华科转化医学地下水控制施工方案324Word格式文档下载.docx
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⑫《建筑工程施工现场消防安全技术规范》GB50720—2011；
⑬公司质量、环境、安全管理体系文件。
1工程概况
1.1工程概况
同济转化医学研究院大楼，该项目位于华中科技大学同济校区，东北侧为学校教工住宅区，南为4层实验楼，西为同济校区学术交流中心招待所。
拟建建筑由主体大楼和地下室组成，总建筑面积5700m2，占地面积1679.76m2，总建筑面积32979.02m2，其中地上建筑面积29179.13m2，地上17层，建筑物高度82m，地下室建筑面积3799.89m2，地下2层，±
0.00=22.30m。
本工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，岩土工程勘察等级为乙级。
1.2场地周边环境
场地位于湖北省武汉市航空路13号；
华中科技大学同济医学院院内，周边环境较为紧张。
基坑北侧距离用地红线6.0m，红线外7.2m有一栋6层楼；
东侧距离用地红线13.0m，红线外有一栋6层居民楼；
南侧距离用地红线9.3~14.6m，红线外5.6m有一栋4层楼；
西侧距离用地红线8.3~12.8m，红线外6.7m有一栋2层住宅楼。
1.3场地岩土工程条件及地下水
场地基本地层情况如下：
土层性质特征描述表表1
年代
成因
层
号
名称
顶板
埋深
（m）
厚度
范围
土层性质
土层野外特征
压
缩性
空间
分布
颜色
状态
湿度
Qml
①
杂填土
/
1.0
～
4.2
色杂
松散
湿
场区上部为新近拆迁遗留的建筑垃圾，主要由砼块、砖渣、碎石等组成，一般块径0.3～0.8m，部分为人工砼路面，下部为人工新近填积而成，主要由黏性土、砂土、砖渣、碎石等建筑垃圾混合组成，建筑垃圾含量约40%左右，局部富集,一般粒径为4～8cm，局部有大粒径块石，结构松散，力学性质不均，填积年限小于十年。
不均
全场
Q4al+i
②-1
黏土
2.7～
5.6
黄褐
灰褐
可塑
饱和
土质均匀，切面光滑，韧性中等，含少量铁锰氧化物及灰白高岭土。
中等
局部
缺失
②-2
黏土夹粉土
4.8～
7.0
1.7～
13.1
软塑
流塑
土质较均匀，切面较光滑，局部夹少许的粉土，该层中含有约20%的淤泥质土。
高
Q4al+pl
③-1
黏土、粉细砂互层
8.1～
19.2
0.9
9.2
粉质黏土为软塑～流塑，粉土呈中密状态
局部夹有少量的粉砂和云母片，粉砂呈成团状及带状分布，不连续，分布无规律。
中偏高
④-1
细砂
9.0～
26.9
12.7～
19.1
灰色
稍密
见有少量的云母片，内夹有薄层状的粉土。
低
④-2
37.9～
40.3
中密
砂粒较均匀，局部夹有薄层的灰色可塑粉质黏土，含有云母碎片。
④-3
中粗砂夹卵砾石
41.0
43.3
11.6
密实
以中粗砂为主，卵砾石含量约10～25%左右，一般粒径1.5～4.5cm，最大粒径超过钻具直径，磨圆度一般，成分以石英质为主，分布不均匀。
⑤-1
泥岩强风化
51.0～
53.4
0.5
1.8
灰绿
钻进较平稳，进尺缓慢，岩芯取样为短柱状及少量块状，岩体较破碎。
裂隙很发育，风化程度不均匀，大部分已基本风化成土状，局部夹中风化岩块。
⑤-2
52.6～
54.1
未揭穿
灰绿夹红
