阜平降水方案.docx

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阜平降水方案

阜平县D片区回迁房（沙河小区）项目

基坑降水设计

审定：

审核：

编制：

中国兵器工业北方勘察设计研究院有限公司

目录

一、设计依据1

二、工程概述1

2.1工程概况1

2.2地质条件2

三、基槽降水设计3

3.1基槽降水目的3

3.2基槽降水设计主要考虑因素分析3

3.3降水设计计算3

3.4降水引起的地层变形计算4

3.5井点、井深设计4

3.6抽水设计5

3.7地面排水系统设计5

3.8降水效果预测及处理措施5

3.9降水监测6

3.10其它技术要点6

四、降水井设计工艺7

4.1设计工艺7

4.2抽水期间的维护8

4.3降水井施工质量要求8

五、考虑降水对周边建筑物影响9

一、设计依据

1、河北天璞基础工程有限公司提供的《阜平县D片区回迁房（沙河小区）项目岩土工程勘察报告（详勘阶段）》2016年3月；

北京清华同衡规划设计研究院有限公司提供的阜平县沙河回迁房《总平面图》主塔楼《基础筏板平面配筋图》西区地库《基础结构图》、东区地库《基础结构图》，2016年05月；

2、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；

3、《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-99）；

4、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；

5、《建筑地基基础施工质量验收规范》（GB50202-2013）。

二、工程概述

2.1工程概况

拟建回迁房（沙河小区）项目工程位于河北省保定市阜平县城区D片区。

本工程包括16栋住宅楼、地下车库、商业裙楼等。

拟建住宅楼为地下1-2层，采用剪力墙结构。

本工程±0.00为257.80m，一层地下车库筏板底标高251.56m，一层地下车库区域主楼筏板底标高251.26m；基坑东区，二层地下车库筏板底标高248.06m，二层地下车库区域主楼筏板底标高247.76m；基坑西区，二层地下车库筏板底标高248.16m，二层地下车库区域主楼筏板底标高247.86m；基坑自然地面起伏较大。

本场地初见水位埋深4.10m-8.10m，稳定水位埋深3.60m-7.60m，稳定水位高程247.75m-250.09m，地下水为潜水。

一层地下车库区域除集水坑、电梯井外不需要降水，集水坑、电梯井区域采用集水明排。

东区基坑6#、7#、8#、10#、11#住宅楼及其地下车库区域基础埋深较大，需要降水；勘察期间为枯水期，本区水位标高248.00m（降水按年最高水位标高251.00m进行设计），施工期间水位降至施工操作面以下1.0m，主楼筏板底标高247.76m（施工操作面标高247.39m），二层地库筏板底标高248.06m（施工操作面标高247.26m），东区基坑除主楼电梯井、集水坑外，水位降至操作面下1.0m，降水后水位标高246.26m，降水深度1.74m（按年最高水位考虑降水深度4.74m），设计按降深5m计算，东区基坑降水面域160m×160m。

东区基坑主楼集水坑、电梯井筏板底标高244.81m，操作面标高244.41m，水位降至施工面下0.5m，降水后水位标高243.91m，降水深度4.09m（按年最高水位考虑降水深度7.09m）。

西区基坑1#、2#、5#住宅楼及其地下车库区域基础埋深较大，需要降水；勘察期间为枯水期，本区水位250.00m（降水按年最高水位251.00m进行设计），水位降至施工操作面以下1.0m，主楼筏板底标高247.86m（施工操作面标高247.46m），二层地库筏板底标高248.16m（施工操作面标高247.36m），西区基坑除主楼电梯井、集水坑外水位降至操作面下1.0m，降水后水位标高246.36m，降水深度3.64m（按年最高水位考虑降水深度4.64m），设计按降深5m计算，西区基坑降水面域75m×210m。

西区基坑主楼集水坑、电梯井筏板底标高244.81m，操作面标高244.41m，水位降至施工面下0.5m，降水后水位标高243.91m，降水深度6.09m（按年最高水位考虑降水深度7.09m）。

2.2地质条件

2.2.1场区地层岩性及分布特征

本工程场地最大勘察深度30米，根据其岩性特征及物理力学性质划分为10层，表层为耕土及杂填土，②层粉质粘土，含细砂；③层中砂，含卵石；④层粗砂，含卵石；⑤层卵石，由中砂填充；⑥层砾砂，含卵石；⑦层卵石，由中砂填充；⑧层全风化片麻岩；⑨层强风化片麻岩；⑩中风化片麻岩。

2.2.2水文地质条件

勘察期间，场地内及附近无地表水。

初见水位埋深4.10m-8.10m，初见水位高程247.25-249.59m，稳定水位埋深3.60-7.60m，稳定水位高程247.00-250.09m，地下水为潜水，赋存于③层中砂及以下土层中，由大气降水补给，排泄方式为蒸发和渗流，水位随季节变化，变化幅度1-2m；水质分析，地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性。

