基坑降水施工方案001802.docx
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基坑降水施工方案001802
普陀区配套商品房基坑
降水施工方案
一、编制依据:
（一）根据地质报告数据
（二）采用设计规范
1、上海市工程建设规范《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）
2、上海市工程建设规范《地基处理技术规范》（DG/TJ08-40-2010）
3、上海市工程建设规范《基坑工程设计规程》（DBJ08-61-2010）
4、国家标准《建筑地基与基础工程施工及验收规范》（GB50202-2002）
5、《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111－2002
二、工程概况:
三、地质和水文条件及水文地质分析计算、降水予测
1、拟建场地地基土的主要特征：
该拟建场地内的地基土均属第四纪松散沉积物，本次勘察的最大深度为70.00m,对此深度范围内揭遇的地基土,按其结构特征、土性不同和物理力学性质上的差异可划分为8层和分属不同层次的亚层。
基坑围护及降水设计所需岩土参数建议值表表3.1.1
层号
土层名称
重度
γ（KN/m3）
粘聚力峰值平均值
C（kpa）
内摩擦角峰值平均值
φ（o）
渗透系数K（cm/s）
②
褐黄～灰黄色粉质粘土
18.4
19
21.5
3.5e-6
③
灰色淤泥质粉质粘土夹粉土
18.0
7
27.0
8.0e-5
④
灰色淤泥质粘土
16.8
12
13.0
5.0e-7
2、地下水
拟建场地浅部土层中的地下水属于潜水类型，其水位动态变化主要受控于大气降水、地面蒸发及地表水系等，丰水期水位较高，枯水期水位较低。
本次勘察期间，实测取土孔内的地下水稳定水位埋深在0.87～1.50m之间,相应标高为2.48～3.15m。
初见水位埋深1.30～3.10m之间，设计时，地下水位可按上海市年平均高水位0.50m、低水位1.50m使用。
3、地质和水文条件分析
1）暗浜
勘探场地内有暗浜分布，但范围尚不能确定，根据此次勘探结果暗浜最大深度4.0m。
2）地下障碍物
拟建场地内原有建筑物已拆迁完毕。
根据地形图，本工程场地分布有较多建筑物，因此原有建筑物基础若未被清除，对本工程施工会造成一定影响。
工程建设前可参照原地形图，对旧基础进行清除，对尚需使用的地下市政管线予以搬迁，必要时采用物探等手段予以查明。
3）流砂、管涌
第③层灰色淤泥质粉质粘土夹粉土，粉粒含量较高，基坑开挖时，在动水压力作用下易产生流砂、管涌、塌方等，须采取相应的预防措施，要做好降水、隔水和排水工作，将地下水降至坑底下一定深度，以确保基坑施工安全。
4）（微）承压水突涌问题
本场地基坑最大开挖深度仅为8.05m，经坑内地基土抗承压水头的稳定性验算，本基坑开挖不会产生突涌，故可不考虑微承压水及承压水对坑底稳定性的影响。
4、降水分析计算
总涌水量计算
①涌水量计算：
Q=1.366K（2H-s）/IgR-IgX0
式中：
Q－井点糸统总涌水量（m3/ｄ）
K－渗透糸数（m/d）
H－含水层厚度（m）
R－抽水影响半径（m）
S－水位降低值（m）
X0－基坑假想半径（m）
②预先确定X0、K、R。
X0的计算，
X0=√A/丌式中A－基坑的平面面积（m2）A=37000m2
丌－圆周率，取3.14
代入公式X0=108.55m
抽水影响半径R的计算，R=1.95s√HK
含水层厚度计算：
号房降水深度为4.65+1=5.65m，地下车库降水深度为5.95+1=6.95m。
H=（5.65m+6.95m）/2=6.45m考虑局部深坑含水层厚度按7.00m计算。
渗透糸数取最大值K=4.0E—04（cm/s）=34.56m/d
水位降低值S=7-0.5=6.50m
