真空深井D.docx

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真空深井D

附图一：

真空深井降水平面布置图

附图二：

真空深井SJ-11剖面示意图

附图三：

真空深井SJ-10剖面示意图

附图四：

真空深井SJ-20剖面示意图

一、工程概况

拟建的上海城开高新技术创业中心综合楼工程，位于广元西路386号，宜山北路西侧、广元西路南侧、虹桥路北侧。

基坑开挖面积约5800平方米（坑底面积约5650平方米），基坑开挖深度-9.40米，局部集水井坑深-10.20米，电梯井坑深-12.15米、-12.35米深。

基坑围护采用φ850规格SMW工法桩，基坑设置两道内支撑，第一道钢筋混凝土支撑，第二道φ609钢管支撑，基坑局部加深处采用φ700二轴深层搅拌桩封底加固处理。

二、地质概况

根据上海申元岩土工程有限公司提供的本工程《岩土工程勘察报告》，基坑开挖涉及的土层，1-1杂填土、1-2素填土、2-1粘土、2-2粉质粘土、3淤泥质粉质粘土，基坑底置于第4层灰色淤泥质粘土中。

本工程所处基地年平均地下水位在0.5-0.7m，本方案运用时地下水位取0.5m。

三、深井降水原理

真空深井降水原理是由真空泵通过真空管密封的深井抽吸成负压，使其周围形成真空。

地下水和土体中的水压在大气压力和土体压力作用下，由高压向低压流动，流入井管内，然后通过一定扬程的潜水泵排除管外，以达到降低地下水位和土体中水分的作用，使得基坑开挖在干燥的情况下施工作业。

四、方案编制依据

1、同济大学建筑设计研究院《基坑围护设计》

2、上海申元岩土工程有限公司《岩土工程勘察报告》

3、JGJ/T111-98《建筑与市政降水工程技术规程》

五、降水方案设计

根据同济大学建筑设计研究院《基坑围护》设计土方降水要求、地质情况、开挖深度、支撑设置情况，及现有降水经验（上海地区同类型基坑每口深井降水范围在225平方米左右），本工程基坑平面设置25口真空深井，3口坑内水位观测井。

