大口井降水方案.docx

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大口井降水方案

大柳塔煤矿联合建筑室外化粪池工程

基坑支护及降水施工方案

宁夏煤炭基本建设公司

2013年3月23日

四、基坑开挖施工………………………………………….............8

（1）开挖原则

（2）开挖设计方案

（3）开挖施工工艺和方法

五.基坑支护方案

（1）初步分析

（2）基坑支护设计

（3）基坑支护施工工艺和方法

一、工程概况

该工程化粪池位于大柳塔煤矿内，情况如下表：

化粪池容积（m³）

位置

型号

规格

挖土深度／ｍ

覆土厚／ｍ

50

旧联建楼北侧

11#

2900×8800

4.8

1.15

具体详细尺寸及施工图见图集《钢筋混凝土化粪池》，图集号：

03S702，根据实地测量以及图纸设计标高确定，均采用有覆土形式，并且顶面均过汽车。

由于该区域地下水位较高，大约在-1.4左右，基坑开挖前需要做基坑降水，本工程计划采用大口井降水。

二、降水井施工

（1）施工工艺流程

井点测量定位→挖井口、安护筒→钻孔就位→钻孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填井管与孔壁间的砂砾过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常工作→盖井盖→清理施工现场→降水管理→降水任务完成→封井。

（2）施工要点

钻井

按池位测放井位，采用钢筋做显著标志，对井位处的地面标高进行测量，根据设计井底标高，确定井深。

按设计井位，根据该地区地下地层情况，施工时设置护筒，避免泥浆浸泡、冲刷导致孔口坍塌。

采用反循环潜水钻机成井，井内径不小于300mm，井孔保持圆正垂直，孔深大于8m。

换浆

井管下入前注入清水置换，砂石泵抽出沉渣并测定井深。

用水泵或捞砂管抽出沉渣，使井内泥浆密度保持在1.15-1.25g/cm3。

吊放井管

井管采用Φ300mm水泥砾石滤水管，分节下放，滤水管外包多层土工布及等粒径碎石。

井管要高出地面不小于300mm，并加盖临时保护。

填滤料

井管下入后立即填入滤料。

滤料沿井孔四周均匀填入，宜保持连续，将泥浆挤出井孔。

填滤料时，应随填随测滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因。

不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防不均匀或冲击井壁。

洗井后，如滤料下沉量过大，应补填至井口下1m处，其上用粘土封填。

滤料必须符合级配要求，合格率要大于90%，杂质含量不大于3%。

洗井

成井后，借助空压机清除孔内泥浆，至井内完全出清水止，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，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化难以破坏，影响渗水效果。

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。

下泵抽水

潜水泵在安装前，对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查。

检验电动机的旋转方向，各部位螺栓是否拧紧，润滑油是否加足，电缆接头的封口有无松动，电缆线有无破坏折断等情况，然后在地面上转3~5min，如无问题，方可放入井中使用。

深井内安设潜水电泵，可用绳吊入滤水层部位，带吸水钢管的应用吊车放入，上部与井管口固定。

设置深井泵的电动机座应安设平稳，转向严禁逆转（设有逆止阀），防止转动轴解体。

潜水电动机、电缆及接头必须有可靠的绝缘，每台泵配置一个控制开关。

主电源线路沿深井排水管路设置。

安装完毕应进行试抽水，满足要求后始转入正常工作。

封井（盖井盖）

井口地面以下1m范围内用粘性土回填压实，井管要高出地面0.3m，并在周围立显著标志和加井盖予以保护。

水位观测

抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期每天早晚7点观测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。

