上海浦东嘉里中心基坑降水工程.docx
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上海浦东嘉里中心基坑降水工程
上海浦东嘉里中心基坑降水工程
施
工
组
织
设
计
编制人：
吴利平审核人：
金鸿园
上海市住宅建设机施有限公司
二00八年一月
目录
一、工程概况1
二、地质条件1
三、降水方案4
四、工艺流程及施工方法4
五、降水施工人员、设备8
六、进度计划9
七、降水工程注意事项10
八、降水工程安全措施11
附图
深井降水井点布置平面图
降水剖面图
深井降水计算书
减压井降水计算书
工程名称：
浦东嘉里中心（A-04地块项目）基坑降水工程
建设单位：
上海浦东嘉里城房地产有限公司
设计单位：
同济大学建筑设计研究院
施工单位：
上海第二建筑有限公司
一、工程概况
拟建“上海浦东嘉里中心（A-04地块项目）”工程位于浦东新区花木路以南、芳甸路以东，拟建工程总建筑面积约33.02万m2，拟建三栋超高层建筑，其中办公楼为39层，酒店高为31层、公寓式酒店高为26层，其余为3～4层裙楼（商铺及展览厅）。
整个场地设2层地下室。
本工程设计标高±0.00相当于绝对标高4.850，场地自然地面标高约为4.550m，相对标高为-0.300m。
地下为二层地下室，基坑开挖深度为裙房-11.45m，主楼-12.5～13.0m，局部大承台开挖深度为-15.45～16.45m。
本工程基坑围护采用SMW工法搅拌桩+钻孔灌注桩+混凝土支撑的围护形式，靠地铁侧围护采用地下连续墙+混凝土支撑。
二、地质条件
1、地形、地貌
上海位于东海之滨，属长江三角洲冲积平原，地貌形态单一，拟建场地地貌类型为滨海平原。
拟建场地内已三通一平，地势较为平坦，地面高程一般在4.25～4.74m之间。
2、地基土的构成及特征
根据勘察报告揭露，在深度120.40m范围内的地基土均属第四系河口、浅海、滨海、沼泽、溺谷相沉积层，主要由粘性土、粉性土、砂土组成。
按其沉积时代、成因类型及其物理力学性质的差异可划分为9个主要层次，缺失上海市统编地层第⑧、⑩层土。
其中第①层、第⑦层、第⑨层分别可划分为2个亚层，第⑤层可划分为3个亚层，第⑦1层可划分为第⑦1-1层和第⑦1-2层2个次亚层，在局部有第⑦t层粉质粘土夹粘质粉土分布，第⑦2层可划分为第⑦2-1层和第⑦2-2层2个次亚层。
拟建场地地基土分布主要有以下特点：
（1）、浅部第①层填土根据成因类型，可分为①1层填土和①2层浜填土2个亚层，其中①2层浜填土在场地北部暗浜区分布，浜底埋深为4.4m。
（2）、第③、④层淤泥质土，土质较软，具有高压缩性、高灵敏度、低强度的特性，为天然地基的软弱下卧层和压缩层。
基坑围护时需考虑该两层土易流变和触变的特性，另外第③层局部夹有较多薄层粉性土，基坑开挖时应注意第③层有可能发生流砂和管涌等不利影响。
（3）、拟建场地第⑤层分布不稳定，在古河道分布区域，有第⑤3层，局部有第⑤4层分布。
（4）、第⑥层暗绿色硬土层在古河道区域该层缺失，在正常地层分布区该层层顶埋深一般为24.60～28.20m，略有起伏。
（5）、第⑦层根据土性分为第⑦1层和第⑦2层2个亚层，其中第⑦1层又可划分出第⑦1-1层和第⑦1-2层2个次亚层，第⑦2层又可划分出第⑦2-1层和第⑦2-2层2个次亚层，且局部有第⑦t层粉质粘土夹粘质粉土分布。
第⑦1-1层面埋深约27.00～30.70m，第⑦1-2层面埋深约31.60～38.00m，第⑦1-1层和第⑦1-2层局部均有缺失情况。
第⑦t层粉质粘土夹粘质粉土呈透镜体状分布，分布不稳定，厚度变化大（约0.60～6.40m）。
第⑦2-1层层面埋深约37.20～42.60m，第⑦2-2层层面埋深约41.60～45.50m。
（6）、拟建场地缺失第⑧层粘性土。
第⑨层根据土性分为第⑨1层和第⑨2层2个亚层，其中第⑨1层层面埋深约67.00～70.00m，第⑨2层层面埋深约85.00～87.40m。
（7）、拟建场地缺失第⑩层粘性土。
第⑾层层面埋深约97.00～99.00m。
3、基坑围护参数
基坑围护设计参数
层序
项目
②
③
④
⑤1
⑤3
⑥
⑦1-1
重度
ro（kN/m3）
18.4
17.5