因电梯井坑已被格栅式深层搅拌桩封闭加固处理，故只考虑整个基坑真空深井降水深度在-10.4米。

真空深井底部深度为-14.8米，局部电梯井坑侧真空深井底部深度为-18.4米、-19.4米。

一台真空泵带动3口深井，并用管路联网，共设置真空泵8台。

另视基坑土体降水效果，如基坑开挖后电梯井坑区域土体含水率较高，则在坑底电梯井坑内加打轻型井点降水一套，轻型井点管长6米，井点管底标高-15.4米。

深井由真空泵，外套管，潜水泵，管网等组成，钻孔直径在700mm左右，井周围用砂料过滤，孔口地面下1米用粘土密封。

结合本基坑土方开挖分三次进行的施工要求，真空深井共设置两段滤管，第一段滤管设置在第二道支撑上下范围内，第二段滤管上口设置在基坑底下1m处。

六、主要施工机械设备

1、150型钻机（包括全部附属工具）1台

2、泥浆泵2台

3、电焊机1台

4、深水潜水泵型号QX6-18-2.7525台

5、真空泵8台

6、轻型井点1套

七、施工进度计划及工期

因地下水位较高，计划在SMW工法完工后，第一次土方开挖前施工深井降水，正式降水需在SMW工法、压密注浆施工完毕10天后进行（养护需要）。

进场1天，准备1天，钻机每天3口，设备调试1天（25口井）共计约10天左右。

由于土质渗透性差，在深井、深井泵及管路安装完毕并开始正常抽水条件下，预降水时间为约10天方能挖土。

在土方开挖的同时，继续进行基坑内降水，以使水位始终控制在坑底土层1米以下。

基坑内降水时间根据设计要求直到地下室底板结构施工完毕为止，持续降水时间约140天。

八、施工现场准备

定位放线，确定井位，以免碰工程桩及影响支撑施工。

按照平面图布置做好各项工作，如场地及材料进出，道路的平整，排浆沟槽开挖、工程材料的堆放、设备调试等。

九、施工组织管理

1、管理机构

项目负责人

1名

全面负责深井施工及抽水阶段管理工作

施工员

1名

负责生产调度，劳动力安排及生产进度的按期完成

质量员

1名

负责成井，抽水质量的监督工作及时对各道工序进行质量验收

安全员

1名

安全技术措施落实，负责各环节的安全工作

技术员

1名

及时解决施工中的技术问题，制定相应的技术措施并做好资料的汇总递交工作

2、施工机构

钻机班

4名

完成成孔、下井管及设备的保养

填砾班

3名

完成砾料的运输、填料工作

机电班

1名

完成井管的焊接，现场施工设备的维修及电器线路的正常运行

抽水班

4名

完成日夜抽水，水位观测及统计记录工作

十、深井施工工艺

1、工艺流程

进场→定井位→立钻架→成孔→下井管→回填→安装水泵→安装真空泵→连接管路→基坑降水→拆井→退场

2、施工方法

1）开凿深井

（1）采用1台钻机，每台每天3口井进行开凿深井。

25井及3口观测井计划9天完成，深井开凿在SMW工法施工及养护期间进行。

深井井点布位应根据降水要求、降水有效范围布置，并考虑避开工程桩、土体加固区、第一、二道支撑、格构立柱，并有利于土方施工、有利于拆除为原则，实际施工井位可现场协调。

（2）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，用高压水冲井，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2.0m处，排除积水，投入粘土封口，以防漏气。

（3）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、小细石或瓜子片。

成孔、下管、回填、洗井应连续进行，不可中断。

（4）成井和下管应保证钻井深度到位。

2）安装深井水泵、真空泵

（1）安装前须检查电机和泵体，确保完好无误后方可安装

（2）施工过程中必须保证各连接部位密封可靠不漏气

（3）真空泵进出水、进出气调节奸，保证正常运转

（4）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

（5）在基坑开挖过程中，为了确保围护结构和临近建筑及地下管道的安全，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。

