层岩性、深度、厚度等参数见表1。
根据《勘察报告》，拟建场地与基坑降水相关的地基土层中，微层压含水层⑤2灰色粘质粉土在拟建场地东面有部分分布，层厚和埋深较为稳定，⑦1层承压含水层粉砂夹粉质粘土局部有分布，⑦2层承压含水层粉细砂遍布整个基坑开挖范围。
土层特征表表1
层号
土层名称
层底标高（m）
平均厚度（m）
①1
填土
2.03～-0.59
1.59
①2
浜填土
0.44～-0.98
1.55
②
粘土
0.71～-1.09
1.40
③
淤泥质粉质粘土
-2.77～-5.56
3.72
④
淤泥质粘土
-11.93～-15.16
9.57
⑤1
粉质粘土
-15.93～-31.66
13.28
⑤2
粘质粉土
-24.57～-28.70
12.80
⑤3
粉质粘土夹粉砂
-32.59～-52.27
17.68
⑥
粉质粘土
-28.24～-34.06
3.29
⑦1
粉砂夹粉质粘土
-29.74～-35.90
1.77
⑦2
粉细砂
-51.81～-56.81
10.59
⑧1
粉质粘土
-56.24～-58.30
2.69
⑧2
粉质粘土与粉砂互层
-64.85～-66.51
8.47
⑨1
细砂
-77.27～-77.96
12.20
⑨2
中粗砂
未钻穿
未钻穿
1．2地下水
根据《勘察报告》，本场地地下水主要有浅部粘性土层中的潜水，⑤2层粘质粉土中的微承压水和⑦1、⑦2层承压水。
潜水水位埋深0.30~1.50m，常年平均地下水位埋深为0.5~0.7米。
勘察期间测得潜水静止水位0.33~1.35米。
根据区域地质资料，微承压水水头埋深为3.0~11.0米，并呈幅度不等的周期变化。
根据《勘察报告》，⑤2层粘质粉土顶板埋深16.50~18.50米，相应标高-13.90~-15.93米，根据经验其水位埋深约3.0~11.0m。
按照最不利条件考虑，基坑降水设计时微承压水和承压水水位采用最高水头埋深值3.0米。
根据区域地下水监测资料，⑦层承压水水位埋深在3.0~11.0m之间，随季节、气候、潮汐等因素呈幅度不等得周期性变化，高水位期（亦称为丰水期）一般在12月至第二年1月，低水位期一般为9月。
根据《勘察报告》，⑦层层面埋深为31.0～54.9m，其水头埋深为3.0~11.0m，根据承压水水位动态变化规律，按不利原则考虑，基坑降水设计时宜按最高水位3.0米考虑。
根据《勘察报告》，本场地相关各地基土层室内实验所得渗透系数如表3。
由表2可见，由于土层一般呈水平层理，场地地基土层水平渗透能力略大于竖向渗透能力。
土层渗透系数室内实验成果表表2
层序
土名
孔号
试验深度
（m）
现场注水试验渗透系数（cm/sec）
室内土工试验渗透系数（cm/sec）
KV
KH
②
粘土
9.21E-08
1.01E-07
③
淤泥质粉质粘土
W1
4.0~6.0
4.41E-04
1.19E-07
1.24E-07
W3
3.5~5.5
1.47E-05
④
淤泥质粘土
W2
9.0~11.0
9.52E-06
5.29E-08
9.84E-08
⑤1
粉质粘土
W1
20.0~22.0
1.25E-05
1.25E-06
5.26E-06
W2
21.0~23.0
6.43E-06
⑤2
粘质粉土
4.96E-05
8.73E-05
2、施工部署：
1）降水日期、在围护及桩基工作结束后，进行井点成孔和埋管；工期为19天。
2）降水期约为90天左右。
3）现场劳动力安排：
表3
岗位
定员
主要职责范围
凿井施工
机长
1人
组织本钻机成井施工，对工期及本机的安全、质量负责。
班长
2人
及时完成机长安排的工作，对本班的安全、质量和效率负责。
钻工
8人
服从班长的安排，负责钻机移位、成孔、下井管、填砾和洗井工作。
降水运行
班长
2人
负责本班降水运行的实际操作和管理工作。
普工
4人
降水运行及日常记录。
机修
焊工
1人
负责电焊操作，协助设备安装。
电工
1人
负责维护、保养各种电器设备，负责供电安全。
合计
19人
三、降水工程
3.1施工单位