降水结束封井

待化粪池主体结束，基坑回填完毕，降水工作结束，封闭降水井，恢复原有地面。

施工技术要求

尽量使用清水钻探，必要时使用稀泥浆钻进；

机械垫平，保证钻孔垂直度，严格按设计孔径、孔深施工；

作好钻探记录，记录好孔号、孔深、地层岩性等；

下管时将井管对整齐，捆扎要牢靠，防止下管脱落或井斜；

滤料规格要整齐干净、圆度要好，绝不准含砂；

成孔下管前，要用清水换浆，成井后，应立即用空压机洗井，一切水质洗到清澈透明，抽水五分钟后含砂量应低于1/2000；

洗井后应下泵抽水，观测出水情况，及时调整降水方案。

（3）降水井施工技术、质量保证措施

井点成孔质量控制措施：

钻孔的孔口处设置护筒；

孔径施工垂直，上下一致，管井设计管径Φ300mm，孔底比管底深0.5～1.0m；

空压机洗井至水清砂净；

钻进中在需要的时候取土样并做好记录。

分节组装的井点管直径一致。

管井井点管采用无砂混凝土管，其孔隙率不应小于20%，且外壁包无纺布。

井点管沉设符合下列规定：

下管前进行冲孔换浆，泥浆比重控制在1.05-1.10之间。

沉设前应先配管，

分节沉设时，各节应同心并连并连接严密；

管井井点管高出地面300mm，井点管就位固定后，管上口应临时封闭。

滤料洁净，其规格为含水层筛分粒径的5~10倍。

投放时符合下列要求：

滤料投放前清孔稀释泥浆；

滤料沿井管周围均匀投放，投放量不得小于计算量的95%；

滤料填至井口下1m左右时用粘性土填实夯平。

井点管沉没后，检查渗水性能。

当投放滤料管口有泥浆水冒出或向管内灌水能很快下渗时方为合格。

配水管路断面根据排水流量确定并连接严密。

排出的水经过沉砂处理后，方可排入市政管道。

降水井点系统，在工程结构底板浇注完毕且混凝土强度达到设计要求后再行撤除、封井。

井点封井后，及时回填密实。

（4）降水井保护措施

坑内井在井口处用Ф16螺纹钢焊好保护架，设置井盖盖好。

坑外砌筑井台，井口设置井盖盖好，以防掉落井内杂物。

土方开挖时，除向土方开挖人员作好保护交底外，派专人负责看护成井，并随土方下挖逐节拆下井管。

观测井的保护措施

槽内观测井在井周围做好标志，以示保护。

每天进行巡视，检查观测井的保护情况。

（5）降水井点布置

基坑降水设计基础开挖前，在基础四周挖设4个排水井，具体位置见附图（按非完整计算，根据建筑基坑支护技术规程JGJ120-99）井深为8米，根据现场坑槽涌水程度将地下埋水位定位1.5米,井间距10米。

排水井内径300mm，滤水井采用无砂混凝土管，井管内插入直径为150mm的橡胶管为吸水管，吸水管与水泵相连，采用一泵一井，并预留2个备用水泵，4个降水井同时作业，以保证基础的正常开挖。

对地下水水量的预测：

由于地质勘察报告没有提供土工试验数据，目前只能够通过查阅一些相关资料进行预测，根据地质报告的显示，挖土区域主要为中粗砂，表层杂填土层位于地下水位以上，基本上可以不考虑它的渗透。

通过查阅相关资料，粗砂的渗透系数在a*10-1至10-2cm/s之间；中砂的渗透系数在a*10-1至10-3cm/s之间，可以知道，本工程的渗透系数取值最小值为1*10-3cm/s；最大值为9*10-1cm/s。

根据公式进行测算：

井点深度：

8.2M

地下静水位：

Hn=1.5M

管井半径为：

r=￠/2=0.30/2=0.15m（砼管径为￠300mm，壁厚为50mm，公式中￠=0.3+0.05+0.05=0.40m）

有效深度为：

8米

井内降水深度：

S=12-4.5+0.4=7.5m≈7.9米

影响半径：

R=30m

单井涌水量：

Q=4=80m3/h

基坑总涌水量：

Q=1.366KS（2H-S）/lg（l+R/r0）

Q=基坑潜水涌水量（m3/d）

K=含水层透水系数=3.45m/d

H=有效深度=8m（如按完整井计算H为透水层厚度）

S=降水深度=8m

R=影响半径=30m

r0=基坑换算半径=√F/π（F为基坑面积=40m2）

需要说明的是，这只是一个初步估计，而实际的渗流长度是变数，不是100米而是都大于100米，这是一个最保守的估计。

首先，为防止地表水排入坑内，同时加强基坑积水及雨水的及时排放，分层开挖以后，在基坑内四周设置排水沟，排水沟沟宽0.3米，深0.3米，沟底平铺一层石渣，以方便滤水。

排水井水泵采用150WQ200-10-15型，出口直径150mm，流量200m3/h。

根据开挖的情况及时设置水泵抽水，如果沟内的水不能及时抽出，应适当增加水泵台班，直至抽水量大于渗透量，排水沟内几乎没有积水，方可进行下一步施工。

四、基坑开挖施工

（1）开挖原则

工程经验表明，由于受地下工程不可知的因素影响较多，因此基坑开挖工程是一项风险较大的工程，即使从已知条件设计出安全、可靠的基坑施工方案，在施工中也要采取信息法施工。

由于该工程土质较差，且基坑开挖施工要与基坑排水、基坑支护密切配合，所以基坑开挖要采用安全可靠的措施，严密组织，科学施工。

尤其是要坚持“慎开挖、快支护、勤监测、早处理”的原则，方能确保基坑边坡稳定和基坑工程的安全。

基坑开挖必须与基坑支护和降水方案的实施保持一致，充分考虑土方开挖的前提条件是挖方区域处于无水状态，考虑到基坑支护做到万无一失是开挖顺利进行的保障，考虑到基坑降水是整个开挖乃至基础施工全过程的核心。

