基坑工程降水方案Word文件下载.docx
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2.1场地地层条件
根据南京市测绘勘察研究院有限公司提供的《苏州轨道交通一号线工程星海街站岩土工程勘察报告》，本站位处各土层分布自上而下描述如下：
（1）填土层（Q4m1）--层号①
①1层杂填土，褐灰～灰色，局部褐黄色，由粉质粘土夹大量碎石、碎砖组成，压缩性高，厚度为0.2～3.0m。
①2层素填土，褐黄～灰色，以粘性土为主，松软，含少量碎石、碎砖，压缩性高，厚度为0.6～2.9m。
（2）晚更新世（Q32-3）冲湖积相沉积成因土层—层号③
③-1粉质粘土：
黄褐色、灰黄色，可～硬塑状态，含铁锰结核。
干强度、韧性高，压缩性中等，层顶埋深1.4～4.9m，层厚1.2～4.7m。
③-2粉质粘土：
灰黄色～青灰色，干强度、韧性中等，可～软塑，压缩性中等，层顶埋深3.5～8.3m，层厚1.0～3.0m。
（3）晚更新世（Q32-2）海陆交互相沉积成因土层—层号④
④-1a粉质粘土层：
灰色，流塑～软塑，局部夹淤泥质粉质粘土，干强度、韧性低，压缩性中等。
层顶埋深5.0～8.5m，层厚0.8～5.4m。
④-1粉土层：
灰黄～灰色，稍密，很湿，夹薄层粉质粘土，干强度、韧性低，压缩性中等。
层顶埋深6.5～13.1m，层厚2.5～11.2m。
（4）晚更新世（Q32-2）浅海相、海陆交互相沉积因土层—层号⑤
⑤粉质粘土：
灰色，以软塑～流塑为主。
局部含少量腐植物和贝壳碎屑。
层顶埋深14.7～18.0m，层厚3.2～6.8m。
（5）晚更新世（Q32-1）湖、冲湖积相沉积因土层—层号⑥
⑥-1粉质粘土：
绿灰～灰色，硬塑～可塑，均质致密，干强度、韧性中等～高，压缩性中等，层顶埋深21.0～22.3m，层厚2.9～6.0m。
⑥-2a粉土层：
灰色，中密～密实，很湿，夹薄层粉质粘土，干强度、韧性低，压缩性中等。
层顶埋深24.4～27.9m，层厚0.8～1.5m。
⑥-2粉质粘土：
灰绿～灰黄色、可～软塑，局部粉粒含量偏高，含少量钙质结核，干强度、韧性中等，压缩性中等，层顶埋深24.5～28.9m，部分勘探点未钻穿。
（6）晚更新世（Q32-1）冲湖积相沉积因土层—层号⑦
⑦粉土层：
深灰色，密实～中密，很湿，局部含少量中粗砂、砾石及偶夹薄层粉质粘土，压缩性中等，层顶埋深31.5～37.2m，部分勘探点未钻穿。
（7）晚更新世（Q31）冲湖积相沉积因土层—层号⑧
⑧粉质粘土：
灰色、软～流塑，局部夹薄层粉土，含少量贝壳碎屑，干强度、韧性中等，压缩性中等，层顶埋深33.9～40.4m，未钻穿。
2.2场地水文地质条件
根据南京市测绘勘察研究院有限公司提供的《苏州轨道交通一号线工程星海街站岩土工程勘察报告》，根据埋藏特征，可将地下水分为孔隙潜水含水层、微承压含水层、承压含水层。
2.2.1孔隙潜水含水层
量测得孔隙潜水水位埋深在地面以下0.75～2.50m左右，地下水的补给来源主要为大气降水、地表水，此外尚有地下水道渗漏。
水位受季节性控制，年水位变幅为1.0m左右，且与地表水存在着较为密切的水力关系。
2.2.2微承压含水层
由晚更新世沉积的④-1a层粉质粘土、④1层粉土及⑤层粉质粘土构成含水层组。
该含水层组埋藏较浅，厚度较大。
其中④-1a、④1层赋水性、透水性较好，含水量较丰富，为开挖深度主要出水地层，亦为对地铁施工及运营影响较大的含水层。
该含水层的补给来源主要为潜水和地表水，勘察期间，地下水水位埋深在2.3～2.5m，雨季时水头可提高至0.5m左右。
本基坑底部正好位于④-1a层粉质粘土、④-1层粉土及⑤层粉质粘土层中，故在基坑开挖过程中需要分级降低微承压水水头。
2.2.3承压含水层
由⑦层粉土～粉砂及⑧层粉质粘土组成含水层，该含水层厚度较大，含水量亦较丰富，其埋深较大（层面埋深31.5～37.2m）。
根据勘察报告，该含水层的补给来源为相邻含水层越流补给，勘察期间，地下水水位埋深（根据水位观测孔SW1）为2.32m。