16.6
17.9
18.1
19.4
18.5
直剪固快
峰值强度
C（kPa）
17
9
13
15
15
42
6
Фo
17.0
15.0
10.5
15.0
20.0
16.0
23.0
三轴CU试验
Ccu（kPa）
18
11
12
18
20
48
Фcu（°）
19.8
17.4
13.5
18.9
21.9
22.1
C'（kPa）
3
4
3
6
3
11
Ф'（°）
29.7
29.3
24.9
30.9
31.6
31.5
三轴UU试验
Cu（kPa）
74
29
31
68
80
181
Фu（°）
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
静止侧压力
系数
Ko
0.46
0.49
0.54
0.47
0.46
0.42
0.37
无侧限抗压
强度
qu（kPa）
94
43
53
118
105
现场十字板剪切试验
（Cu）V
（kPa）
64.8
30.0
38.6
58.3
渗透系数
（建议值）
K（cm/s）
5.0×10-6
2.0×10-5
4.0×10-6
8.0×10-6
3.0×10-5
4.0×10-6
2.0×10-4
4、基坑开挖时突涌可能性分析
关于基坑开挖时突涌可能性：
据上海地区工程经验，第⑦层承压水头埋深一般为3～11m，年呈周期性变化,本次勘察期间测得水头埋深为7.24～7.57m。
本工程基坑开挖深度约为11.5m，第⑦层埋深最浅为27m，若第⑦层承压水头埋深按高水位3m计算，则第⑦层Pcz/Pwy＞1.05，故不需考虑基坑突涌问题，建议在基坑施工期间，加强第⑦层承压水位的观测。
三、降水方案
1、降水方案选择
根据工程资料，为确保基坑开挖顺利进行，在整个基坑内浅部土层采用轻型井点降水，深部土层降水采用真空疏干深井降水。
2、降水数量
根据甲方要求：
轻型井点24套
深井163口
3、主要工程参数：
轻型井点：
井点管长度共为6.00米，间距为1.5米，滤管长度为0.8米。
施工开挖沟槽宽度1.0m，深度开挖至原状土。
深井：
钻孔直径700㎜，井管直径320㎜，入土深度15m。
各井管下部均设1.0m沉渣管，4.0m～5.0m、8.0m～9.0m及底部为3m滤水管，其余部位为钢板卷管，井口略高自然地面，井的周围回填粗砂和瓜子片作为过滤层，地面以下1.5m用粘土泥浆封口。
4、施工顺序
考虑场地原因及轻型井点与深井施工要求，由于轻型井点开挖沟槽影响，应先施工深井，再施工轻型井点。
四、工艺流程及施工方法
轻型井点
1、施工工艺流程
2、施工方法
（1）挖槽定点：
根据设计，沿井点管的位置挖一沟槽，并根据井点管间距，标出井点管位置。
（2）敷设集水总管：
在沟槽外侧沿井点管敷设直径Ф75的集水总管。
（3）冲孔：
从基坑内的端头开始逐台冲管施工，用IOOTSM-9离心式高压泵的高压水作冲管孔的动力，由9m长的水冲枪，自上而下往返运动。
由高压水把洞孔中的泥土排出，直至冲孔到井点管滤头底部以下0.5m处，在冲管的同时，配好足够过滤层的滤料。
（4）沉设井点管：
当冲孔至底标高下0.5m后拔出冲枪，先下一筐滤料，再下直径Ф48的井点支管，下井点支管离孔底0.5m，随即在支管四周均匀下砾料。
待支管上口回出泥土后在孔口距地面1~1.5m范围内用粘土封口,土面略高于地面,以保证不漏气。
（5）连接：
将井点管端部与集水总管连接，要求连接处密封良好，不漏气。
（6）安装抽水设备并试运行：
安装抽水设备并与集水总管连接，然后试运行；检查合格后即可进行降水。
3、排水沉淀处理：
由于本工程地质条件特点，轻型井点降水及明排水中砂较多，必须采取一定的沉淀措施，保证不堵塞下水管道，设置沉淀池，经常派人观察并清理沉淀池，经沉淀处理的水排入排水管道，排到场外。
4、抽水过程中，有专人昼夜值班，检查设备运行情况，检查联接处是否漏气，随时进行维修。
5、待正常抽水3天后，利用井点支管作观察管，实测其降水的实际标高，做好降水过程记录，一直到拔除为止。
深井
1、施工工艺流程
井管定位——钻孔、清孔——吊放井管——回填粗砂——安装深井降水装置——调试——降水至至坑底0.5m——砼垫层浇捣后拆除井管、滤头——封井
2