将以上数值代入公式R=1.95×6.5√6.5×34.56=189.97m
③基坑总涌水量Q=1.366K（2H-s）/IgR-IgX0=1.366×0.069（2×7.-6.5）/Ig189.97-Ig108.55=632.71m3/ｄ
④挖土前15天总排水量
基坑降水面积：
F=37000㎡
降水平均深度-6.50m降水土方体积=6.50m×37000㎡=240500m3
饱和土含水率平均值取40%
静水蓄量=240500m3×40%=96200m3
降水量=96200m3×15%=14430m3
施工用水渗水量+意外渗水量取200m³+200m³=400m³
涌水量632.71m3/ｄ×65天=41126.15m3/ｄ
Q总=降水量+涌水量+施工渗水量=55956.15m3
本方案配103台泵，每台泵每小时实际抽水量1.5m3/h，59口深井每口深井每小时实际抽水量1.5m3/h，所需天数：
55956.15m3÷（1.5×24×162）=9.59天，拟用15天左右的时间可完成井点降水。
1.15、降水计算
为了有效降低和控制潜水含水层水位，确保场地降水施工顺利进行，必须进行专门的水文地质渗流计算，为降水设计提供理论依据。
⑴潜水非稳定渗流的控制方程
多孔介质和流体不可压缩时非恒定达西渗流场求解的微分控制方程为：
（1）
其中：
E=
；
；
式中：
S——贮水系数；
Sy——给水度；
B——潜水含水层单元体地下水饱和厚度（m）。
kxx、,kyy、kzz——各向异性主方向渗透系数（m/d）；
H——点（x,y,z）在t时刻的水头值（m）；
W——源汇项（1/d）。
定解条件
初始条件：
（2）
边界条件：
（3）
式中：
H0（x,y,z,t）——点（x,y,z）处的初始水位（m）；
——一类边界条件；
H1（x,y,z,t）——点（x,y,z）在t时刻的边界已知水位（m）。
对整个渗流区进行离散后，采用向后差分法将上述数学模型进行离散，就可得到数值模型，由此计算、预测潜水含水层降水左引起的地下水位的时空分布。
网格立体剖分图见图5-1。
图5-1网格立体剖分图
图5-2网格平面剖分图
图5-3网格立面剖分图
本次降水设计计算以潜水含水层初始水头埋深标高取0,50米作为前提条件。
6、降水的预测
根据水文地质参数，由得到数值模型上机计算对基坑降水引起坑內水位降进行了预测，预测计算结果表明，降水20天潜水水位埋深等值线图如图6-1所示，满足工程需求。
图5-4井点降水20天后潜水水位降深等值线图（单位：
m）
四、降水施工工艺流程及施工方案:
1.2
（一）指导思想
根据工程需求，本降水方案指导思想为：
采用轻型井点和深井降水相结合的方式降低地下水位。
针对本场地③层土透水性好，含水量大，极易产生流沙、管涌等不良地质现象的特点，为保证基坑开挖顺利进行，采用降水漏斗对场地全覆盖的轻型井点布置方案和按设计要求在局部深坑区域布置深井。
（二）轻型井点降水设计及布置
1、工艺流程
①放线定位→②挖沟槽→③用导杆冲枪安装调试→④冲孔⑤→沉井点管⑥回填沥料→⑦连接主管→⑧安装抽水机组→⑨试抽→正式抽水。
2、工艺原理
采用真空泵的真空吸水原理。
真空动力设备采用JBJ-60真空泵,以真空动力为工作源.使井点内产生负压,将井点内水（地下水）吸出,从而达到降水目的。
3、轻型井点降水方案
（1）本工程采用103台套轻型井点降地下水位。
（2）每台套长度约为45m左右。
井点管@=1.2m。
（3）井点布置详见平面布置图。
按挖土方案，先挖土的位置，先布置井点，做到先降水的先挖土。
（4）井点正常运转15天后方可进行挖土，中间井点可拆除，放坡处井点保留至紧邻周边基坑开挖前。
（5）在基坑内共布置16口抗浮井（应力释放孔）。
布置在基坑后浇带处，在基坑回填后，报设计院同意后停止抽水、封井。
封井方案附后。
（6）应急予案
