某超高层建筑降水工程方案.docx

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某超高层建筑降水工程方案

秦皇岛盛秦福地居住小区

A1#、A2#楼基坑支护、降水工程

施工方案

编制人：

审核人：

批准人：

秦皇岛市第三建筑工程有限公司

2009年10月

第一章编制依据及原则…………………………………2

第二章工程概况及现场周边环境………………………2

第三章施工方案设计……………………………………6

第四章沉降观测方案设计………………………………13

第五章突发事故应急预案………………………………..16

附图：

1、盛秦福地A1﹑A2号楼周边建筑物沉降观测点示意图

2、盛秦福地A1﹑A2号楼降水井平面布置示意图

3、基坑水位降深等值线示意图

4、抽水后基坑周边沉降等值线示意图

5、基坑支护剖面图

第一章编制依据及原则

一、编制依据

1、《秦皇岛盛秦福地居住小区A区岩土工程勘察报告》；

2、甲方提供的有关本工程技术图纸。

3、《建筑地基基础设计规范》（GB50021-2001）

4、《建筑基坑支护技术规程》（JG120-99）

5、《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）

6、《抽水试验规程》（YSJ215-98、YBJ15-89）

7、《建筑工程施工测量规范》（DBJ01-21-95）

8、《施工现场临时用电技术规范》（JGJ46-88）

二、方案编制原则

1、保证施工质量；

2、技术优化；

3、施工安全可行；

4、满足工期要求。

第二章工程概况及现场周边环境

1、工程概况及现场周边环境及基坑安全等级

根据秦皇岛盛秦福地居住小区A区总平面图、A1#、A2#的结构施工图》，区内高层住宅楼均为剪力墙结构，筏板基础，地下二层，其中：

a．A1#、A2#住宅楼地上27层，地下二层，现自然地面标高约7.200m，相对标高-1.500m，垫层底面标高-7.800m，电梯井底面标高-10.100m，基坑挖深约6.3m，电梯井处（最深处）8.7m，A1#、A2#±0.000相对绝对标高8.7m。