基坑开挖应遵循分层、分段、按先后顺序开挖的原则。

土方开挖设计应充分考虑时空效应，合理确定土方开挖层数、每层分段数量、分段开挖时间限制及护壁留置的宽度、高度等等；

土方开挖设计

土方开挖前要做好必要的准备工作，如沙袋、木桩、竹片板等排险材料，以备基坑开挖时出现紧急情况之需。

基坑开挖时将地面附加荷载减到最小，严禁在坑边堆载或通行重载车。

开挖下层土时，保护上层支护的边坡，不得碰撞排水结构和支护结构。

土方开挖以后及时施工支护结构，尽量减少土体变形，保证基坑安全。

基坑内各区间台阶先放坡机械开挖，再人工修坡到位。

同一层土方开挖施工应分层分段跳挖施工，出现紧急情况时便于回填反压。

每次每段开挖长度不大于5米。

及时检查现场的排水系统，做好基坑周围地表水及基坑内积水的排汇和疏导，防止基坑暴露时间过长或被雨水浸泡。

开挖施工工艺和方法

基坑的土方施工包括定位放线、土方挖运、验槽与地基的局部处理等。

放线是根据定位确定的轴线位置划出基坑开挖边线。

基坑上口尺寸的确定应满足支护方案设计的要求。

在第一层土方开挖以后，挖第二层土方以前，仍要进行第二次放线，以此类推，需要放线3—4次。

本工程的土方采用W220-C、w60-c型挖掘机开挖，自卸汽车运土，人工配合清槽的方法。

这种作业方式可以减轻劳动强度，加快工程进度。

严格按造支护设计深度开挖，并应注意逐层开挖，基坑土方开挖采用机械开挖和人工清挖相配合，开挖顺序按先四周排水沟、后中间挖方区域、先南后北逐层开挖的原则。

基坑开挖机械不得碰撞支护结构、降水系统和监测系统，严禁碰撞、挤压、拖动工程桩。

第一步全面开挖1米深，根据地质报告显示，常地下水位在地表以下2米，因此，全面开挖1米不会出现地下水。

第二步四周挖排水沟排水，如果含水层开挖时如果渗透流量过大，会引起四周沙层塌方、中部管涌或流土（俗称沙沸），将无法控制开挖边线和标高，所以在含水层全面开挖以前，在挖方区域以外四周先用挖掘机挖出一条四面连通的排水沟。

为方便施工，排水沟开挖完成以后及时用水泵（暂定功率100M3/h）抽水，如果沟内的水不能及时抽出，应适当增加水泵台班，直至抽水量大于渗透量，排水沟内几乎没有积水，方可进行下一步施工

第三步排水沟以内再开挖1米深，待排水稳定以后，再将排水沟以内往下开挖1米深。

第四步重复第二、三步的工作，直至挖至设计标高。

重复第二、三步的工作，直至挖至设计标高。

挖至设计标高以后，底部再开挖一条排水沟，始终抽水以保持基底没有积水。

五.基坑支护方案

初步分析

本深基坑工程挖深较深，最大深度为相对标高-4.8m，从经济方面考虑，全面放坡开挖。

按照1：

0.5放坡，以满足施工要求。

基坑开挖以后地下水必然渗流，透过渗流部位，会引起涌土、涌砂现象的发生，所以土方开挖后该层边坡是不稳定的，必须采取支护措施。

（2）坑支护设计

放坡开挖以后的基坑边坡支护主要是中粗砂层的边坡支护，支护方法也相对简单，一般可以保证在无水状态下进行，先人工修理边坡，达到平整以后在边坡上平排一层实心粘土砖，以保证支护对象处于稳定状态，人员上下施工时不至于将边坡踩踏下滑。

如果边坡始终处于无水状态，简单支护以后就可以满足施工的要求。

如果有地下水渗出，长时间会引起边坡变形，再在上面整体做一层100厚细石混凝土找平层。

细石混凝土间隔一定的距离预留排水孔，以减少渗流水对边坡土质的影响。

边坡支护的具体做法见图3

挖掘机和人员、设备上下部位是边坡支护的重点，为确保万无一失，该部位在土方开挖完成以后采用100厚C10混凝土浇筑，并设置防滑条。

在挖掘机和人员上下部位的排水沟均提前预制沟盖板，在护壁完成以后盖上，保证施工机具和人员的顺利通行。

基坑支护施工工艺和方法

边坡支护在基础开挖完成以后，上层排水沟排水基本稳定以后进行，基本上土方开挖完成以后即可，基坑支护采用人力手推车进行垂直和水平运输。

 为保证坡度满足设计要求，保证平整度，在靠近设计边坡附近，应停止使用大型机械开挖，采用人工挖铲，以免扰动边坡土体。