地下车站主体结构基坑按照基坑最大开挖深度：
标准段开挖深度为16.5m，端头井最大开挖深度为18.2m，承压水水头按照2.30m计算判别：
车站标准段和端头井抗承压水头稳定性安全系数Ky<
1.10，可能有承压含水层突涌问题，需在施工时按需分级降低承压水水头，以确保基坑施工安全。
三、降水施工方案
3.1降水目的及要求
3.1.1降水目的
根据本工程的基坑开挖和基础底板结构施工要求，本工程降水的目的为：
（1）疏干开挖范围内土体中地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业。
（2）降低坑内土体含水量，提高坑内土体强度，减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止坑外地表过量沉降。
（3）提高开挖过程中土体稳定性，防止土层纵向滑坡。
（4）及时降低下部承压含水层的承压水水头高度，防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。
3.1.2疏干井降水要求
a、降低基坑范围内南、北端头井地下水水位至地表以下19.2m，绝对标高－16.0m。
b、降低基坑范围内标准段地下水水位至地表以下17.5m，绝对标高－14.3m。
3.1.3降压井降水要求
降低基坑范围内标准段和南、北端头井⑦层粉土～粉砂承压水水头高度，防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。
3.2疏干井的布置
3.2.1疏干井的布置原则
拟采用真空深井井点。
疏干井的布置，原则上按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，本工程疏干性降水不但需要疏干表层潜水，还要降低浅层的微承压水，根据本工程开挖深度区域特点，在开挖深度范围内，取约250m2/口。
3.2.2布置方案
按照疏干井布置原则，并结合已有工程经验，采用下式计算确定：
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，开挖区域的布井数量如下（见附图1）：
基坑主体结构开挖面积约为10110㎡，n=10110/250≈41口，根据基坑平面形状及开挖土体特点，本方案共布置43口疏干井，井深22.0m。
3.2.3基坑涌水量估算
地下水容积储量的计算：
计算式：
W—容积储存量（m3）
V—含水层体积（m3），V=基坑面积A×
降水深度h（即潜水静止水位至基坑底板以下1.00m）；
—含水层的给水度（粘性土的给水度经验值为0.03～0.08），本次根据上部土层的性质取：
=0.05；
基坑面积为：
10110㎡；
基坑降水深度（h）计算：
h=基坑一般开挖深度16.5m+1.00m-潜水位2.5m=15.0m；
由上述参数计算地下水容积储存量如下：
W主体结构=
=0.05×
10110×
15.0≈7583m3
3.2.4抽水天数计算
抽水量随抽水时间延续每日逐渐减少，根据类似工程经验，22.0m疏干井初始日单井出水量15～18m3/d，15天以后日出水量逐渐减少到0.8～1.5m3/d，水位基本降深到开挖底板左右，平均日单井出水量9.0m3/d左右。
主体结构基坑每天计算抽水量Q抽为：
Q抽=9.0×
43=387m3/d
抽水天数：
t=W主体结构/Q抽=7583/387≈19days
在抽水15～20天以后，基坑内土体中的潜水基本被排出，即可开始土方开挖，在开挖过程中继续进行疏干性降水，以保证土体中少量水体排出，保证基坑开挖过程的顺利进行。
通过以上计算能够很好的说明按250㎡/口面积布井方案的合理性及可行性。
3.3承压水降压井的布置
3.3.1承压水降压井的布置原则
（1）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、单井降水能力并结合工程经验确定；
（2）降压井尽可能布置在不影响基坑开挖施工的位置；