该场地位于秦皇岛市海港区，海阳路与港城大街交叉口的东北侧，北侧为市高级技工学校，南侧为巨贤人才市场。

场地平坦，勘察期间场地地面标高介于7.09~7.32米之间，最大高差0.23米。

西侧为建新里小区，桩基础，地上6层，距离约20.0m，东侧为第十五中学，南侧为盛秦福地B区住宅楼，距离约45m。

根据基坑周边环境及地下结构施工影响程度，本基坑工程安全等级可定位二级，重要性系数r0=1.00。

2、场地工程地质概况

〈1〉岩土分布与特征

本次勘察查明，在钻探深度范围内场地，场地地层上部为第四系松散堆积物，主要由人工填土、粉质粘土、细砂、中砂、中粗砂和砾砂层组成；下部为太古界混合花岗岩风化层。

按其成因及物理力学性质差异，将场地所揭露的地层分为7个工程地质层，分层描述如下：

1杂填土（Q4m1）：

杂色，稍湿，松散，主要由砂性土和粘性土为主组成，混有砖块，灰渣等建筑垃圾，回填时间5年以上，分布连续。

地面标高7.09~7.32m，层厚0.70~1.7m。

2素填土（Q4m1）：

褐黄色，松散，稍湿，主要由粘性土为主，含砂粒，植物根系和煤渣等杂物，回填时间5年以上，分布连续。

层面标高5.44~6.52，层厚0.2~1.6m。

粉质粘土（Q4a1）：

褐黄色，可塑状态，稍有光滑，无摇振反应，干强度和韧性中等，含砂粒、铁锰氧化物等。

分布连续。

层面标高4.3~6.12m，层厚0.85~3.80m。

细砂（Q4a1）：

褐黄色，松散，饱和，长英质，均粒，分布不连续，夹有中粗砂夹层。

层面标高3.24~4.18m，层厚0.50~2.40m。

中砂（Q4ap1）：

黄褐色，饱和，稍密，密实度不均匀，长英质，混粒，分布连续。

层面标高1.45~3.47m，层厚0.60~3.20m。

粗砂（Q3ap1）：

黄褐色，饱和，中密，以石英，长石为主，混粒，分布连续。

层面标高-0.55~1.97m，层厚0.70~3.60m。

砾砂（Q3ap1）：

黄褐色，饱和，密实，长英质，混粒，含卵砾石，约7%~20%左右，分布连续，局部夹有中砂薄层。

层面标高-2.42~0.07m，层厚3.20~4.80m。

强风化混合花岗岩：

黄褐色~灰白色，中粗粒花岗结构，块状构造，主要由石英、长石、云母等矿物组成。

原岩组织结构已大部分破坏，岩体呈碎块状，属于软岩，基本质量等级为V级。

层面标高-6.20~-5.18m，厚度未揭穿。

〈2〉水文地质简况

根据勘察查明：

本地区地下水基本性质为第四系松散堆积物中的孔隙弱承压水，主要含水层为③、④、⑤和

层。

2层粉质粘土层为相对隔水层。

地下水主要补给源为大气降水和侧向径流补给，排泄方式以蒸发和侧向径流为主，水位年变幅1.00m。

勘察期间各钻孔中均见地下水，初见水位埋深2.5~4.50m，稳定地下水位埋深2.10~3.20m稳定地下水位标高4.07~5.05m。

〈3〉本区气象资料

秦皇岛市属暖温带半湿润季风型大陆气候，冬季严寒干燥，夏季炎热多雨。

冬季较长，春夏秋较短，冬季少雪，年最低气温出现在一月份，平均气温为-6℃。

标准冻结土深度0.85m；夏季平均气温21℃~25℃之间，最高平均气温在33℃~33.6℃之间。

本区多年平均降水量698.5mm，年最大降水量1273.5mm（1969年）,有降水日73.6天，其中71%的雨量和50%的雨日集中在6~8月份，仅7月降雨大约占年雨量的1/3。

全年有暴雨日2.6天，主要集中在7、8两月。

多年平均蒸发量1646.8mm，全年平均相对湿度62%，7、8月份相对湿度最高达80%左右。

冬季降水量少，相对湿度也低，只在50%左右。

全年日照时数为2777.7小时，五月最多，达287.0小时，冬季最少，各月皆在200小时左右。

本区主导风向受季风控制，冬季多北风和东北风，以东北风最强，夏季多西南风和南风，以西南风为盛行风。

全年平均风速4.5m/s，最大风速为东北风，风速达19m/s（1972年7月26日）。

3、工程内容概述

本次施工主要包括降水工程、护坡工程。

（1）降水工程

根据工程设计施工图、场地水文地质工程地质条件，并考虑勘察期间为本地区枯水期，而基坑开挖时间为枯水期，本场地地下水位埋深按3m计算，水位降至基坑最大开挖深度以下0.5m~1.0m。

（2）边坡支护工程

根据工程具体情况，选择合理的边坡护坡形式并制定基坑监测方案。

第三章方案设计

一、基坑降水方案设计

1、分析计算执行的规范、规程、资料及采用的配套软件

（1）《建筑基坑支护技术规程》（JG120-99）

（2）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）

（3）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）

（4）《秦皇岛盛秦福地居住小区A区岩土工程勘察报告》

（5）业主提供的《秦皇岛盛秦福地居住小区A区总平面图》及基坑支护及降水技术要求

（6）《理正深基坑支护结构设计软件》（F-SPW）（V5.3）

2、基坑降水井方案设计

据甲方提供的《秦皇岛盛秦福地居住小区A区岩土工程勘察报告》（详勘阶段）描述：

地下混合稳定水位埋深为2.1~3.2m，按埋藏条件地下水类型可属第四系孔隙潜水，具浅承压性，综合渗透系数k=20m/d。

主要含水层为砂层。

冲积形成年代早，早已固结，因此降水不会产生周边建筑及管线的不均匀沉降，这是理由之一；其二是砂层的渗透性好，渗透性系数高，影响半径大，降水漏斗曲线平缓，几乎接近直线，即使降水会引起周边建筑微小沉降，也是均匀沉降，不会影响周围建筑及其他设施的安全使用。