由“上海地矿工程勘察有限公司”进行本工程基坑降水的施工。
3.2降水井的布置
3.2.1轻型井点
轻型井点的布置，根据降水范围，按上海地区施工经验结合拟建工程场区土层特征、基坑平面形状、尺寸及开挖深度确定布置井点间距，并计算出井点根数。
然后复算出水量及中心降深影响半径等。
根据轻型井点的施工经验，本场地鉴于基坑开挖范围内土层以淤泥质粘性土为主，故本工程取井点间距为1.2m，个别区段根据基坑平面形状及支撑等条件作适当增减。
本工程开挖区域间以钻孔灌注桩+止水帷幕的围护方案进行分割和围护，围护结构插入深度12.0～26.0m，已切断开挖深度内坑内外地下水的水力联系，且开挖深度内无成层粉性土或砂土分布。
本区域根据开挖深度作分级降水，一级井点降深在3～6m，二级井点降深在6～9m，能满足基坑施工须将地下水位降至基坑底面以下1.0～1.5m左右的要求。
3.2.1.2布置方案
按前述原则，采用线状井点布置，分级降水，井点布置于开挖区中
部，具体布置如下（详见附图1）：
水位降深
5.45m区域：
S＝（D－dw）＋Sw＝（5.45-1.50）+0.5＝4.45m；
6.20m区域：
S＝（D－dw）＋Sw＝6.2-1.5+0.5＝5.2m；
其中:
D—基坑开挖深度（m）
dw—地下位静水位埋深（m）,本工程取1.5m
Sw—基坑中心处水位与基坑设计开挖面的距离（m）
（2）井点管长度
5.45m区域:
L=D-h+Sw+ro/10=5.45-0+0.5+10/10=6.95≈7.0m
h—井点顶部离地面距离（m）
ro—取10m
6.2m区域:
L=D-h+Sw+ro/10=6.20-0+0.5+10/10=7.70≈8.0m
（3）估算轻型井点降水的影响半径
R=2×S×√（H×K）=2×4.45×√（18×0.1）=11.9m
H—含水层底板到地下水位的距离（m）,取18.0m
K—含水层渗透系数,根据勘察报告取0.1m/d
（4）基坑每天估算出水量Q=1.366×K×
（2H-s）s/lg（（R+ro）/ro）=56.4m3/d
（5）按每根井点允许最大出水量q=0.4m3/d
5.45m区域（西部区）:
井点数量:
n=Q/q=56.4/0.4=141根，取150根；
井点间距：
Ld=La/n=160/141=1.13m，取1.2m；
La—集水管总长
6.20m区域：
采用二级轻型井点分级降水，沿支撑布置轻型井点，井点管间距1.20m，其中一级井点埋深在0～6m，二级井点埋深在5～10m；
一期北部区和南部区合计：
n=Q/q=141根，取128根，北部区65根，南部区63根。
二期北部区合计：
n=Q/q=31根，取31根。
（6）井点管埋设，利用高压水冲开泥土，井管自重下沉，冲孔直径一般为30cm，冲孔深度比滤水管底深0.5m，井点管下沉到设计标高后在管和孔壁之间用粗砂填实作为过滤层，距地表1m左右的深度内用粘土封口捣实，然后用软管分别连在集水总管上，开启真空泵，每天24小时抽水。
3.2.2疏干深井井点
3.2.2.1布置原则
（1）潜水疏干降水井的布置，原则上按上海地区单井有效降水面积
的经验值结合拟建工程场区土层特征、基坑平面形状、尺寸确定。
根据降水施工经验，单井有效降水面积为150m2～250m2，鉴于基
坑开挖范围内土层以粘性土为主，本工程取200m2/口，个别区段根
据基坑平面形状及土性条件适当增减。
（2）拟建工程基坑分两期进行开挖，各开挖区域之间以钻孔灌注桩
＋止水帷幕的围护方案进行分割和围护，故二个开挖区域各作为独
立的区段布置降水井。
（3）降水井深度应能满足基坑施工须将地下水位将至基坑底面以下1.5m的要求。
3.2.2.2布置方案
按照前述原则，采用下式计算：
n＝A/a
式中：
n——井数（口）；
A——基坑面积（m2）；
a——单井有效降水面积（m2）。
按上式计算，各开挖区域的布井数量如下（表4）：
（1）一期开挖
需采用深井井点的开挖区面积约9300.00m2，n＝9300.00/200＝46.5
口，取46口；
