学校灾后重建项目降水工程设计及施工组织方案.docx
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学校灾后重建项目降水工程设计及施工组织方案
学校灾后重建项目降水工程设计及施工组织方案
目 录
第一部分 文字
第一章 概述..........................................１
第一节 工程概况.............................１
第二节 地形地貌.............................2
第三节 区域地质构造及地形地貌...............2
第四节 场地水文地质条件.....................4
第五节 场地周边环境.........................5
第六节 业主配合.............................5
第二章 基坑降水设计及施工组织方案.....................6
第一节 降水工程设计.........................6
第二节 降水设计.............................7
第三节 人员及设备施工组织...................9
第四节 降水井施工方案.......................10
第五节 降水施工方案.........................12
第六节 降水监控、维修、保养.................14
第七节 降水注意事项.........................14
第八节 降水对场地周边环境的影响分析.........15
第三部分 图纸
第一章概述
第一节工程概况
本项目位于雨城区**。
该项目建设占地约66251.65亩，总建筑面积约33327.77平方米。
由教学楼，实训楼、教学培训楼、学生宿舍1、学生宿舍2、食堂服务中心、培训楼1、培训楼2及大门等等组成，具体见下表。
各拟建建筑物概况一览表表1.1-1
序号
建筑名称
形状
层数（层）
±0.00
（m）
具体尺寸
长×宽（m）
（m）
占地
面积（m2）
（m2）
建筑
面积
（m2）
结构
类型
备注
1
教学楼
凹形
3-4F
537.00
54.6×37.2
1387.44
5099.54
框架
/
2
实训楼
凹形
3-4F
537.00
57.6×37.2
1419.24
5238.54
框架
/
3
教学培训楼
凹形
4F
537.00
49.2×40.8
1974.24
5515.94
框架
/
4
学生宿舍1
矩形
6F
537.15
54.8×17.4
953.52
5452.72
框架
/
5
学生宿舍2
矩形
6F
537.15
47.0×17.4
817.8
4676.60
框架
/
6
食堂服务中心
矩形
2F
537.15
35.7×30.5
1088.85
2110.36
框架
/
7
培训楼1
矩形
1F
537.00
46.8×30.5
1427.4
2334.48
框架
/
8
培训楼2
矩形
2F
537.00
54.8×41.6
2279.68
2800.00
框架
/
9
大门
矩形
1F
537.00
38.95×6.0
99.50
99.50
框架
/
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。
根据拟建项目地区及周边县、市的基坑护壁设计和施工经验，结合本工程的具体特点，本着经济合理、安全可靠的设计理念，本基坑拟采用“管井降水”。
受业主委托，我公司对该工程地下室降水、基坑支护进行设计及施工组织编制。
第二节地形地貌
拟建场地位于**。
总体地形较为平坦。
勘察测得钻孔孔口标高534.05~537.83m，相对高差3.78m。
拟建场地地貌单元属青衣江一级阶地。
第三节区域地质构造及地形地貌
拟建场地地层主要由第四系全新统人工植土（Q4pd）、第四系全新统冲、洪积层（Q4al+pl）。
现由新至老分述如下：
（1）第四系全新统人工填土层
①-1素填土（Q4ml）：