该层主要为灰绿色，钻进较平稳，进尺缓慢，取样为柱状，碎屑颗粒为粉细砂，泥质和钙质胶结，胶结状态较好，敲击声较沉闷，细粒结构，块状构造，该层局部地段含砂量较高，岩芯采取率85%左右，RQD约72%左右，裂隙较发育,用力可击碎，属极软岩，较破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
场区地下水:
按赋存条件分为上层滞水、孔隙承压水。
1.上层滞水主要赋存在①层填土中，水位连续性差，无统一自由水面，其动态变化主要受大气降水垂直渗入补给和局部地表水侧向渗入补给。
2.孔隙承压水主要赋存在④层的砂性土层中，③层为弱透水层，与长江、汉江水力联系密切，互补关系、季节性变化规律明显，水位季节性变化较大,
勘探期间上层滞水静止水位在地面以下1.20～1.60m，相当于绝对标高20.43～19.92m，承压水水位在自然地面以下5.2m，相当于绝对标高16.52m。
1.4设计工作量及设计施工要求
地下水控制方案：
基坑侧壁止水采取三轴搅拌桩止水帷幕、桩间及坡面喷砼止水、水沟排水；
基坑承压水处理采取中深井降水减压方式。
1.4.1设计工作量
设计工作量表表2
序号
分项
桩径
（mm）
桩数
（棵）
工程量
备注
1
三轴搅拌桩
850
211
2948.26m3
桩长13m
2
降水井
300
11
352m
井管径∅250
1.4.2主要设计施工要求
㈠.止水帷幕设计施工要求
在基坑四周设置一排三轴深层搅拌桩作为止水帷幕，桩径850mm，桩间距600mm,桩间搭接250mm,采用P.O42.5水泥普通硅酸盐水泥。
三轴深层搅拌桩施工要求：
①三轴深层水泥土搅拌桩在施工前要求进行试成桩，确定实际采用的各项技术参数、成桩工艺。
②施工程序为：
三轴深层搅拌机定位→配制水泥浆→主轴正转喷浆搅拌下沉→反转喷浆复搅提升至孔口→关机、清洗→移位。
③采用20%的水泥掺入比,即单位加固土体的水泥用量为360Kg。
水灰比控制在1.5～2.0。
④注浆压力：
1.5～2.5MPa；
水泥浆流量：
280～320L/min。
⑤宜选用鱼尾式平底钻头
⑥桩位偏差不大于20mm，成桩倾斜度不大于0.4%。
⑦下沉速度应保持在0.5～1.0m/min，提升速度应保持在1.0～2.0m/min范围内，在桩底部分适当持续搅拌注浆，并尽可能做到匀速下沉和匀速提升，使水泥浆和原地基土充分搅拌。
⑧控制每根桩的水泥用浆量，确保搅拌桩桩身质量。
进行搅拌桩施工时，下搅喷浆搅拌与提升喷浆搅拌一次后，重复搭接的桩再下搅和提升一次，即每次都有2根桩须重复下搅和提升喷浆，注浆时的压力由水泥浆输送量控制，且泵送必须连续进行，不得中断送浆。
⑨施工时如因故停浆，应在恢复压浆前，先将搅拌机提升或下沉0.5m后，注浆搅拌施工，确保搅拌桩的连续性。
⑩三轴深层搅拌桩施工应满足设计的搭接要求，每一施工段应连续施工，相邻桩体的施工间隔时间不超过24小时。
施工开始和施工结束处的搭接应采取加强措施。
㈡.降、排水施工要求
①降水管井设计深度根据地层为32.0m见降水井系统平面布置图，成井直径300mm，单井出水量为50～80m3/h（1200～1920m3/d）,井管采用∅250钢管和缠丝包网填砾过滤器填砾规格2～3mm，过滤管的孔隙率不小于25%,深井潜水电泵采用总扬程不低于45m,额定流量为50m3/h,泵体最大外径不大于250mm的类型。
管井开泵后30分钟取水测试，其含砂量应小于1/100000。
降水井成井2～3口井后进行试验性降水，以校核水文地质参数。
②管井施工应《供水管井设计与施工质量验收规范（CJJ10）》等规定执行施工与质量验收。
应定时取水测试，若含砂量大于要求，应停抽并采取措?