3）安装管路系统：

（1）根据挖土施工特点，所有深井均随挖土进程一节节往下拆，在基坑边缘汇入总管，并将水排入下水道（清水）。

设在每口井内的单向阀门可确保抽上地面的水不会回流至井内。

（2）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。

4）降水管理

（1）根据水位观测情况，控制降水井排水时间和间隔，控制真空泵抽吸力度。

开始预降水时不需加真空，待每口井的单次出水量低于0.3m3时再加真空，真空度一般控制在0.03—0.08Mpa之间，先期以小为好，后可逐渐增大。

（2）安排专业人员日夜值班，进行排水降水控制操作、水位观测和数据记录，每天汇总报送总表一份。

基坑出水量统计方法有二：

一用大口径自来水表；二可根据深井水泵额定流量（m3／h）来统计。

我们根据历次降水工程实践，发现自来水表（清水表）对于含有些微泥砂的地下水无能为力。

主要是深井泵启动之瞬间，会有些微沉淀于井底的泥砂被汲入泵内，泥砂随水流出后，很快会在自来水表内淤积，使水表的转动部分逐渐失去功能，时常不转，使统计的误差加大。

而根据深井水泵的额定流量（m3／h）统计，用秒表计时，简易可靠，误差小，较为可行。

（3）在基坑开挖过程中，须密切注意真空效果，做好密封工作。

（4）若因地下围护结构大量渗漏而引起坑外水位下降超过规定值时，应控制抽水力度或停抽。

（5）深井井点管尽可能靠近混凝土支撑立柱桩位置处布置，以便挖土时可与立柱桩连接，防止悬臂太大而失稳。

5）拆除井管

在坑底砼垫层浇捣前后，根据降水实际效果，即可拆除降水井和输水管路，起拔滤头。

用神仙葫芦和千斤顶为起拔工具，采用徐徐顶起，缓升慢拉的方法将滤头提至坑底砼垫层，随后用吊机或人工移走，滤头拔除后的滤孔洞用砂石碎块填平夯实。

井管拆除视基坑降水情况而定，降水效果好，则可在挖土时逐步拆除；效果差，则需一直抽水，直至基坑土方挖完后方可拆除井管。

3、深井降水的技术要求

1）降水试运行

在开始降水运行之前，准确测定各井口和地面标高，测定静止水位，安排好抽水设备、电缆及排水管道作试运行，以保证抽水系统完好。

抽出来的水应排入场外市政管道中，以免抽出的水就地回渗，影响降水效果，坑内的降雨积水应立即排出坑外，尽量减少大气降水和坑内积水的入渗。

2）降水正式运行

①降水运行应与基坑开挖施工互相配合，在降水井施工阶段应边施工边疏干，即完成一口投入降水运行一口，同时加真空，每台真空泵连接4口真空井点，真空度保持在0.05Mpa以下，力争在基坑开挖前将基坑内地下水位疏干至坑底以下1m；

②水位降到要求深度后，如水位上升缓慢可不加真空，井内水位上升后就应开泵抽水；

③抽水间隙由短至长，每只井抽干后即应停泵，以免电机烧坏。

水位上升后应立即开泵，对于出水量较大的井每天开泵抽水次数也应增多；

④在开挖过程中，真空抽水的井要在井管周围及时用粘性土封闭，以防止真空漏气，确保真空泵工作时能发挥正常的功能，以保证降水效果；

⑤在开挖前尽可能提前抽水，开挖阶段的降雨积水应及时抽干；

⑥降水运行阶段对坏掉的泵应及时调泵并修整；

⑦降水阶段储水箱尽可能安排在支撑上，如与施工冲突或减少对支撑的影响，须将储水箱移至基坑边自然地面上。

⑧降水运行过程中应切实做好水量记录，对停抽的井应测量水位，及时分析整理资料，绘制各种必要图表，以指导和调整降水运行。

十一、深井降水技术措施

1、为配合挖土施工，成孔先后顺序按挖土施工要求进行（先挖处先打）。

各孔定位可根据现场需要作适当调整。

2、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。

3、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。

（r=l.05-1.1g/cm3）

1）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。

2）灌砂至自然地面标高下1.Om处时，即在孔内填入粘土夯实，以封闭井口。

3）为确保预降水的时间，各降水深井成孔后务必连续作业以供深井设备及时安装之用。

4）为利于降水设备的安装，成孔清孔时的泥浆应及时清理或外运，以确保井周围场地的操作使用。

十二、深井降水安全措施

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）钻孔、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，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磨擦角及更低的上壤含水率，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。

十三、轻型井点施工工艺

1、施工准备

1.1材料要求：

1.1.1井点管：

用直径48mm钢管，长度为6m。

管下端配有同直径的滤管和管尖，为长1.5m。

管壁上钻有直径10-18mm的孔，管壁外用8号铁丝缠绕，间距20mm，外包两层滤网，内层为细滤网，采用网眼30-50孔/cm2的黄铜丝布或尼龙丝布，外层为粗滤网，采用网眼为3～10孔/cm2的铁丝网或尼龙丝布。

滤网外再缠20号铁丝，间距40mm。

1.1.2连接管：

用塑料透明管、胶皮管，直径为48mm。

1.1.3集水总管：

用75的钢管分节连接，每节长4m，每隔1m设一个连接井点管的接头。

1.1.4滤料：

粒径5～3.0mm的石子，粒径2～4.0mm的粗砂。

1.2主要机具：

由真空泵一台，离心式水泵两台（一台备用），气水分离器一台组成一套抽水机组。

2、操作工艺

2.1工艺流程

定位、铺设总管→冲孔→埋设井点管→井点管与总管接通→安装集水箱和排水管→开动真空泵排气，开动离心水泵抽水→测量观测井中地下水位变化。

2.2定位、铺设总管：

集水总管设在井点管外侧50cm处，铺前先挖沟，并将槽底整平，将配好的管子逐根放入槽内，在端头法兰穿上螺栓，垫上橡胶密封圈，然后拧紧法兰螺栓，总管端部用法兰封闭。

2.3冲孔：

根据土质情况、场地和施工条件，选择适用的成孔机具，成孔一般都用高压水冲刷土体，用冲管扰动土体助冲，将土层冲成孔径为300mm的圆孔，孔深比井点设计深度深50cm，成孔后用水泵将井内泥浆抽出。