灰褐色，稍湿，松散结构。
主要以人工回填粘性土为主，粘性土状态为可塑，含碎瓦片、煤渣、碎砖块等，该层在场地内的原有道路一带分布。
厚度：
1.40~1.80平均1.48m。
①-2耕土（Q4pd）：
灰褐色、褐色，可塑，湿，以粘性土为主，含大量植物根茎，该层在场地内的耕田一带普遍分布。
厚度：
0.30～0.40m，平均0.35m。
（2）第四系全新统冲、洪积层
②细砂：
灰~褐灰色,稍湿~湿，主要成份由圆形及亚圆形的石英、长石及片状云母组成，级配均匀，局部地段为细砂及粉质粘土互层，偶见园砾，呈松散状态。
厚度：
0.60~2.60m，平均1.82m；层底标高：
531.65~535.71m，平均534.39m；层顶埋深：
1.40~2.90m，平均2.22m。
③中砂：
黄~黄褐色，稍湿~湿，主要成份由圆形及亚圆形的石英、长石及片状云母组成，级配均匀，层中偶见偶见园砾，松散状态。
厚度：
0.50~0.70m，平均0.56m；层底标高：
532.70～534.00m，平均532.98m；层顶埋深：
3.30~3.80m，平均3.58m。
④卵石（Q4al+pl）
灰白色、青色等，湿，卵石母岩成分以花岗岩、闪长岩为主，砂岩次之，中风化～微风化状，磨圆度较好，球度差，粒间由粘性土、砂土及圆砾充填，按其骨架颗粒含量、排列、可钻性和N120动力触探试验锤击数分为松散卵石、稍密卵石、中密卵石三个亚层，分述如下：
④-1松散卵石：
卵石粒径一般在2-6cm之间，含量约占总重的50%，颗粒大多不接触，粒间由中细砂及圆砾充填，钻机钻进较容易，孔壁易坍塌，N120动力触探试验指标值在1—4击/10cm之间。
该层在场区呈层状分布或透镜体分布；厚度：
0.50～1.40m，平均0.69m；层底埋深：
3.30～5.40m，平均3.42m。
④-2稍密卵石：
卵石粒径一般在3～12cm之间，含量约占总重的60%，颗粒部分接触。
粒间由粘性土、砂土及圆砾充填，动力触探试验指标值在4—6击/10cm之间。
该层在场区内广泛分布，厚度：
0.60~3.30m，平均1.87m，层底埋深：
4.90~7.80m，平均6.53m。
④-3中密卵石：
卵石粒径一般在5～20cm之间，大者达30cm，含量约占总重的70%，交错排列，连续接触，粒间由粘性土、砂土及圆砾充填，N120动力触探试验指标值在7～11击/10cm之间，该层在场区内普遍分布，厚度：
7.80~10.80m，平均9.29m，层底埋深：
12.20~14.60m，平均13.76m。
⑤白垩系上统灌口组泥岩（K2g）
为白垩系上统的一套内陆河湖相沉积的岩层，细粒结构，裂隙面含较多粘土矿物，中厚层状构造，钙泥质胶结。
岩石坚硬程度为极软岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为Ⅴ。
根据四川地区红层岩石的大量试验成果资料可知，泥岩的软化系数小于0.75，为软化岩石，易软化。
分布于整个场区，在勘探深度范围内，按其风化程度分为强风化、中风化二个亚层，分述如下：
⑤-1强风化泥岩：
灰紫色、黄灰色，细粒结构，裂隙面含较多粘土矿物，风化裂隙发育，岩芯为碎块状，顶部散粒状，N120重型动探击数一般在4-13击左右，该层采用冲击钻进。
场区普遍分布；厚度：
0.60~1.60m，平均1.20m；层底埋深:
13.60~15.80m，平均14.96m。
⑤-2中风化泥岩：
棕红-紫红色，粘土矿物为主，中厚层状构造，钙泥质胶结，风化裂隙发育，裂隙面粗糙，呈闭合状态，岩芯较为完整，呈柱状，少量长柱状，强度较高。
局部夹强风化夹层，该层厚度大，未揭穿。
第四节场地水文地质条件
4.1.地下水类型
场地主要有两类地下水，一是覆存于第四系填土层中的上层滞水，勘察期间为平水期，测得地下水水位在0.4~1.7m之间，主要靠大气降水和生活用水下渗补给，以蒸发或逐渐向隔水层边缘流散的形式排泄。
分布无规律，具季节性，雨季丰富，旱季消失。
另一类孔隙潜水：
主要赋存于松散层孔隙中，地下水主要接受大气降雨及农业灌溉水的垂直入渗补给以及上游地下水及河水补给，水量丰富，水位受季节控制。