（3）降压井的布置应尽可能减小降水对周围环境的影响。
3.3.2基坑突涌的可能性评价
在评价其对基坑工程的影响时，宜根据其动态规律，按最不利原则考虑。
基坑底板的稳定条件：
基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于安全系数下承压水的顶托力。
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）
根据勘察报告，星海街站第⑦层粉土～粉砂为第Ⅰ承压含水层，层顶埋深在31.5～37.2m，承压水水头埋深为2.32m。
验算时选取地面标高为+3.20m，第⑦层承压含水层顶板标高为-28.30m，上覆土层重度取平均19.0kN/m3。
计算结果:
标准段最大开挖深度16.5m:
PCZ=（31.5-16.5）×
19.0=285kpa,
Pwy=（31.5-2.3）×
10.0=292kpa,
FS=PCZ/Pwy=0.97＜1.10 突涌；
南、北端头井最大开挖深度18.2m:
PCZ=（31.5-18.2）×
19.0=252.7kpa,
FS=PCZ/Pwy=0.86＜1.10 突涌；
因此，标准段和南、北端头井在开挖过程中有产生突涌的可能，需对承压含水层中的地下水进行降压。
经计算，当基坑开挖到14.60m时开始启动降压井，水头最大降深Sw=6.2m。
3.3.3降压井布置方案
根据勘察报告及邻近工程的相关资料：
工程场地范围内
层承压含水层水量较丰富，采用井点降水降低承压水头，在保证基坑安全的同时，还要尽量使降水方案科学、经济、合理。
本工程围护结构未隔断基坑内外⑦层水力联系，降压井在基坑内外均可布置，但考虑到工作量、基坑总涌水量及对周边环境影响分析，星海街站主体结构基坑承压水降水井布置在基坑内。
（1）基坑总涌水量
根据工程实际情况，星海街站地下主体结构地下连续墙未隔断基坑内外⑦层水力联系，基坑总涌水量按公式：
计算。
根据勘察报告，含水层厚按M=6.0m，渗透系数取K=1.0m/d，水头最大降深取Sw=6.2m。
基坑等效半径r0=1.05×
（572+20.3）÷
4=155.5m
抽水影响半径R0=10×
6.2×
=62.0m
均质含水层承压水完整基坑涌水量公式计算：
Q=2.73×
1.0×
=697m3/d
（2）降压井井深
根据本工程地层和基坑围护特点，第
层承压含水层埋深及其厚度，设计降压井深度为40m，滤管长度L为6.0m，滤料段为31m~40m，28~31m用止水粘土隔水。
（3）单井涌水量及降压井数量的确定
根据类似水文地质条件及其工程经验，在承压含水层埋深30m~45m，厚度约5~10m，渗透系数0.5~2.0m/d时，降压井单井涌水量在30~60m3/d左右。
根据本工程勘察报告并结合实际工程条件，取单井涌水量q=48m3/d。
根据基坑总涌水量及单井涌水量，按式n=1.1×
Q÷
q，计算本工程需要的降压井数量：
则n=1.1×
q=1.1×
697÷
48≈16口；
根据每日基坑涌水量和实际单井出水能力，星海街车站主体基坑采用在基坑内布置16口降压井和3口坑内观测兼备用井（井结构与坑内降压井完全相同）的布置方案。
3.3.4承压水坑外观测
因围护结构未能隔断基坑内外的承压水联系，承压含水层降水对周边环境有一定的影响，为观测基坑内降承压水对基坑外侧影响范围，在基坑外侧布置3口观测井，观测坑内降水对周边环境的影响。
根据本工程地层特点，第
层承压含水层埋深及其厚度，设计观测井深度为38m，滤管长度L为5.0m，30m~32m处用海带止水，30m以上用止水粘土隔水。
3.4具体降水井深度和数量
依据疏干井布置方案及降压井布置方案，在本工程车站主体基坑内共布置疏干井43口、降压井23口（包括降压观测兼备用井）。
详见下表1
车站基坑降水井布置数量统计表表1
区段
井深（m）
类型
数量（口）
降水井编号
车站
主体结构基坑
22.0
疏干井
43
S01~S43
40.0
降压井
16
H1~H16
降压观测兼备用井
3
