远洋国际中心B地块大口井降水方案141231.docx
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远洋国际中心B地块大口井降水方案141231
远洋国际中心B地块
基坑降水工程
施
工
方
案
天津市政二基础工程有限公司
2014年12月31日
目录
第一章编制依据3
第二章工程概况3
2.1工程概况3
2.2地质情况3
2.3场区地下水位及类型8
第三章降水方案设计9
3.1降水目的9
3.2降水思路9
3.3降水井点设计10
3.4观测井设计12
3.5成井施工工艺12
3.6降水运行管理16
3.7降水监测18
第四章施工进度计划和资源计划19
4.1施工进度计划19
4.2水电需要量计划20
4.3劳动力需要量计划:
20
4.4施工机械需要量计划:
20
第五章质量保证措施20
5.1组织保证体系20
5.2质量管理程序22
5.3各分项工程质量保证措施22
第六章安全及文明施工措施24
6.1安全施工24
6.2文明施工措施24
第七章应急预案24
7.1渗漏应急预案24
7.2用电应急预案25
7.3降水应急预案26
第八章封井27
8.1底板施工前封井27
8.2底板施工后封井28
第一章编制依据
l、本工程的地质勘察报告。
2、天津市工程建设标准《岩土工程技术规范》(DB29-20-2000)
3、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2013)
4、《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001)
5、《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98)
6、《供水管井设计施工及验收规范》(CJJ10-86)
7、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)
8、《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-2012)
9、甲方提供的相关图纸
10、根据我公司多年从事基坑支护设计及施工所积累的经验。
第二章工程概况
2.1工程概况
远洋国际中心B地块位于河东区华捷道。
拟建工程包括商业和写字楼,商业部分为整体三次,局部四层,结构形式为框架机构,写字楼部分为A、B、C三栋,其中写字楼A为28层,高度约131米,结构形式为框架核心筒结构;写字楼B、C为16层,高度约77米,结构形式为框剪结构。
项目整体为地下室三层,基础埋深约为14米。
基坑降水采用大口井降水。
2.2地质情况
拟建场地场地地势平坦,原为周围建筑工地施工单位办公、生活区。
该场地埋深100m范围内,地基土按成因年代可分为以下9层,按力学性质可进一步分为24个亚层,现自上而下分述之:
1、人工填土层(Qml)
全场地均有分布,厚度1.70~4.20m,底板标高为0.33~-1.81m,该层从上而下可分为2个亚层。
第一亚层,杂填土(地层编号
1):
厚度为0.70m~5.55m,呈杂色,松散状态,由砖块、石子、废土等组成,局部底部夹淤泥。
第二亚层,素填土(地层编号
2):
厚度一般为0.50~2.30m,呈褐色,软塑~可塑状态,粉质粘土、粘土质,含砖渣、石子,局部底部夹淤泥。
属中(偏高)压缩性土。
其中在15、19号孔附近缺失该层。
素填土填垫年限大于十年。
2、全新统上组陆相冲积层(Q43al)
厚度1.40~3.80m,底板标高为0.33~-1.81m该层从上而下可分为2个亚层。
第一亚层,粘土(地层编号
1):
厚度一般为0.40~2.60m,呈灰黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土。