因场地位于青衣江Ⅰ级阶地前缘，因此场区内地下水与河水之间存在着密切的水力联系。
4.2.地下水位
卵石层为主要含水层，其骨架颗粒间空隙较小，充填物为粗砂及少量圆砾，故透水性较好，结合**地区已有的其它工程经验，建议本场地卵石层的渗透系数K为35m/d。
第五节场地周边环境
本场地比较空旷。
第六节业主配合
1、提供经审查批准后的地勘察报告（含电子版）、总平面图、地下室基础平面图、±0.00绝对高程、集水坑及电梯井基础底标高、基础埋置深度等降水设计所需相关数据及依据。
2、提供场地内的管、网及建筑物、构筑物、道路等的平面图、详图及评估报告。
3、负责施工现场的“三通一平”工作（满足施工条件）。
4、协调相关单位工作。
5、本工程预计打井施工用电80KW左右，降水用电300KW左右（具体根据进场设备数量及功率确定）。
6、为防止市政停电，建设单位（总承包单位）应备用满足降水及施工所需的备用电源（发电机）。
７、如现场场地环境、地质情况及其它与设计方案存在差异的原因，现场应立即停工，并及时通知我公司，我公司作相应设计变更后方可进行施工。
第二章基坑降水设计及施工组织方案
第一节降水工程设计
1、降水技术要求
（1）降水面积１７５８４.３m2。
（2）基础底部深度：
稍密卵石层，按最不利基础考虑。
（3）降水深度要求２.６m（降水至基底以下0.5m）。
2、设计依据
（1）《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）
（2）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）
（3）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46—2005）
（4）《建筑工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-93）
（5）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59—2011）
（6）《供水管井技术规范》（GB50296-99）
（7）《成都地区基坑工程安全技术技术规范》（DB51/T5072-2011）
（8）《**市职业高级中学灾后重建项目岩土工程勘察报告》
（9）《**市职业高级中学灾后重建项目基础平面图、总平面图及土方开挖图》
第二节降水设计
根据拟建工程场地环境特点及基坑降水要求、拟建场地的岩土工程地质条件,并结合该拟建工程所在地区常用的降水施工经验,拟采取管井降水的方式。
降水后的地下水位距离基础基底不小于0.5m，根据本工程地下水位特性，综合我公司近两年在该拟建工程所在地区的降水设计、施工经验。
根据周边调查，该拟建场地地下水受临近工程降水影响，根据该地区的正常地下水位，该工程最高地下静止水位埋深约处在０.４m，地下水位变化幅度在１.０～２.０m。
降水设计计算表
1、参数取值
符号
计算公式（或依据）
计算结果（取值）
静止水位
H0
据地勘报告
０.４
井深
h
据经验取值
１５.０
含水层厚度
H
=h-H0
１４.６
渗透系数
K
据勘察报告取值
３５.０
降水井半径
rw
成孔半径
0.28
井降深水位距地表
S0
按设计要求
３.０
井水位降深值
Sw
=S0-H0
２.６
单井影响半径
R
=2Sw（KH）1/2
１１７.５
基坑等效半径
r0
=（F/Л）1/2
３０.６
基坑影响半径
r
=R+r0
１４８.１
基坑降水面积
F
实验楼（厂房二）为例
２９３７.４m2
2、涌水量计算
基坑涌水量
Q
=1.366K（2H-S）S/lg（r/r0）
５６５８.８
单井涌水量
Q'
=120πrwlk1/3
６５０.０
降水井个数
n
=1.1Q/Q,
９.６
计算结论：
满足降水要求，须降水井１０口。
3、危险点验算
危险点水位降深
S角
３.１
计算式：
S角=H-{H2-[lgR-lg（r1×r2×...×r6）/１０]Q/1.366K}1/2
计算结论：
S角>S，满足降水要求
4、降水井深度确定
淹没过滤段最小长度
l'
根据基坑中心降水情况综合考虑
５.０
降水井深度