综上所述，本工程的基坑采用管井降水的方案，能够保证降水效果，保证周围环境的安全。

达到安全可靠、经济合理的目的。

根据工程地质勘察报告，基坑开挖深度内有一层地下水。

为保证结构施工的干燥环境，进行基坑降水时需保证地下水位降到-10.6m深（降至槽底下0.5m~1.0m）。

为达到快速彻底的降低地下水，拟采用深井降水方案。

降水井沿基坑周边布置，以形成封闭的降水体系。

在1#、2#楼之间布置2个降水井，同时兼具观测功能。

这样坑外降水井封截地下水进入基坑，中间井观测水位深度，形成完备的基坑降水体系，保证基坑降水效果。

（1）井位布置

降水井布置在基坑外侧，井位中心距基坑上边线2.0m，经设计计算（计算书附后），基坑外侧井间距14.4m，基坑四周布置降水井18口，井深15m。

（2）井深结构

降水井深度15m，无砂砼井管外径400mm，内径300mm，四周25cm干净石屑填至地表。

（3）水位观测井

为及时观测基坑内及四周水位，给基坑土方挖运等工程施工提供数据，利用井点布置有一定富于量的特点，可根据降水井出水量情况，在1、2号楼之间设二口水位观测井。

（4）详细计算如下：

a．原始参数

本工程场地下勘探深度内共有1层地下水，埋深及标高如下表：

层号

地下水类型

水位埋深（m）

水位标高（m）

观测时间

3

潜水

2.1~3.2

4.1~5.1

2009年10月

b．计算参数

基坑周长：

L=2×（20+110）=260m。

降水深度：

S=11.1-4.6=6.5m。

含水层厚度：

H=12.32m。

渗透系数：

潜水在粗砾砂、细砂、粉质粘土的综合渗透系数根据地勘报告查为K=20.00m/d。

降水影响半径：

R=2S

=2×6.5

=204.06m。

基坑等效半径：

r0=0.29（a+b）=0.29（20+110）=37.7m。

c．基坑涌水量

Q=1.366k×（2H-S）S/[lg（R+r0）/r0]=1.366×20×（2×12.32-6.5）×6.5/lg（204.06+37.7）/37.7=3991.49m3/d

其中：

Q——基坑涌水量；

K——渗透系数，k=20.00

H——潜水含水层厚度，H=12.32m；

S——基坑水位降深，S=6.5m；

R——降水影响半径，R=204.06m;

r0——基坑等效半径，r0=37.7m。

d．单井涌水量

q=120πrl3

=120×3.14×0.15×13×201/2=252.765m3/d

其中：

q——单井涌水量；

r——滤管半径，取0.15m；

l——滤管长度，取1.0m；

k——渗透系数，取20.0m/d。

e．基坑四周降水井数量：

N=mQ/q=1.1×3991.486/252.765=17.4个

其中：

N——降水井数量；

m——增井系数；取1.1；

Q——基坑涌水量；Q=3991.4863/d

q——单井涌水量；q=252.765m3/d

结合本工程雨季施工的具体情况及基坑的形状，实际布置降水井数量为18口。

f．井点间距

D=2×（L+B）/N=2×（20+110）/18=14.4m

其中：

D——井点间距；

L——基坑长度；L=110m

B——基坑宽度；B=20m

N——降水井数量；N=18口

g．水位降低校验：

①根据以往降水经验该含水层的滤水性、渗透性很好，降水抛物线平滑，水位下降较快

②按照《建筑基坑支护技术规程》（JG120-99）规定，经计算，水位降深满足工程要求。

h．降水井埋设深度计算：

本工程考虑基坑内布设降水井，埋置深度的确定是保证使地下水位下降到基坑底面（一般基坑中部最不利位置）0.5~1.0m，埋置深度由下式确定：

H=h1+h2+△h+ⅠL1+L+T=14.95m

其中：

H——井点管埋置深度（m）

h1——基坑深度，本工程8.6m

h2——井点外露高度，本工程取0.50m

△h——降水后地下水位至基坑底的安全距离（m