2.4埋设井点管：

井点管用机架吊起徐徐插入井孔中央，使露出地面200mm，然后灌入粒径5～3.0mm的石子距孔底500mm高，再沿井点管四周均匀投放粒径2～4.0mm的粗砂，上部1.0m深度内，用粘土填实以防漏气。

2.5井点管与总管接通：

井点管埋设完毕应接通总管，用吸水胶管将井点管与总管连接，并用8号铅丝扎牢。

一组井点管部件连接完毕，与抽水设备连通，通电后即可试抽水。

2.6安装集水箱和排水管：

一套井点管安装后，应对抽出的水进行有组织排放，根据水排放地点的距离、标高等条件，用安装集水箱和排水管的方法，将水计划排放到预定的地方。

2.7开动真空泵排气，开动离心水泵抽水：

接通电源，开动真空泵排气、开动离心水泵进行试抽水，检查有无漏气、淤塞情况，出水是否正常，如有异常情况，应检修好方可使用。

压力表正常读数在0.15～0.20Mpa之间，正常真空度在93.3Kpa，表明各连接系统无问题，即可投入正常使用。

2.8测量观测井中地下水位变化：

在降水区域设置观测地下水位变化的孔井，抽水期间定期观测地下水位变化情况。

2.9井点使用时，应保持连续不断抽水，并配用双电源以防断电。

一般抽水3～5天后水位降落漏斗基本趋于稳定。

3、质量标准

3.1井点管间距、埋设深度应符合设计要求，一组井点管和接头中心应保持在一条直线上。

3.2井点埋设应无严重漏气、淤塞、出水不畅或死井等情况。

3.3埋入地下的井点管及井点连接总管，均应除锈并刷防锈漆一道，各焊接口处焊渣应清除，并刷防锈漆一道。

3.4各组井点系统的真空度应保持在55.3～66.7Kpa，压力应保持在0.16Mpa。

4、应注意的质量问题

4.1井点使用中途不得停泵，一般应设双路供电，或备用一台发电机。

4.2井点使用时，正常出水规律是“先大后小，先混后清”，如不上水，或水一直较混，或出现清后又混等情况，应立即检查纠正。

真空度是判断井点系统是否良好的尺度，一般应不低于55.3～66.7Kpa，如真空度不够，表明管道漏气，应及时修好。

井点管淤塞，可通过听管内水流声，手扶管壁感到振动，夏冬季手摸管子冷热、潮干等简便方法检查。

如井点管淤塞太多，严重影响降水效果时，应逐个用高压水反复冲洗井点管或拔出重新埋设。

4.3用轻型井点降低地下水位，一般应保持降低地下水位在基底500mm以下，以保证基础施工时基坑底干燥。

十四、安全生产文明施工

本工程位于市中心，为公司重点项目，各阶段必须确保按文明工地的标准进行施工。

降水时由于与土方开挖、支撑施工同步进行，因此现场文明施工管理犹为重要。

因此，在降水阶段，降水班组派专人负责安全、文明施工，主要做好如下几点：

1、现场操作人员必须严格执行安全技术操作规程和有关安全生产规范规定。

2、配备专职安全员，建立安全生产责任制。

3、对职工进行安全教育，正确使用劳保防护用品。

4、机械、电气设备由专人操作，维修和定期检查保养。

5、做好施工现场的文明施工，材料设备堆放整齐，抽水、排水、设备进出场及堆放由设专人负责，保持场容整洁。

6、做好宿舍清洁工作，遵守工地上文明施工的有关规定。

7、遵纪守法，不违法乱纪，寻畔闹事，吵架斗殴。

8、深井井管分段截短时，要搭钢管架子和木板，以保证操作人员安全。