Hw
=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW6
１４.６
计算结论：
考虑抗浮杆现场施工因素，结合工程经验，降水井深度取１５.０m。
经以上计算,该工程场地降水井设计共60口,使之满足地下水位降深、满足基础施工要求。
但为了考虑工程成本降水井暂按35口布置，在施工过程中降水深度若不能满足施工要求时可适当增加降水井数量，本工程降水井根据经验并参考地勘报告按中心距按不大于20m布置降水井，具体详见“基坑支护及降水井平面布置图”。
降水过程中遇含卵石粘土层、含粘土卵石层基岩接触带、裂隙水及其它对降水不利等地质情况，导致降水效果达不到施工要求，施工现场应根据实际情况，制定具体的降水措施（含排降水）。
总承包单位应做好基坑汇集水、大气降水及施工用水的清理、排放工作。
第三节施工人员及设备组织
3.1施工人员组织
施工项目
工种
人数
降水施工
凿井施工人员
9人
降水安装
6人
降水维护
2人
3.2施工设备组织
名称
数量（台/套）
名称
数量（台/套）
CZ-22冲击钻
3
电焊机
3
空压机
3
潜水泵
40
清水泵
2
其它
若干
第四节降水井施工方案
1、施工工艺流程
测放井位→凿井成孔→井管安装→填充滤料（砾石）→洗井
2、施工方法
（1）测放井位：
根据《基坑降水平面布置图》和现场基坑开挖控制线，用钢尺测放降水井位置，降水井距基坑开挖线一般不小于2.0m，开孔前做好泥浆池打围，以防止泥浆流入基坑内，完成打井施工后将泥浆清除并转运出施工场地。
（2）凿井成孔：
采用CZ—22型钻机，一字钻头，泥浆护壁，冲出钻井成孔，开孔与终孔直径约600mm。
施工过程中应注意确保钻孔的垂直度和孔径，终孔前仔细测量孔深。
（3）井管安装：
检查钻孔合格后，将井管吊装入钻孔中，井管对口吻合，井管外进行定中控制。
（4）填滤料（砾石）：
将砾石沿四周均匀填入井管与孔壁间隙中，施工时应确保井管垂直。
（5）洗井：
采用空压机与活塞联合洗井。
先用空压机将孔内泥浆排出孔外，再用活塞拉洗破坏孔壁泥皮使孔壁畅通，再用空压机将泥皮排出孔外，洗至水清，含砂量不大于1/20000。
3、降水井质量控制措施
降水井施工质量是影响降水效果及周边建筑物安全的关键因素。
因此，在施工过程中应采取以下措施：
（1）施工准备
井位测放准确，钻机就位控制在20㎝以内，钻机在安装及吊装前，地基应进行平整和压实，确保钻机在成孔过程中不发生偏移、倾斜。
钻机钻头与井位中心基本一致。
（2）成孔控制
①确保钻孔直径，孔径偏小会影响填砾厚度，填砾石厚度太薄会直接影响滤料阻砂，会产生降水井出砂量增加，对地层结构造成影响。
因此必须保证孔径满足设计要求。
②确保钻孔的垂直度，钻孔偏斜会影响填砾石的均匀性，每钻必须对钻的垂直度进行检查，以保证钻孔的垂直。
4、井管安装
（1）井管安装前，检查井管是否符合质量要求，不合格的井管严禁使用。
（2）靠近井管底部和中部分别进行定中，以控制间隙厚度相对均匀，确保填砾厚度的均匀性。
（3）井管从钻孔中心放入，接头采用焊接。
5、填砾石
（1）严格要求砾石的规格，填砾规格必须根据管井的验收规范要求，并结合地层结构特征选定。
（2）按地层结构类型，分段填充砾石。
6、洗井
为了确保井壁彻底洗通，活塞洗井不应少于一次，每次拉洗时间不少于半小时。
用空压机清洗泥皮和砂，必须清洗至水清，且含砂量达到规范要求（不得大于1/20000）。
7、检查井深
用卷尺对每一口井的深度进行检查、复核。
8、验收
以上工作完成后，应邀请建设方、现场监理对降水井的深度和质量进行验收，并准备降水施工。
第五节降水施工方案
1、设备选择
根据设计方案，选择比较匹配的水泵。
本工程采用流量为40—８０m3/h、扬程不小于２５m的水泵，电机功率7.5KW/小时，备用5台水泵，降水7-21天后应根据现场实际涌水量对水泵规格作相应的调整。
2、降水要求
现场降水应根据建筑设计单位验算的时间来确定降水终止时间（一般为基础施工完毕后停止降水）。
根据目前的现场情况，为满足现场降水井、降水、护壁、抗浮锚杆（如设计要求做抗浮锚杆）的施工要求，业主单位应提供施工用电或租赁发电机，施工用电约400KW（具体应根据施工现场设备的数量和工作量确定），以确保降水井施工及降水的顺利进行。