施减少水中的含砂量。
③深井降水运营期抽排的地下水采用钢管沿基坑周边铺设集中排水至市政下水道;
根据其汇水状况宜采用直径为500mm钢管,管道铺设向出水口方向倾斜3～10‰。
④要求每口井的出水管口应设置抑制阀（防止水倒流入井中）、水表（测定出水量）、出水口（取水用来监测含砂率）。
2施工部署
2.1工程施工目标
质量目标：
符合设计及规范要求。
工期目标：
止水帷幕施工25日历天，水井施工15日历天。
安全、文明施工目标：
武汉市施工项目的安全生产标准化考评优良。
2.2施工部署
本工程的特点是分项工程项目多、存在多工序交叉施工现象、周围施工环境条件复杂、组织协调范围较广等。
基坑支护工程整体工作流程见图1。
图1工程总体施工工艺流程图
3施工准备、设备选型配套与资源配置计划
3.1施工准备
3.1.1技术准备
①编制施工组织设计，审核批准后实施。
根据设计，由项目总工向全体人员进行技术交底。
②组织技术人员熟悉、审查图纸，学习有关技术文件，学习施工工艺和安全操作规程；
③准备好各种施工记录表格；
④测量放线前向建设单位报送施工测量报审表，依据现场建设单位提供的基点、基线，确定止水帷幕中心线、降水井点位及基坑开挖边线等，经过自检合格并报请监理及发包单位复核签字后施工。
⑤对施工现场作业范围内地下（上）管网管线要求甲方予以书面确认或交底,作业范围内所有管线要求甲方在开工前清除。
3.1.2现场准备
根据现场施工条件和工程实际需要合理布置现场，确保场内施工道路的畅通，吊车、装载机可直接到达施工部位及材料存放场地。
水泥料场及设备工作场地随着工程进度，可以设置在场地内及周边较开阔的地面上。
3.2设备选择和工器具的选型配套
针对本工程设计要求，结合工程现场实际，我公司拟配备主要施工设备机具见表4。
拟投入本工程的主要施工机械设备表
表4
施工
工序
设备名称
单位
数量
型号
额定功率（KW）
用途
三轴
搅拌桩
三轴搅拌桩机
台
ZKD65-3
115
止水帷幕施工
步履式桩机桩架
MC-720
散装水泥自动拌浆系统
套
1
BZ-20L
45
注浆泵
2
BW-250
15*2
储浆桶
只
3m3
2.2
空压机
VF6/7，6m3
37
工程钻机
3
GPS-12
22
成井、下滤管
泥浆泵
3PNL
泥浆循环
潜水泵
13
洗井、抽水（2台备用）
集水管
m
1100
400
基坑排水
降水施工
200QJ50-52/4
降水
全站仪
索佳505
测量放线
发电机
200KW
备用
3.3资源配置计划
3.3.1劳动力配置计划
根据工程进度计划及工程量，本工程止水帷幕施工计划先后投入12人、降水井施工计划投入12人（根据进度随时调整）、降水施工计划投入6人，共计30人实施本项目施工。
施工阶段划分：
①第一阶段：
止水帷幕施工阶段；
②第二阶段：
降水井施工施工阶段；
③第三阶段：
基坑降水施工阶段。
3.3.2物资配置计划
①本工程所需材料由我公司负责购买，根据实际情况分批进场。
主要材料根据设计方案确定计划用量。
②所进材料及时取样送进行复试。
水泥必须有出厂合格证、检测报告。
收料员严格把关，不合格材料禁止卸入工地。
③采购的消耗性材料，采购时及时索取产品合格证明，确保耗材质量。
④工程所需设备项目部统一安排下随时进场施工。
⑤现场用电计划
根据施工顺序安排，用电最大负荷在降水施工期，所以施工现场用电按此期间容量计算。
根据工程特点施工设备分段作业，现场总需要系数Kx按0.6考虑，现场照明、办公及生活用电按20KW考虑，施工期间供电设备总需要容量：
Pj=Kx·
∑pe+20KW=0.7×
616KW+20KW=389.6KW,取400KW。
施工现场网电如不能满足施工要求，我方根据用电缺口进场发电机，以满足施工需要。
⑥临时用水计划
止水帷幕施工期用施工用水约100方，降水井可满足施工需要。
生活用水使用城市自来水。
4．施工方法与施工工艺要求
4.1三轴深层搅拌桩止水帷幕施工
4.1.1施工方法与工艺流程
三轴深层搅拌桩设计桩径850mm，桩间距6000mm,桩间搭接250mm，套孔施工。
采用ZKD65-3三轴搅拌桩机进行施工。
工艺流程图见图5。
清除地下障碍物、平整场地
开挖泥浆沟
定位
水泥浆配置
压缩空气压入注入
压浆注入
三轴搅拌机就位
压浆钻进与搅拌
压浆提升与搅拌
施工结束移位至下一根桩重复操作
图5：
三轴深层搅拌桩施工工艺流程图
4.1.2过程施工工艺要求
⑴.测量放样和场地清理
根据设计要求，先把场地进行清理整平，然后进行放样，该项工作的测量放样包括两个内容：