HG1~HG3
38.0
坑外观测井
G1~G3
3.5降水井结构设计及要求
（1）疏干降水井
为保证井管具有一定的强度，并满足降水要求，采用间隔设置滤水管的设计方案，其结构设计、过滤器的安装部位详见附图2，主要设计参数如下：
终孔直径：
井径Ø
550mm；
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Ø
273mm；
滤水管：
采用桥式滤水管，直径Ø
273mm，外包40目滤网；
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）承压水降水井
为满足降水要求，其结构设计、过滤器的安装部位详见附图2，主要设计参数如下：
600mm；
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0.5m。
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：
滤料段以上部位采用粘性土回填；
与滤水管同径，长度1.00m，沉淀管底部焊封。
（3）坑外观测井
开终孔直径：
Ø
130mm；
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封闭，其深度不小于2.00m。
采用PVC管，直径Ø
50mm，；
采用在相应层位直接在PVC管上冲孔作为虑水管，外包30～40目尼龙网；
止水：
滤水管以上1m处用海带止水，止水高度2m左右；
止水段以上部位采用粘性土回填。
3.6成井施工工艺及技术要求
3.6.1施工工艺
正循环回转钻进
扫孔换浆
投砾
投入止水材料
洗井
封孔
下管
平整场地
接通电源
钻机就位
下护筒
泥浆槽、沉淀池
采用泥浆循环钻进、机械吊装下管成井施工工艺，见图1。
图1工艺流程图
3.6.2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
钻机底座应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘、与孔中心应成三点一线。
（4）钻进成孔
疏干井开孔孔径直径为Ø
550mm，一径到底。
降压井开孔孔径直径为Ø
600mm，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。
钻进时按指定钻孔、指定深度内采取土样，核对含水层深度、范围及颗粒组成。
（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）下井管
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，垂直，不透水，下到设计深度后井口固定居中。
（7）回填砾料
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，直至砾料下入预定位置为止。
（8）止水与回填
疏干降水井：
在地表以下回填3.00m厚粘性土。
降压井：
在含水层顶板以上2.0m用粘土球止水，止水厚度3.0m，以上部分用粘性土回填。
（9）洗井
疏干井采用高压清水洗井，通过钻杆向孔内注入高压清水，以冲击孔壁泥皮，清除滤料段泥砂，直到水清砂净为止；
降压井采用活塞和高压清水联合洗井法。
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高压清水洗井，直至水清砂净为止。
（10）安装抽水设备
成井施工结束后，下入水泵进行试抽水，以检查成井质量。
（11）抽水
对于疏干井，结合该工程地质条件，采用深井泵进行疏干性抽水，一般能满足开挖要求。
当抽水一段时间以后，单井出水量逐渐减小，为确保疏干效果，必要时采用水泵和真空相结合的抽水方法，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。
对于降压井，根据计算确定何时开启降压井。