、施工方法
开凿深井
井点布位根据降水要求、降水有效范围，并考虑避开桩位、土体加固区、剪力墙、地下结构柱及楼板梁，以有利于土方施工、有利于拆除为原则，实际施工井位可现场协调。
⑵井管安装：
首先用钻机成孔，成孔孔径深度达到设计要求深度后洗井，然后将深井管吊入孔中，并使井管下口悬挂于井底上0.5m，稍加固定，沿钢管外围四周均匀地投入粗黄沙，并使所填黄沙至自然地面标高下1.5m处，排除积水，投入泥浆封口，以防漏气。
A深井降水效果好坏，关键是要抓好成孔、清孔、填沙、密封等四个环节，同时滤水的黄沙必须使用深井粗沙、小细石砂或瓜子片。
B成孔、下管、回填、洗井应连续进行，不可中断。
C成井和下管应保证钻井深度到位。
⑷安装深井水泵、真空泵：
A安装前须检查电机和泵体，确保完好无误后方可安装；
B施工过程中必须保证各连接部位密封可靠不漏气；
C真空泵进出水、进出气调节好，保证正常运转；
D吸水机组合全部安装完毕，检查无误后，可通过调试，有不正常现象必须及时排除。
E在基坑开挖过程中，为了确保围护结构、临近建筑及地下管线的安全，根据要求，降水施工也要配合有关部门加强结构监测和环境监测，以确保安全。
F管理上应装有相应的仪表及闸阀，以便于控制和观测。
气管连接处必须注意密封，防止漏气。
⑸降水管理
根据水位观测情况，控制降水井排水时间和时间间隔，控制真空泵抽吸力度。
安排专业人员日夜值班，进行排水降水控制操作。
五、降水施工人员、设备
轻型井点
1、井点降水施工人员准备
1
班长
3人
2
下管工
12人
3
钻工
6人
4
合计
21人
2、井点降水施工机具
序号
设备名称
单位
型号
数量
功率
1
轻型井点机组
套
JSJ60
24
7.5×24
2
污水泵
台
3
3×3
3
潜水泵
台
3
2.2×3
4
冲孔设备
套
3
3×3
深井
1、深井降水施工人员准备
1
班长
2人
吊机
2人
2
下管工
8人
3
钻工
2人
起重工
3人
4
深井管理
10人
4
合计
27人
2、深井降水施工机具
序号
设备名称
单位
数量
1
挖机
台
1
2
16T吊机
台
1
3
10型钻机
台
2
4
泥浆泵
台
4
5
污水泵
台
2
6
潜水泵
台
3
7
水环式真空泵机组
套
21
8
射流真空深井泵机组
台
35
9
电焊机
台
2
10
电箱、电缆、电线
若干
六、进度计划
根据施工场地的难易，深井施工每台钻机每天完成8口，预计21天可完工，轻型井点每天完成3套预计8天可完工，交叉施工总工期21天。
七、降水工程注意事项
轻型井点
1、井点漏气：
主要原因是孔口粘土密封失效，应采用粘土重新回填夯实。
2、井点不出水：
主要原因是滤料层被泥土塞实失效，应采取拔出重新冲孔、下管、填滤料。
3、出水混浊：
主要原因是滤管之滤网破损，应拔出更换有效滤网后重新埋设井管。
4、水小：
主要愿意是系统漏气，真空度不足，应全面检查密封部位，提高真空度。
5、不出水：
主要原因是电机烧坏或机械损坏或供电故障，应及时查找原因并解决。
深井
1、为配合挖土施工，成孔先后顺序按挖土施工要求进行。
2、各孔定位可根据现场需要作适当调整。
3、成孔要垂直，成孔深度要按编号测量后记录在案并交技术部门。
特别是对清孔后的孔深度尺寸要进行复测记录，以确保深井泵安装深度。
4、清孔的基本要求：
在成孔深度到位后，必须以压力清水自孔底部开始反冲，以清除成孔时的泥浆，直到孔内泥浆全部排出（抽出），孔内水质略有混蚀（手感无明显泥沙残质）方可。
如有塌孔，则需继续反冲清孔，直至严格达标。
5、灌深井砂，必须在深井泵安装落井就位后的同时立即进行，深井管必须严格置于孔的中心位，灌砂时要求在孔的中心线两侧同时灌入，以防单面灌入造成深井管底部偏心移位，影响砂层厚度及降水效果。
6、灌砂至自然地面标高下1.5m处时，即在孔外采用泥浆封闭井口。
八、降水工程安全措施
1、必须树立安全第一的思想，严格遵守建筑安装施工企业的有关各项安全生产规定及操作规程。
2、严格按深基础深井降水的施工组织设计进行施工，所有施工人员必须按规定持证上岗，集中思想，精心操作。
3、所有现场施工人员必须遵守现场施工的安全纪律。
4、所有参与深井降水施工的人员（含钻孔、深井装拆、设备运转操作），严禁酒后开机或操作。