第二亚层,粉土(地层编号
2):
厚度一般为0.60~2.00m,呈灰黄色,稍密状态,无层理,含铁质,属中压缩性土。
局部夹粉质粘土透镜体。
本层土水平方向上土质尚均匀,受人工填土影响,局部缺失,分布不稳定。
3、全新统中组海相沉积层(Q42m)
厚度7.60~9.60m,顶板标高为-2.89~-4.14m,该层从上而下可分为2个亚层。
第一亚层,粉土夹粉质粘土(地层编号
2):
厚度为2.90~4.50m,呈灰色,粉质粘土为软塑状态,砂性大,有层理;粉土为稍密状态,无层理,含贝壳,属中性压缩性土。
第二亚层,粉质粘土(地层编号
4):
厚度为3.40~6.00m,呈灰色,软塑状态,有层理,含贝壳,属中压缩性土。
局部夹粉土透镜体。
本层土水平方向上土质尚均匀,分布较稳定。
4、全新统下组陆相冲积层(Q41al)
厚度5.10~8.20m,顶板标高为-10.73~-12.92m,该层从上而下可分为2个亚层。
第一亚层,粉质粘土(地层编号
1):
厚度为2.70~6.20m,呈灰黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土。
局部夹粘土透镜体。
第二亚层,粉土(地层编号
2):
厚度为1.00~3.20m,呈灰黄色,密实状态,无层理,含铁质,属中(偏低)压缩性土。
本层土水平方向上土质尚均匀,分布较稳定。
5、上更新统第五组陆相冲积层(Q3cal)
厚度7.60~11.70m,顶板标高为-17.71~-19.34m,该层从上而下可分为3个亚层。
第一亚层,粉质粘土(地层编号
1):
厚度为1.00~2.60m,呈褐黄色,可塑状态;无层理,含铁质,属中压缩性土。
第二亚层,粉土(地层编号
2):
厚度为2.00~4.40m,呈褐黄色,密实状态,无层理,含铁质,属中(偏低)压缩性土。
第二亚层,粉质粘土(地层编号
3):
厚度为3.30~7.20m,呈褐黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土。
本层土水平方向上土质尚均匀,
2亚层底板有所起伏,厚度有所变化,各亚层分布较稳定。
6、上更新统第三组陆相冲积层(Q3eal)
仅60.00m以上钻孔穿透该层。
揭示厚度22.20~25.00m,顶板标高为-26.61~-30.09m,该层从上而下可分为5个亚层。
第一亚层,粉土(地层编号
2):
厚度为1.50~5.20m,呈灰黄色,密实状态;无层理,含铁质,属中(偏低)压缩性土。
局部夹粉质粘土透镜体。
第二亚层,粉质粘土(地层编号
3):
厚度为2.00~4.50m,呈灰黄色,可塑状态;无层理,含铁质,属中压缩性土。
第三亚层,粉土(地层编号
4):
厚度为2.40~9.00m,呈灰黄色,密实状态;无层理,含铁质,属中(偏低)压缩性土。
局部夹粉质粘土透镜体。
第四亚层,粉土(地层编号
5):
厚度为1.00~7.80m,呈灰黄色,可塑状态;无层理,含铁质,属中压缩性土。
局部夹粉土粘土透镜体。
第五亚层,粉土(地层编号
6):
厚度为6.20~10.50m,呈灰黄色,密实状态;无层理,含铁质,属中(偏低)压缩性土。
局部夹粉质粘土透镜体。
本层土揭示范围内各亚层顶、底板有所起伏,厚度有所变化,水平方向上土质有所差异,各亚层分布较稳定。
7、上更新统第二组海相沉积层(Q3bm)
仅70.00m以上钻孔穿透该层。
揭示厚度10.10~13.40m,顶板标高为-49.61~-52.58m,主要由粉质粘土(地层编号
1)组成,呈灰色,可塑状态,无层理,含贝壳,属中压缩性土。
局部夹粉土透镜体。
本层土揭示范围内水平方向上土质尚均匀,分布较稳定。
8、上更新统第一组陆相冲积层(Q3aal)