（2）二期开挖：
需采用深井井点的开挖面积约8200.00m2，n＝8200.00/200＝41口，
取41口；
一期及二期开挖各区段疏干井布置数量见表4，平面位置见附图1
各开挖区潜水疏干深井井点布置数量统计表表4
区域
井深（m）
数量（口）
降水井编号
一期
二区
14.5
9
WO37～WO42，WO44～WO46
14.0
34
WO1～WO28，WO30～WO35
11.5
3
WO29、WO36、WO43
二期
二区
14.5
6
WT2~WT4;WT7~WT9
14.0
24
WT1、WT6、WT10~WT19，WT23、
WT28~WT29，WT3、WT35~WT41
13.0
10
WT20~WT21，WT24~WT27，WT30、WT32~WT34
11.5
1
WT5
3.2.3承压水降压井的布置
3.2.3.1布置原则
（1）根据基坑开挖深度、水文地质条件及土层参数进行基坑突涌可能性评价，当存在基坑突涌的可能性时，布置降压井；
（2）当存在基坑突涌的可能性、需布置降压井时，降压井的布置遵循以下原则：
a、降压井间距、深度、孔径依据拟建工程场区水文地质条件、基坑总涌水量、单井降水能力的计算结果结合工程经验确定；
b、降压井尽可能布置在不影响基坑开挖施工的位置；
c、降压井的布置应尽可能减小降水对周围环境的影响。
3.2.3.2基坑坑底稳定性分析
采用安全系数法：
Pcz/Pwy≥FS
Fs——安全系数，取1.10。
Pcz——坑底开挖面以下至承压含水层顶板间覆盖土的自重压力
（kPa），地下水位以下按饱和重度计算；
Pwy——承压水压力（kPa）
（1）一期开挖区域
开挖深度为5.45～10.30m，相应标高在-2.75～-7.60m，基坑底面坐
落于③层、④层土层中，此区域无⑤2层微承压水，但其下部分布
有⑦层承压水，需考虑底部⑦层承压水的影响。
按不利原则考虑，取基坑开挖深度10.30m，相应标高-7.60m，承压
含水层（⑦层）顶板标高-28.24m，水位埋深3.00m，标高-0.40m。
经计算，得：
Pcz＝322.36kPa；
Pwy＝278.40kPa
FS＝Pcz/Pwy＝1.15
FS>1.10，所以该区段开挖施工时，⑦层承压水不会产生不利影响，基坑坑底稳定。
（2）二期开挖区域
开挖深度为6.20～10.60m，相应标高为－3.5～-7.90m，基坑底面
坐落于④层土层中，此区域东部有⑤2层微承压水分布（分布范围
见附图1），下部有⑦层承压水分布，需考虑底部⑤2层微承压水和⑦层承压水的影响。
依据前述计算结果，本区域基坑开挖可不考虑⑦层承压水的影响。
以下对不同开挖深度⑤2层微承压水产生突涌的可能性进行分析。
（2）开挖深度7.50m的区域
基坑相应标高为-4.80m。
据位于开挖范围内C5号孔资料，微承压
含水层（⑤2层）顶板标高－14.37m，水位按不利原则考虑，取埋
深3.00m，标高-0.40m。
经计算，得：
Pcz＝105.84kPa；
Pwy＝140.70kPa
FS＝Pcz/Pwy＝0.75
FS<1.10，⑤2层微承压水在基坑开挖过程中有产生突涌的可能，需对⑤2层中的地下水进行降水减压。
最小降压深度：
S＝4.35m。
基坑开挖深度10.60m的区域
相应标高为-7.90m。
据位于开挖范围内4号孔资料，微承压含水层（⑤2层）顶板标高－13.96m，取水位埋深3.00m，标高-0.40m。
经计算，得：
Pcz＝45.63kPa；
Pwy＝135.60kPa
FS＝Pcz/Pwy＝0.33
FS<1.10，该区段开挖施工时，⑤2层微承压水在基坑开挖过程中
有产生突涌的可能，需对⑤2层中的地下水进行降水减压。
最小降
压深度：
S＝8.54m。
3.2.3.3需要降压的开挖深度的计算
按下式计算：
（H－h0）×γ土=Fs×γ水w×h
式中：
h0——需要降压的开挖深度（m）；
H——承压含水层顶面以上土层厚度（m）；
γ土——土的重度（kN/m3）；取各土层加权平均重度；