第③层粘质粉土夹淤泥质粉质粘土，具有含水量高，孔隙比大的特点，土质软弱，渗透糸数小。
第④层灰色淤泥质粘土位于基底下臥层，渗透糸数非常小，几乎不透水，最大含水量达56.2%，是非常软弱土质。
因此在局部落深电梯井基坑开挖中，会出现坍塌，流塑不良地质现象，可釆用增加轻型井点应急降水措施，确保施工正常进行。
局部（集水井、电梯井等）开挖深度超过-6.85m的，采用2级井点。
具体台套按现场情况确定。
详見局部深坑应急降水予案图。
4、轻型井点降水施工
4.1施工准备
根据以往的施工经验，本工程的井点安排以15为排距，在本基坑的挖土过程中始终保持工作状态。
排距内的井点间距安排为1.2m井点沟深挖到原土层。
挖井点沟的土要外运不要堆放在场地上。
每套降水设备带动的排水总管约为45米左右，根据以上原则，降水设备的数量安排见《基坑降水设备安排表》。
由于在基坑开挖阶段降水设备需随挖随撤除，本工程的降水设备的使用量为103台套。
考虑设备的维修保养和分段施工等因素，本工程的实际降水设备的投入量为60台套。
主要施工机械设备4-1
序号
机械设备
名称
规格型号
数量
技术性能
备注
1
真空泵
S60
60
流量120m3/h,扬程10m
含备用泵
2
电动机
Y-132-2-7.5
60
7.5kW
水泵配套动力
4.2施工机具
井点系统主要机具设备由井点管、连接管、集水总管及抽水设备组成。
a.井点管长度8m,管下端配有滤管，滤管直径与井点管相同。
滤管管壁上呈梅花形钻直径为6mm的孔，管壁外包两层滤网，内层为细滤网，采用网眼30~50孔/cm的尼龙布；外层为粗滤网，采用网眼3~10孔/cm的尼龙布。
滤管长为1.0-1.2m。
井管的上端用弯管与总管相连。
详见基坑井点降水平面布置图和剖面图。
针对第③层灰色淤泥质粉质粘土夹粉土层，采用真空轻型井点降水工艺，布置真空轻型井点。
降低这层土的含水率，使其固结，提高土层承载力保证基坑安全及施工顺利进行。
真空轻型井点降水就是利用真空设备产生较大的负压形成较高的压力差，使渗透性较差的土体也能排出水。
我们采用S-60真空泵每小时抽气量达20立方，产生较大的负压，使渗透性较差的土体也能排出水。
利用“压差”来快速消孔隙水压力、快速排水，加固土体形成较好的固结的硬壳层，以达到提高承载力，封闭地下水的独特机理。
b.连接管与集水总管连接管用软塑料增强管制成。
集水总管直径Φ75mm每节长1.2m，每隔1.2m设一个连接井点管接头。
c.抽水设备采用s60轻型井点设备；该设备由射流泵、电动机组成；工作原理系由高压水泵供给工作水，经水环泵后产生真空，引射地下水流；设备构造简单，效率高，降水深度较大，操作维修方便，经久耐用，耗能少，费用低。
d.水枪：
Φ50×5mm无缝钢管，下端焊接一个Φ16mm的枪头喷嘴，上端与高压胶管连接。
f.射流泵真空度必须大于60Kpa。
4.3材料
（1）3BL-9冲枪1套
（2）JBJ—60水喷射泵机组60台套；配7.5KW电机60台
（3）集水主管共4617m左右
（4）井点管长6～8m，3000根左右（配滤管）
（5）每根井点灌沙量计算：
直径0.2M，井孔深6M。
每根井点灌沙量=1.5T×（半径0.10M）2×3.14×4M=0.1884T
共需粗砂量=0.1884T/根×3000根=565.2T
采用粗砂与中砂，严禁使用细砂，以防堵塞滤管网眼。
4.4技术准备
a.详细查阅工程地质勘察报告，了解工程地质情况，分析降水过程中可能出现的技术问题和采取的对策。
b.冲孔设备与抽水设备检查。
4.5井点安装
（1）安装：
①、安装程序
井点放线定位→铺设总管→冲孔→安装井点管、填砂砾滤料、上部填粘土密封→用弯管联管将井点管与总管接通→安装抽水设备与总管连通→开动真空泵
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