为了防止在降水期间停电，总承包单位应准备备用电源，以确保每台水泵24小时降水。
总承包单位根据施工用电要求安装一级配电箱、二级配电箱；降水井施工单位根据具体降水用电要求，安装三级配电箱。
建筑或建设单位应在降水单位施工的同时砌筑沉砂池，本工程共设沉砂池6座,沉砂池长、宽、高应不小于3500mm×2000mm×2000mm，具体尺寸可根据涌水情况做适当调整。
沉砂池作法：
C15砼垫层，厚100mm；底板厚200mm，C20砼，内设Ⅲ12双向钢筋网，钢筋间距200mm。
沉砂池砖外墙体及隔墙厚240mm，Mu10页岩标砖砌筑，砌筑砂浆为M7.5，1：
2水泥砂浆抹面，厚25mm。
水井排水至沉淀池采用管径DN100镀锌管两井并一管进入沉淀池，由沉淀池排入市政管网的管道采用双层波纹管，管径DN300。
具体做法详见排水管网平面布置图和大样图。
沉砂池作水泥基结晶渗透性防水处理，涂膜厚2mm。
沉砂池布置详降水井平面布置图，砌筑时可根据施工现场的具体情况位置作相应调整，但沉砂池数量不能减少，做到合理性布置。
3、施工
（1）安装排水管道：
降水井排水采用管道内排水系统，井内排水由泵管就近接入沉砂池，最终排入市政雨水管网。
排水管道沿基坑边缘地面进行布置，钢管管道接头加防水胶垫，塑料管采用热对接。
（2）安装配电设备：
每两口井安装一个移动式配电箱，进入建筑或建设单位指定的配电箱（柜）内。
（3）安装水泵：
初次将泵体连同泵管依次安装入井内时，泵底深度与井底距离1.5-3.5m左右为宜，降水进入一定周期（一般为15天左右）后，根据降水井井底沉砂情况对降水泵的深度位置进行调整，以达到降水设计效果。
（4）开泵抽水：
检查潜水泵的电线无误后，方可进行抽水。
抽水过程中，根据实际出水量的大小，决定抽水设备的适用性，对抽水设备进行调整，以满足降水要求。
4、施工进度计划：
在电源满足施工条件下，前期准备工作3天，打井工作采用流水作业。
工序
日期天
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
33
36
39
准备
3
打井
3
抽水
2
基础施工
第六节降水监控、维修、保养
1、降水监控
降水井在降水前，对静止水位进行测定；降水开始后，观测水位、水量；及时检查降水过程中的不正常状况及产生的不利影响，提出并制定补充措施，确保达到降水深度的目的；测定降水中的含砂量，发现超标应及时采取措施予以消除。
2、降水维修、保养
降水过程中应定期对降水设备进行维修、保养，确保降水的正常运转；对进水口进行保护，防止杂物掉入井内；对排水管道进行检查，防止渗漏，保证降水工作的正常运行。
第七节降水注意事项
本工程基坑开挖深度较深，第四系砂卵石层变化较大及周围工程降水影响，对降水效果影响较大。
防止基坑周围其它基坑的降水停止后，地下水位上升，地下水涌入量增加，出现此种情况后应立即分批次更换水泵；如基坑内出现地下水涌水、基岩裂隙水、基岩接触带汇集水等情况，明排降水单位应制定明排降水措施（或业主委托专业单位另行设计），辅以明排降水与管井降水相结合的方式进行整体降水，以满足基坑降水的目标要求。
如需明排降水，明排降水单位另作专项方案。
第八节降水对场地周边环境的影响分析
施工降水将改变周边地层的水文地质条件，主要表现在两个方面：
其一造成地下水位下降，其二形成潜蚀现象；其影响是在一定范围内发生。
地下水位下降的影响随着距离出现相应的对数关系下降。
潜蚀现象仅仅发生在降水附近很小的范围内。
根据对拟建项目地区多年的降水工作调查，地层结构为卵石层二元结构，地下水位的下降对周边建筑物沉降变形影响非常微弱。
潜蚀现象取决于降水井结构设计和降水方法及措施，成孔达到质量要求降水井对周边环境不会发生危害性的影响。
根据我公司近年来的设计及施工经验，在该工程场地内降水施工会对周边环境造成一定程度的影响，但不会对周边建筑物、构筑物的安全造成影响。
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