γ水——水的重度（kN/m3），取10kN/m3；
h——水头降压高度（m）。
以4钻孔资料计算，得：
h0＝16.50－（1.1×10×13.56）/17.0＝7.72m
即当基坑开挖至7.72m时，需要对⑤2层微承压水进行降水减压。
对于⑦层承压水，由于在开挖范围内其埋藏较深，埋深一般
>50.00m，对基坑开挖不会产生不利影响，基坑坑底稳定，不用考
虑其对基坑开挖的不利影响。
综上，在本基坑工程一期、二期开挖范围内，⑦层承压水均不会对基坑开挖产生不利影响，仅在二期开挖范围内的二区开挖东部（见
附图1），⑤2层微承压水会对基坑开挖产生基坑突涌，需对⑤2层
进行降水减压。
3.2.3.4降压井布置方案
（1）单井影响半径计算
按承压水经验公式计算：
R=10s
。
式中：
R——影响半径（m）
k——土层的渗透系数（m/d）
s——井中水位降深（m）
根据降压深度计算及勘察资料，取k＝0.15m/d，s＝10m，计算得：
R=10×10×0.387＝38.7m。
（2）降压井的布置
降压区段的东部采用地下连续墙围护，墙深33.0m，地下连续墙已
揭穿⑤2微承压含水层，阻断了坑内外微承压水的水利联系，但北
部采用钻孔灌注桩＋止水帷幕的围护方案，钻孔灌注桩长23～26m，
尚未完全揭穿⑤2层，坑内外微承压水的存在水利联系，减压降水
过程中坑内地下水将不断得到坑外地下水的补给。
根据减压区围护
结构情况、地层资料以及减压降水单井影响半径的计算结果，降压
井的布置采用以下方案：
共布置4口降压井、2口降压观测井兼备用井，井深27.5m，井距
20~40m，其中2口降压井及1口降压观测井兼备用井布置于采用钻
孔灌注桩围护、未切断坑内外水利联系的基坑北缘，其平面位置见
附图1。
基坑二期开挖降压井布置数量见表5
基坑二期开挖降压井布置数量表5
区域
井深（m）
数量（口）
降水井编号
二期开挖区
27.5
4
H1～H4
27.5
2
HG1～HG2
3.3深井结构设计
（1）潜水疏干井
为保证井管具有一定的强度，并满足降水及降水过程中需随时割管
的需要，采用间隔设置虑水管的设计方案，其结构设计、过滤器的
安装部位详见附图2～6，主要设计参数如下：
终孔直径：
Φ600mm；
井口：
高出地面0.3～0.5m，防止污水进入井内，井壁外围一般采
用优质粘土或水泥浆封闭，其深度不小于2.00m。
井管：
采用焊接钢管，直径（内径）Φ273mm；
滤水管：
采用桥式滤水管，直径Φ273mm，外包30～40目尼龙网；
砾料：
各井从井底向上至地表以下3.00m围填中粗砂。
沉淀管长度：
与滤水管同径，长度0.50m，沉淀管底部焊封。
（2）承压水降压井和观测井兼备用井：
终孔直径：
Φ600mm；
井口：
高出地面0.3～0.5m，井口外围采用粘土或水泥浆封闭，其
深度不小于0.5m；
井管：
采用焊接钢管，直径（内径）Φ273mm，；
滤水管：
采用桥式滤水管，直径Φ273mm，外包30～40目尼龙网，
长度6.0m；
滤料：
采用中粗砂，围填高度为井底至含水层顶板上2.0m。
围填：
滤料以上部位采用粘性土回填；
沉淀管：
与滤水管同径，长度1.00m，沉淀管底部焊封。
减压降水井结构设计详见附图7。
3.4成井施工工艺及技术要求
3.4.1轻型井点
3.4.1.1施工工艺
轻型井点按下列流程施工：
定位开沟冲孔下井点管
回填滤料井口回填封闭安装总管
安装真空泵调试正式抽水拔管
3.4.1.2施工技术要求
（1）每一机组应根据泵类配用功率确定井点数量施工完毕后安装。
（2）泵组及集水总管安装应符合下列规定：
a.泵组应稳固地设在平整、坚实、无积水的地基上。
水箱吸水口与集水总管、井点管口等高程宜一致；
b、泵组尽可能置于集水总管中部；
c、泵组尽可能置于集水总管中部；
d、集水总管与井点管采用高压软管连接；
e、管路系统各部件应连接严密。
（3）各组井点系统安装完毕后，及时进行试抽水，以检查管路连接质量、井点出水和泵组工作水压力、真空度及运转等情况。
（4）施工质量验收
验收项目和要求见表6。