仅100.00m以上钻孔穿透该层。
揭示厚度22.70m左右,顶板标高为-62.41~-64.28m,该层从上而下可分为4个亚层。
第一亚层,粉质粘土(地层编号
1):
厚度为1.90~4.40m,呈灰黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土。
第二亚层,粉土(地层编号
2):
厚度为5.20~9.70m,呈灰黄色,密实状态,无层理,含铁质,属中压缩性土。
第三亚层,粉质粘土(地层编号
3):
厚度为3.90~5.00m,呈灰黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土。
第四亚层,粉土(地层编号
4):
厚度为7.20~7.60m,呈灰黄色,密实状态,无层理,含铁质,属中压缩性土。
9、中更新统上组海滨三角洲沉积层(Q23mc)
本次勘察钻至最低标高-97.59m,未穿透该层,揭露最大厚度12.40m,顶板标高为-85.11m~-85.59m,该层从上而下可分为3个亚层。
第二亚层,粉土(地层编号
2):
厚度为4.10~5.10m,呈黄灰色,密实状态,无层理,含铁质贝壳,属中压缩性土。
第三亚层,粉质粘土(地层编号
3):
本次勘察未穿透此层,揭示最大厚度为2.60m,呈黄灰色,可塑状态,无层理,含铁质贝壳,属中压缩性土。
2.3场区地下水位及类型
勘察期间测得场地地下潜水水位如下:
初见水位埋深2.30~2.60m,相当于标高-0.13~-0.34m。
静止水位埋深1.60~2.00m,相当于标高0.49~0.26m。
表层地下水属潜水类型,主要由大气降水补给,以蒸发形式排泄,水位随季节有所变化。
一般年变幅在0.50~1.00m左右。
根据勘察施工期间地下静止水位观测值,地下水位年变幅,并结合场地周边道路标高情况,建议抗浮设计水位按大沽高程2.0m考虑。
地基土渗透系数及渗透性表
地层编号
岩性
垂直渗透系数kV(cm/s)
水平渗透系数
kH(cm/s)
渗透性
2
素填土
3.32×10-6
2.54×10-6
微透水
1
粘土
1.00×10-7
1.00×10-7
不透水
2
粉土
2.10×10-5
2.05×10-5
弱透水
3
粉土夹粉质粘土
3.76×10-5
5.85×10-5
弱透水
4
粉质粘土
5.33×10-6
8.31×10-6
微透水
1
粉质粘土
1.21×10-7
1.21×10-7
不透水
2
粉土
1.54×10-5
4.33×10-5
弱透水
1
粉质粘土
1.20×10-6
1.61×10-6
微透水
2
粉土
1.44×10-5
1.31×10-5
弱透水
3
粉质粘土
1.00×10-7
3.32×10-7
不透水
2
粉土
5.44×10-6
1.13×10-6
弱透水
3
粉质粘土
1.00×10-7
1.00×10-7
不透水
4
粉土
1.05×10-4
1.78×10-4
弱透水
5
粉质粘土
1.00×10-7
1.00×10-7
不透水
第三章降水方案设计
3.1降水目的
根据本工程基坑开挖及基础底板结构施工的要求,结合场地内特殊的水文地质情况,本次基坑降水目的如下:
1)降低坑内地下水位,为地下工程创造良好的施工条件。
2)疏干坑内土体,防止土体在开挖工程中发生滑坡,便于挖掘机挖土、土方外运和坑内施工作业。
3)需要时有效降低坑内承压含水层水头,防止基坑底板发生管涌、突涌等不良现象,确保基坑底板的稳定性。
为达到以上目的,基坑降水要进行潜水的疏干井设计、基坑坑内降水对周围环境的影响分析两方面的工作。
3.2降水思路
1)本基坑开挖深度较大,普遍区域基坑开挖深度14.0m,电梯坑会更深。
由于周边建筑物、构筑物、道路、管线距基坑较近,基坑降水开挖时应注意周边地下水位以及地面沉降的观测。