一是根据设计资料放出打设宽度；
二是根据设计画出布桩平面图，标明排列编号，放出具体桩位，施工前必须经过监理复核。
图6桩位搭接示意图
⑵.开挖沟槽
根据三轴搅拌桩桩位中心线用PC200挖机开挖槽沟，沟槽尺寸为宽1.2m，深1～1.2m,并清除地下障碍物。
开挖导向沟槽余土应及时处理，以保证桩机水平行走
⑶.桩机就位
由现场施工员、桩机班长统一指挥桩机就位，移动前看清前、后、左、右各位置的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况，及时纠正，桩位偏差不大于20mm。
桩机应平稳、平正，并用经纬仪或线锤进行观测，确保钻机的垂直度，搅拌桩垂直度精度不低于1/200。
⑷.制备水泥浆液
开钻前对拌浆工作人员做好交底工作，在施工现场配备电脑计量的自动搅拌系统和散装水泥罐，以确保浆液质量的稳定。
按设计要求水泥浆液的水灰比为1.5～2.0，水泥掺量不小于20%，即每立方米被搅拌土体中水泥掺入量至少为360Kg（被搅拌土体密度以1800Kg/m3计）。
实际施工按每罐1000Kg水、550Kg水泥进行配制（水灰比为1.82），每幅桩水泥用量计算如下：
大幅（桩位搭接示意图中1、2、4幅）水泥用量：
T=桩长*搅拌桩截面积*土体比重*水泥掺量百分比
=桩长*0.803m2*1.8m3*20%
小幅（桩位搭接示意图中3、5幅）水泥用量：
=桩长*0.268m2*1.8m3*20%
水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，因故搁置超过2小时以上的拌制浆液，应作废浆处理，严禁再用。
搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过12小时。
注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头在H口进行混合，注浆压力为1.5Mpa～2.5Mpa，注浆流量为80～120L/min/每台。
⑸.钻进搅拌提升
三轴水泥搅拌桩止水帷幕采用两喷两搅的施工工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，同时严格控制下沉和提升速度：
下沉速度为0.5～1.0m/min,提升速度为1.0～1.5m/min，在桩底部分宜重复搅拌注浆。
另外，按照三轴搅拌桩的施工工艺，三轴搅拌机在下钻时，注浆的水泥用量占总数的70％～80％，而提升时为20％～30％。
按照技术交底要求均匀、连续注入拌制好的水泥浆液，钻杆提升完毕时，设计水泥浆液全部注完。
⑹.桩机移位
施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。
4.1.3特殊情况处理措施
①有异常时，如遇无法达到设计深度进行施工时，应及时上报业主、设计、监理，经各方研究后，采取补救措施。
②在碰到地面沟或地下管线无法按设计走向施工时，宜与业主、设计单位、监理共同协商，确定解决办法。
③施工过程中，如遇到停电或特殊情况造成停机导致成桩工艺中断时，均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆钻搅，以防止出现不连续桩体。
如因故停机时间较长，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗，以防止浆液硬结堵管。
④发现管道堵塞，应立即停泵处理。
待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等10～20秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。
⑤施工冷缝处理，施工过程中因超时无法搭接或搭接不良，应作为冷缝记录在案，并经监理和设计单位认可后，采取在搭接处补做搅拌桩，确保搅拌桩的施工质量。
4.1.4质量保证技术措施
①施工现场应先进行场地平整，清除施工区域的表层硬物和地下障碍物，三轴搅拌桩施工机械操作场地应进行地基处理，路基承载力应满足重型搅拌桩机平移、行走稳定的要求，确保搅拌桩垂直度达到设计要求。
②严格控制搅拌桩搅拌下沉速度和搅拌提升速度，并保持匀速下沉（提升），搅拌提升时不应使孔内产生负压造成基坑围护地基沉降，在桩机钻杆身上做好明显标志，严格控制隔水帷幕桩顶和桩底标高。
③认真填写每班组水泥记录及相应报表备查。
④施工过程中随时检查施工记录，并对照规定的施工工艺对每组桩和检验批进行质量评定，检查重点是：