（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。
3.6.3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，小于1/20000（体积比）。
（4）井中水位降深：
抽水稳定后，井中水位处于安全水位以下。
3.7抽水试验
3.7.1抽水试验的目的
A、确定含水层的水文地质参数；
B、检验降水井出水量；
C、优化降水井设计方案；
D、确定施工时各阶段的抽水量控制标准。
3.7.2抽水试验方法：
抽水试验仅在降压井中进行，采用非稳定流抽水试验。
降水井施工完成后，选择2～3口降水井进行抽水试验，通过1孔抽水另一个孔观测进行非稳定流抽水试验，获取水文地质参数。
试验过程中抽水井与观测孔同步观测水位，水位观测时间为：
1，2，3，4，6，8，10，15，20，25，30，……（分钟）；
以后每30分钟观测一次，直至抽水结束；
抽水结束后，观测恢复水位，观测时间间隔与抽水试验相同，至水位恢复后结束。
流量观测时间间隔为30分钟。
3.8降水运行
3.8.1试运行
（1）运行前准确测定各井口、地面标高及地下水位；
（2）启动抽水设备，检查抽水设备、排水系统运转是否正常；
（3）抽水系统经检查符合要求后，开始抽水。
3.8.2降水运行
（1）疏干降水井运行可在基坑开挖20天前开始，根据实际开挖工况和施工进度，确保潜水位在基坑开挖面最深以下，根据地下潜水位来保证疏干效果。
在实际降水过程中应配合施工进程进行灵活调整降水方案，积极配合施工进程做好相关工作，并及时把降水效果与实际潜水位埋深报知甲方、施工和监理等相关单位，以便他们根据实际水位埋深安排施工进度，疏干井降水直至基坑开挖结束；
（2）降压井的抽水时间根据施工进度情况确定，根据实际开挖工况，经计算确定何时开始降压，在每次竖向开挖前确保承压水水头满足该层开挖要求，并及时把降水效果与实际承压水位埋深报知甲方、施工和监理等相关单位，降压井降水直至结构自重能完全抵抗承压水头，并经设计单位确认结束降压工作；
（3）抽水运行过程中应随时检查设备运行状况，发现故障及时排除；
（4）疏干降水井抽水时，潜水泵抽水间隔时间由短至长，降水井抽干后应立即停泵，以免烧坏电机；
（5）抽水过程中应做好记录，内容包括井涌水量（Q）、水位降深（S），以掌握动态，指导降水运行，不断优化降水运行方案；
（6）降水工作现场应备有双电源，确保降水的连续运行；
（7）根据实际施工工况，在降水结束后，应及时将井孔注浆封闭，补好盖板。
（8）井口、井管设置醒目标志，做好标识工作；
（9）协同总包单位与挖机施工人员做好井管保护工作。
3.9降水监测
（1）水位观测
降水运行初期，每2h观测一次，运行稳定后每日观测两次，水位观测精度±
0.1cm。
（2）流量监测
监测次数与水位同步，观测精度±
0.01m3。
（3）其它监测
基坑周遍的潜水位、承压水位、孔隙水压力、沉降等监测内容，借助于基坑监测资料。
3.10降水井封井方案
3.10.1疏干井封井方案
疏干井封井采取在井管内先填粘土在灌注混凝土的封堵方法，基本操作顺序及有关技术要求如下（疏干井封井结构图见图2）：
（1）基坑挖至设计标高后，疏干井降水运行结束，清干疏干井中残余的水；
（2）向井管内先填粘土，直填到距底板2m左右，停止填粘土并捣实；
（3）向井管内灌入混凝土，混凝土的灌入高度略低于基坑垫层混凝土面约10cm；
（4）待井管内混凝土的初凝能符合要求，并能确定封堵的实际效果满足要求后，即可割去所有外露的井管；
（5）井管割去后，在管口用铁板焊封，管口低于基底混凝土垫层面以下10cm左右；
（6）管口焊封后，用水泥砂浆填入孔洞抹平，封井工作完毕。
图2疏干井封井示意图
3.10.2降压井封堵方案
降水结束后，提出水泵，采取在井管内先填瓜子片然后注浆再灌注混凝土的封堵方法（详见图3），基本操作顺序及有关技
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