2)采用坑内井点降水,疏干基坑内的浅层水,达到降低坑内土体含水量目的。
3)坑内第一承压含水层已完全隔断,承压含水层在潜水逐步疏干的过程中,由于缺少外部补给,压力会逐步释放
4)在坑外布设水位观测井,根据地下水位监测结果指导降水运行。
5)一旦监测坑外水位发生较大下降,应立即停止开挖与抽水,找出水位下降原因,采取有效措施恢复坑外水位,防止地面不均匀沉降。
3.3降水井点设计
基坑开挖前,需要对坑内土体进行疏干处理,保证基坑开挖工作面的干燥与土方外运的方便,因此在开挖前在坑内布设一定数量降水井,对基坑开挖范围内土层疏干。
基坑总涌水量包括基坑土体给水量和坑外绕流量:
Q总涌水=Q给水量+Q绕流量
其中Q给水量=AH
A—基坑总面积23000m2;
H—水位降深16m(初始水位埋深1.5m,普遍最终水位埋深约17.5m);
—综合给水度0.06(经验值);
得出Q给水量=22080m3;
Q绕流量=Ak
h/L
A—基坑总面积23000m2;
k—第一承压含水层向潜水层层竖向补给渗透系数取0.001m/d(参考81粉质粘土层垂直渗透系数);
h—坑内外水头差,绕流补给主要为第二承压含水层向潜水含水层补给(第一承压层已被围护结构截断),取14.0m(第二承压水位埋深3.3m,最终潜水水位埋深约17.5m);
L—绕流路径,未截断的第二承压含水层与潜水含水层之间的相对隔水层(包括
1粉质粘土
2粉土
3粉质粘土)普遍厚度,根据土层剖面取17.5m;
得出Q绕流量=18.4m3/d
基坑开挖前提前15天降水,此时疏干井的降水总量如下:
Q总涌水=Q给水量+TQ绕流量
得出Q总涌水=22080m3+15X18.4m3/d=22356m3
降水井单井涌水量可根据单孔抽水渗透系数计算公式进行反算,公式如下表:
其中K—潜水含水层综合渗透系数0.1m/d(经验值);
Q—单井涌水量m3/d;
H—含水层厚度取18.5m(降水井深度:
开挖坑底以下预留5.0m~6.0m井管,井底埋深20.0m(初始水位1.5m),局部深坑适当加长,其中包括1m沉淀管、1m含水管(保证水泵位于水面以下),剩余井管为降水井内水位降深);
R—潜水含水层综合影响半径取18m(井间距);
r—降水井孔半径取0.3m;
S—水位降深9.25m(初始水位埋深1.5m,最终水位埋深约17.5m,考虑有隔水边界的水位降深为动态值,本次计算取总降深的0.5倍);
得出q单井总涌水=18m3/d
N井数=Q总涌水/q单井总涌水=83口,基坑部分使用无砂管井,考虑施工中井的成活率以及基坑底部附近为
1粉质粘土层渗透系数很小,较难疏干,电梯坑等因素,降水井特别是边井适当加密,最终降水井数量取99口,其中砂管井67口,钢管井32口。
通过计算单井有效降水面积复核降水井数:
1、a井=A/n=23000m2/99=232m2。
详见附图基坑疏干井布井平面图。
式中:
n—基坑内降水数量(99口);
A—基坑面积(m2),A=23000m2;
a井—单井有效降水面积(m2);
详见降水井布置平面图。
3.4观测井设计
本工程需要对周围的地下水水位密切监控。
为了避免由于周围地下水位大幅下降产生不均匀沉降,对周围环境造成不良影响,根据工程需要,现基坑周围布设一定数量的观测井8口(观测潜水层水位变化情况),布置位置以及井的结构图详见附图。
坑外水位变化速率报警值为500mm/d,累计变化报警值为1000mm。
3.5成井施工工艺
3.5.1降水施工注意事项
根据成井施工工序,所有降水井均在围护闭合后进行施工。
在降水井施工时,现场其他影响降水施工,尤其是影响降水井成井质量的施工工序均已全部结束,如可能的坑内地基加固等施工工序,避免对成井降水的影响。
3.5.2前期准备
(1)测放井位
根据确定无误的井位测放井位,井位测放完毕后应做好井位标记,方便后期施工。