5、钻孔、清孔的协作单位必须签订安全生产协议书，进场的施工人员必须同样严格按以上要求进行运作及施工、操作。
6、成孔、清孔后的深井施工必须从速，要求在半小时内进行深井管的安装及清砂、填土作业，不得留深孔于场地。
确因特殊外因要延时安装深井，则必须立即将井口设标围护，以防人、物坠入。
7、在土方开挖后的基坑内维护深井，应注意在挖机行程外以免碰伤。
8、在基坑内装拆深井设备时，应注意周围土体，以防发生局部坍塌伤人事故。
9、降水后期深井管需登高检修或拆卸时，登高支架上部必须与井管临时捆扎牢固，以防侧向倾斜。
10、钻机、真空泵等设备发生故障时，必须停机检查、修理。
11、施工前必须指定专人负责安全生产，并对所有参与本降水施工的人员进行安全教育和安全交底，所有参与人员应签名在案。
12、特别是土方开挖时，挖土方要严格保护各深井设备及管线，对深井管处的挖土要考虑到土压力及挖土的均匀性，必要时派专人在深井管周围挖土作业时专门进行监护。
13、为保持和巩固已有的降水效果，总包方宜派专人对土方开挖后的基坑作好明排水工作，以防雨后及明水的回灌渗入。
14、为确保挖土作业时土壤的更大摩擦角及更低的土壤含水率，一般不宜采用停机及拆除深井的做法，最好应连续降水至挖土结束。
15、如在降水过程中发现基坑围护有明显渗漏，危及周边的情况，必须控制降水，确保安全。
九、深井降水计算
根据《建筑基坑支护技术规程》和本工程的特点以及类似工程的实际经验，进行本工程的深井降水计算和布置。
1、水位降低值:
S=16.0（m）
2、基坑涌水量计算
根据本工程特点和《建筑基坑支护技术规程》按无压非完整井环形点系统涌水量计算公式进行计算，其公式如下：
Q=1.366×k×（2H-S）×S/lg（1+R/r0）
式中：
Q：
基坑涌水量；m3
K：
渗透系数，K=0.142（m/d）
H：
潜水含水层厚度，H=8.00（m）
S：
基坑水位降深，S=16.0（m）
R：
降水影响半径，R=1.95×S×√（K×H）=1.95*16.0√（0.142×8.0）=38.5（m）
r0：
基坑等效半径，r0=√（A/π）=√（33265/π）=102.9（m）
将以上数值代入上式，得基坑涌水量Q：
Q=7481.289（m3/d）
3、计算井点管数量
（1）、单口深井出水量：
q=ξ65πdl=50.68（m3/d）
ξ:
经验系数，ξ=0.4
d:
滤管内径，d=0.320（m）
l：
滤管长度，l=5.0（m）
K：
渗透系数，K=0.142（m/d）
（2）、深井数量
n=1.1×Q/q=1.1×7481.289/50.68=162.38（口）
共计布置深井降水163口
十、减压井降水计算
根据《建筑基坑支护技术规程》和本工程的特点以及类似工程的实际经验，进行本工程的深井降水计算和布置。
1、承压水位降低值:
S=12.69（m）
2、基坑涌水量计算
根据本工程特点和《基础工程施工手册》3.2.30按承压水非完整井基坑涌水量计算公式进行计算，其公式如下：
Q=2.73×k×M×S/[lg（1+R/r0）+（M-L）lg（1+0.2M/r0）/L]
式中：
Q：
基坑涌水量；m3
K：
渗透系数，K=1.25-E04（cm/s）=0.108（m/d）
M：
潜水含水层厚度，H=9.60（m）
S：
承压水位降深，S=12.69（m）
R：
降水影响半径，R=10×S×√K=10*12.69√0.108=41.70（m）
r0：
基坑等效半径，r0=√（A/π）=√（33265/π）=102.9（m）
将以上数值代入上式，得基坑涌水量Q：
Q=244.344（m3/d）
3、计算井点管数量
（1）、单口深井出水量：
q=ξ65πdl=37.34（m3/d）
ξ:
经验系数，ξ=0.4
d:
滤管内径，d=0.320（m）
l：
滤管长度，l=6.50（m）
K：
渗透系数，K=0.108（m/d）
（2）、深井数量
n=1.1×Q/q=1.1×244.344/37.34=7.19（口）
共计布置减压井8口,考虑场地条件及布井位置，实际布置减压井9口。
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