水泥用量、桩长、制桩过程中有否断桩现象、搅拌提升时间。
⑤三轴水泥搅拌桩三根试桩成桩后按相关质量标准要求进行检测。
4.1.5质量检测与检验
在基坑开挖时，随机方法选取检测点或选择施工中出现异常、开挖出现漏水的部位，检测水泥土固结体的范围、表面轮廓、搭接接缝。
4.2降水井及降水施工
4.2.1降水井施工方法与工艺流程
降水井施工采用GPS-12回转钻机泥浆护壁、回转钻进施工工艺成孔、钢丝绳吊放滤管、回填滤料、上部封孔成井。
降水井施工工艺流程见图7。
4.2.2过程施工工艺要求
①钻进成孔
结合基础设计图纸，降水管井布置应避免穿越地下结构墙板、梁和柱子。
选用长3米左右,内径500㎜的钢护筒，护筒周围用土填实；
钻机对准孔位，误差小于50㎜，钻机水平牢固，“天车、转盘中心、孔位”保持三点一线。
钻进采用清水钻进，自然造浆的施工工艺，开钻要轻压慢转，钻孔的的直径不小于300㎜，钻孔的垂直度小于1%。
降水井深32m,孔深比设计深度可超钻0.3m左右。
②破壁换浆
终孔后立即用带钢丝的钻头破井壁，同时进行换浆，换浆后泥浆比重不大于1.05。
③下滤管
按设计要求井管采用∅250钢管和缠丝包网填砾过滤器填砾规格2～3mm，过滤管的孔隙率不小于25%,向井内下放时应扶正居中，遇阻时轻轻摆动，切不可上下窜动。
图7降水井施工工艺流程图
④投滤料
井外0～12m用粘土球封填，12～32m管外环填φ2～3mm绿豆砂作为反滤层。
反滤料进场后应经质检人员验收，不得含泥。
投料时用铁锨沿管周均匀回填，防止蓬塞或向一侧挤压，滤料填充体积不应小于计算量的95%。
0～12m用粘土球封填，填平夯实。
⑤洗井
滤料回填及上部封孔结束立即下入污水泵开始洗井。
初始水泵下入水面下2～3m时启动，边抽边随水位下放，直至井底并持续工作，随时间延长，排出水由浑变清，水量由小渐大，待水清并持续2小时后结束洗井，准备验收。
洗井过程中当井内水量很小且浑，用清水沿管外滤层回灌，边冲边洗。
滤料下沉时及时回填。
⑥成井验收
洗井完成后要进行单井抽水试验，如单井出水量达不到1200m3/d，联系设计人员提出处理措施。
验收项目有实际井深、井径、洗井效果、水量等，验收方法为实际丈量和目测。
验收合格后在《降水井施工记录表》上签字盖章。
并做好井口保护。
4.3降水施工
⑴降水设备
根据单井出水量大小、井深、降水井数量，每口降水井中安放一台流量50m3/h、扬程52m的200QJ50-52/4型潜水泵，潜水泵总配置数量为11台。
⑵降水施工
①在基坑的周围铺设排水管线（直径为φ400mm的焊管），把各降水井的水集中起来，排放到基坑周边的储水池，沉淀后外排。
②承压水降压降水应按动态抽水降压原则进行。
随开挖深度增加逐步降低承压水头，通过控制对承压水的抽取，来降低对周边环境的影响。
③基坑内水疏干时，泵随水位降低逐渐下移，满足降深达开挖深度下1.00m即可，降水过程中应定期取样测试含砂量，保证含砂量不大于1/100000，否则应停抽采取措施。
。
④在基坑开挖时提前7天实施基坑水疏干，在确保基坑内任意点水位均达到设计要求的情况下方可挖土。
⑤基坑开挖时，应准备双电源，防止停电，以保证基坑内降水效果。
⑥对局部渗水地段，可挖设盲沟，汇入疏干井内及时排出，防止事态扩大。
⑦随时检查抽出的水是否浑浊及水量大小、观测地表状况，防止因降水不当引起地表大的沉降或塌陷。
⑶.封井
中深井降水完毕后按设计要求进行封井：
①承台底板施工时，在管壁加焊两层止水环；
②降水工作完成后，采取“以砂还砂，以土还土”的原则，封堵井孔，并加焊封口板。
4.4排水沟、集水井及坡顶硬化施工
4.4.1地面硬化与地表水处理
基坑周边地面硬化采用C20素砼、厚10cm左右。
为便于地下水汇集，基坑上边线与排水沟之间应修成反向坡。
坑外排水沟布于基坑坡顶，距坑壁1.5m，呈环形封闭状，用砖砌水泥砂浆抹面修筑，在基坑开挖前预先修好，水沟宽0.3m、深0.4m，并与市政排污管接通，根据现场具体情况，在适当位置修筑沉淀池，基坑内抽排出的地下水经沉淀池沉淀后，排入市政排污管道。
4.4.2坑内排水
坑内排水沟设在施工作业面内，宽0.3m。
沟底比坑底低0.2—0.3m，积水井比坑底低0.5m。
排水沟、集水井及坡顶硬化按常规施工方法进行施工。
5降水应急预案措施
⑴.止水帷幕渗漏处理
在基坑开挖过程中，若发现止水帷幕止水效果达不到设计要求，应立即采取补救措施，如渗水量极小，为轻微
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