若布设井位无法正常施工,及时与设计方沟通、处理,必要时适当调整井位。
(2)材料设备准备
专人负责进料,工程师核定,确保无砂井管、滤料、井底等材料的质量。
(3)安装钻机
安装钻机时,为了保证孔的垂直度,机台安装稳固水平,大钩对准孔中心,大钩、转盘与孔的中心三点成一线,严把开孔关,钻头与钻杆连接处带两根钻鋌,并且弯曲的钻杆不得下入孔内。
3.5.3成井施工
施工机械设备降水井选用工程钻机及其配套设备。
成孔时采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺。
(1)钻进成孔
钻进时轻压慢转,当钻具全部进入粉土层及砂层后,可适当加压,提高转速,以利钻进。
成孔施工采用孔内自然造浆,钻进过程中泥浆密度控制在1.05~1.20,当提升钻具或停工时,孔内必须压满泥浆,以防止孔壁坍塌。
(2)淸孔换浆
钻孔钻进至设计标高后,在提钻前将钻杆提至离孔底0.5m,进行冲孔清除孔内杂物,同时将孔内的泥浆密度逐步调低,返出的泥浆内不含泥块为止。
(3)选管、下管、回填过滤层。
a、砂管井:
成孔后马上下管,防止井孔塌孔。
下管前,选择坚固无裂缝的无砂管下在最底处,一般用敲击听声法辨别管的质量好坏。
管与管连接一般用长约2米左右的竹片周围均放三根,每根管的上下距管口15cm左右用12#铅丝绑牢,用导向架上的钢丝绳将管一根根放进孔内,直至设计深度,要求露出地表20cm左右。
b、钢管井:
先将同管径(Φ273)的沉淀管与桥式过滤管焊接,沉淀管底部用钢板封闭,然后将已焊接的桥式过滤管和钢管码放在成孔井附近。
下管需用吊车配合进行,由下至上的顺序为沉淀管、桥式过滤管、钢管,管与管之间连接采用直接焊接的方式连接(具体连接方式根据图纸设计要求进行)。
用吊车上的钢丝绳将管一根根放进孔内,直至设计深度,要求露出地表30cm左右。
下完管后马上回填过滤层填料,选择粒径在0.2——0.5cm的干净石硝沿井管周边顺序回填,回填过程中保证井管垂直,以免因在某一处集中回填将井管挤向另一侧。
测量、放样孔位、验收
钻机就位
对中整平
钻进、成孔
孔深验收
清孔调浆
终孔
井管进场
质量验收
下井管
滤料深度验收
填滤料
填泥封孔
洗井
成井结束
放泵抽水
成井施工工艺流程图
3.5.4洗井
在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机抽水洗井,吹出管底淤泥,直到抽出清水为止,确保井的设计深度。
空压机洗井示意图
3.6降水运行管理
3.6.1降水运行工况
在坑内疏干降水时,至少宜提前20天或更早进行,以保证有效降低开挖土体中的含水量,确保基坑开挖施工的顺利进行。
水位降至坑底设计标高以下至少0.5m后,方可进行第一步土方开挖施工。
3.6.2降水运行保障措施
降水成功与否关系到土方开挖是否顺利,所以在施工过程中采取措施保障降水安全与持续运行。
(1)电源保障
对于工程降水,尤其是有减压降水措施的工程降水,在正常的降水运行过程中,必须有合理的用电保障以满足降水运行的需求。
通常要求施工现场应有两路电源,降水运行中应保证一路工业用电停电后备用发电机能及时使用,且配备发电机组作为备用电源,保证停电10分钟内能将确保降水井正常运转,避免影响降水效果甚至危害基坑安全。
(2)排水设施
工程降水抽取地下水,减少基坑开挖范围内土体中含水量,需要施工现场必须有合适的排水设施以满足工程降水的需要,确保降水运行排水的顺畅,保障降水效果。
对于施工现场的排水设施,根据工程实际情况进行安排,满足以下要求:
排水设施满足工程降水最大出水量的要求,并保障排水的顺畅;
尽量缩短降水井与排水设施之间的距离,减少降水井排水的沿程水头损失,降低抽水设备的扬程消耗;
对于坑内降水井,排水管宜沿坑内支撑进行布设,或在坑内布设一定的集水箱用于中转排水。