（5）其它
a、采用冲孔法下沉。
B、冲孔时保持垂直度，确保支管、滤管安装正常，深度不得小于设计深度。
C、滤管下部要填30cm以上的滤料，回填滤料四周要均匀，井管口用粘土封实。
D、总管与支管连接应密封不漏气，应定时检查。
E、抽水过程中，专人24小时值班，认真检查巡视井点设备的正常运转，发现问题及时抢修，确保井点抽水运转正常。
轻型井点施工质量验收标准表表6
项目
序号
检查项目
标准或
允许误差
检验频率
检查方法
范围
根数
主要控制
项目
1
井点真空度
＞60kpa
每
8
小
时
每根
真空度表
2
降水运行有效井点数
大于总数90％,相邻两根井点管不得同时失效,关键部位每根井点管均应有效
逐根检查
一般
控制项目
1
井点垂直度
井斜≤1°
每套
30%
沉管时抽查
2
井点间距
误差≤150mm
每套
30%
钢尺量
3
井点插入深度
（按设计值）
误差≤200mm
每套
30%
水准仪
4
滤料填灌量
（与计算值相比）
误差≤5％
每套
30%
检查回填料用量
5
井管口封填
不小于杂填土厚度一般为地面以下1～2m
每套
30%
封填时抽查
4.2疏干井及降压井
3.4.2.1施工工艺
采用泥浆循环钻进、机械吊装下管成井施工工艺，见图1。
3.4.2.2施工技术要求
（1）测放井位
根据井点平面布置，使用全站仪测放井位，井位测放误差小于30cm。
当布设的井点受地面障碍物影响或施工条件影响时，现场可作适当
调整。
（2）护孔管埋设
护孔管应插入原状土层中，管外应用粘性土封堵，防止管外返浆，
造成孔口坍塌，护孔管应高出地面10～30cm。
（3）钻机安装
钻机底座应安装平稳，大钩对准中心，大钩、转盘、与孔中心应成
三点一线。
（4）钻进成孔
疏干井、降压井的开终孔直径均为Φ600mm，一径到底。
开孔时应轻压慢转，以保证开孔的垂直度。
钻进时一般采用自然造
浆钻进，遇砂层较厚时，应人工制备泥浆护壁，泥浆密度控制在
1.10～1.15。
当提升钻具和临时钻停时，孔内应压满泥浆，防止孔壁
坍塌。
（5）清孔换浆
钻至设计标高后，将钻具提升至距孔底20～30cm处，开动泥浆泵
清孔，以清除孔内沉渣，孔内沉淤应小于20cm，同时调整泥浆密度
至1.10左右。
（6）下管
直接提吊法下管。
下管前应检查井管及滤水管是否符合质量要求，
不符合质量要求的管材须及时予以更换。
下管时滤水管上下两端应
设置扶正器，以保证井管居中，井管应焊接牢固，下到设计深度后
井口固定居中。
（7）回填滤料
采用动水投砾。
先将钻杆提至滤水管下端，井管上口加闷头密封，
从钻杆内泵送泥浆，使泥浆由井管和孔壁之间上返，并逐渐调小泵
量，待泵量稳定后开始投放滤料。
投送滤料的过程中，应边投边测
投料高度，直至设计位置为止。
（8）止水与回填
降压井：
应在投砾工作完成后，在止水段投送优质粘土止水，止水
高度应高于基坑底面。
投送止水粘土时应控制每次的投放量，防止
搭桥而影响止水效果。
止水段以上采用普通粘土或砂回填
潜水疏干降水井：
在地表以下回填2.00m厚粘性土。
（9）洗井
采用活塞和空压机联合洗井法。
先采用活塞法洗井，通过钻杆向孔
内边注水边拉动活塞，以冲击孔壁泥皮，清除滤料段泥砂，待孔内
泥砂基本出净后改用空压机洗井，直至水清砂净为止。
（10）安装抽水设备
成井施工结束后，下入井泵并联接真空管路、排设排水管道、安装
真空泵、接通电源，安装完毕后进行安装效果检查。
（11）抽水
先采用真空泵与潜水泵交替抽水，真空抽水时管路系统的真空度不
小于－0.06Mpa，以确保真空抽水的效果。
（12）标识
为避免抽水设施被碰撞、碾压受损，抽水设备须进行标识。
（13）排水
洗井及降水运行时排出的水，通过管道或明渠排入场外市政管道中。
3.4.2成井施工质量控制标准
（1）井深误差：
小于井深的2‰；
（2）孔斜：
每50m小于0.5º；
（3）井水含砂量：
抽水稳定后，
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