场地存在上部的粘土层,不易疏干;基坑挖土施工过程中如果遭逢强降雨,基坑汇水面积大,需做好基坑明排水工作。
基础施工过程中遭遇大雨,基坑低洼处将汇集明水,设置临时集水井,采用污水泵将明水排入坑外排水管道中。
及时收集气象资料,掌握施工期间的大雨、暴雨时间及降雨量,提前做好基坑明排水的准备工作,配备足够的水泵、排水管等物质。
3.6.3降水运行管理
降水运行前,现场合理布设排水管道并便于接入施工现场排水设施;
降水运行前做好降水供电系统,配备独立的电源线;
所有降水井需在供电电箱插座、抽水泵电缆插头及排水管上做好对应的标示,并在每次发生变动时进行相应的标示变更,便于抽水运行管理,供电箱应定期进行检查并备有检查记录;
降水工人熟悉水泵开启、电路切换,以保证降水连续进行,避免因供电原因造成井底突水;
降水前各降水井均测量其井口标高、静止水位并进行相关记录;
正式降水前必须进行试运行,进一步检验供电系统、抽水设备、排水系统及应急预案能否满足降水要求;试运行结果进行记录备案,根据试运行结果,对于无法满足降水要求的部分进行相应调整;
坑内降水井随着基坑开挖割除上部井管,便于基坑开挖;
3.7降水监测
1、降水运行期间,应加强坑外土体沉降监测,坑外土体出现塌陷、裂缝情况,应及时检查围护结构是否有渗漏出现,发现渗漏及时封堵。
抽水期间,应检查抽水井出水含砂量,出现含砂量较大等情况应检查围护渗漏情况。
2、降水工程实施过程中,应进行信息化施工,对水位、水量进行监测记录,降水监测报警值:
潜水水位下降累计报警值为1000mm,变化速率报警值为500mm/d。
3、水位监测频率(当有漏水等异常情况时,加密监测)
基坑开挖深度(m)
监测频率
底板浇筑后时间(d)
监测频率
≤5.0
1次/2d
≤7
2次/1d
5.0~10.0
1次/1d
7~28
1次/1d
>10.0
2次/1d
>28
1次/3d
第四章施工进度计划和资源计划
4.1施工进度计划
1、大口井成井
根据现场场地情况,投入打井机2台套,20天完成打井,其中第1~2天为进场准备,测量放线,第3日开钻,日完成6—8口。
2、降水
降水计划第6日起开始下泵抽水,全面降水20天,水位至基坑槽底以下1米方可进行土方开挖。
不得在未被达到降水期情况下开挖,以避免出现橡皮土现象。
施工进度计划
时间
(天)
项目
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
------
进场
成井
降水运行
4.2水电需要量计划
需用电量:
210kW;
需用水量50m3。
4.3劳动力需要量计划:
序号
部门
所需人数
备注
1
打井队
13
2
降水
6--8
4.4施工机械需要量计划:
施工机械设备一览表
材料及设备名称
数量
功率
备注
钻机
2台
70kw
每台35kw
杆泵
2台
15kw
每台7.5kw
泥浆泵
2台
5kw
每台2.5kw
Φ100清水泵
110台
121kw
扬程25米,备用10台
BV—4×1电线
4000米
水泵线
BV—3×2.5电线
800米
闸箱线
BV—3×10+2电缆
400米
主线
水箱
8个
每个2米3
分配箱
2个
型号HDX-21D
开关箱
25个
型号HDX-35D
Φ50水管
6000米
第五章质量保证措施
5.1组织保证体系
基础打井降水施工期间建立由项目经理领导,现场生产、技术、安全、质量为中间控制,打井队长、降水队长负责的三级管理系统。
在公司的统一安排和指挥下进行施工。
工程部
质量科
项目经理
生产
技术
质量
安全
降水队负责人
打井队负责人
人员基本要素质量
原材质量保证
技术资料保证
材料:
原材检测
产品
质量
保证
人员素质保证
执行岗位责任制
5.2质量管理程序
操作过程保证
熟悉图纸