本场区近期年内最高水位高程251.00m，抗浮设防水位可以按该水位考虑。

三、基槽降水设计

3.1基槽降水目的

（1）遵循各项文件条款的原则，确保挖至槽底时基槽干燥无水；不影响土方、护坡的施工，确保基槽土方顺利开挖；将基坑水位降至操作面下至少0.5m；

（2）确保基槽边坡的稳定与安全；

（3）预防管涌、突水等影响地基稳定性的地质灾害；

（4）维持降水，预防地下水水位上升，引起基础上浮；

（5）控制地下水，减少因降水对周围环境带来的危害；

（6）遵循维护地下水资源平衡的原则，确保不发生大量地下水流失；

（7）遵循安全施工、文明环保的原则，确保地基及周边管线、建筑物不沉降、不变形，同时保证基槽不发生隆起及管涌等不良地质现象。

3.2基槽降水设计主要考虑因素分析

根据本工程水文地质条件，基槽开挖深度范围内分布的影响本工程施工的地下水主要为潜水。

针对此类型水，结合场区水文地质条件及我院的降水经验，本着安全、高效、经济的原则，决定采用管井降水的方法，达到疏干基槽的作用，将地下水位降至施工操作面下至少0.5m，以便于后期基坑及基础工程的施工。

首先进行主楼筏板及地库筏板施工操作面的降水；集水坑、电梯井局部降水深度较大的区域进行局部降水。

3.3降水设计计算

假定把基坑看成以长边为直径的圆形面域。

根据《建筑基坑支护技术规程》附录E基坑涌水量计算，群井按大井简化时，均质含水层潜水非完整井的基坑降水总涌水量可按E.0.2公式计算。

k-渗透系数（m/d）；

H-潜水含水层厚度（m）；

R-降水影响半径（m）；

r0-基坑等效半径（m）；

h-降水后基坑内的水位高度（m）；

l-过滤器进水部位的长度（m）。

结合理正基坑降水软件计算及工程实践经验估算出基坑涌水量。

潜水完整井涌水量计算：

1、东区基坑：

按照勘察报告年最高水位251.0m计算，最大降水深度5m。

公式及软件计算基坑涌水量为:

3347m3/d。

单井设计出水量120m3/d（潜水泵抽水能力5m3/d）。

本区共布置降水井66口，降水井间距15-30m，详细布置见“东区基坑降水井点布置图”。

2、西区基坑：

按照勘察报告年最高水位251.0m计算，最大降水深度5m。

公式及软件计算基坑涌水量为:

2639m3/d。

单井设计出水量120m3/d（潜水泵抽水能力5m3/d）。

本区共布置降水井37口，降水井间距15-30m；详细布置见“西区基坑降水井点布置图”。

3.4降水引起的地层变形计算

根据《建筑基坑支护技术规程》7.5降水引起的地层压缩变形量计算公式（7.5.1）

计算所得变形量为3.3mm-7.0mm。

3.5井点、井深设计

根据本工程提供资料，抽水管井井径600mm，全孔下入无砂水泥砾石滤水管，滤水管外管直径400mm，内管直径300mm。

基坑外侧降水井，滤水管外均匀回填φ2-5mm石屑滤料至孔口下1.5m，滤料以上回填黏土至孔口；基坑内侧降水井，滤水管外均匀回填φ2-5mm石屑滤料至孔口；滤水管内下入潜水泵，潜水泵距离井底至少2m。

东区基坑降水整体考虑主楼筏板、地下车库筏板及独立基础施工操作面，主楼集水坑、电梯井单独考虑。

东区基坑回填地坪标高255.20-254.50m，降水后水位标高246.26m，高差8.94m，管井高出地面0.3m，设计井深14.0-13.3m，井底标高241.20m。

西区基坑降水整体考虑主楼筏板及地下车库筏板及独立基础施工操作面，主楼集水坑、电梯井单独考虑。

西区基坑自然地坪标高256.60m，降水后水位标高246.36m，管井高出地面0.3m，设计井深15.8-14.4mm，井底标高241.20m。

3.6抽水设计

采用潜水泵抽水，直接排入沉淀箱或沉淀池，进地面排水管系统。

抽水井暂定下入1.2寸潜水电泵（2.2kW，流量5m3/d，扬程30-40m），水泵外径小于管井内径50mm，计划103台潜水电泵，如果水位迟迟降不下去，选用大功率大流量的潜水电泵，集水坑、电梯井附近亦选用大功率大流量的潜水电泵；若降水期间降水井水很快被抽完，适当关闭一些降水井。

降水期间，观测降水水位变化，适当增减降水井的使用数量。

降水井正式抽水后，确保潜水泵正常工作。

3.7地面排水系统设计

排水管采用铁管或者塑料管，水力坡度3‰，每个井出水口集中汇入沉淀池内，分组排入北侧300m外的大沙河中。

沉淀池根据现场情况设置，受场地条件限制，沉淀池的样式、位置、大小由施工单位合理确定，确保泥沙沉淀符合要求。

电路系统与排水管路同步布设，文明施工。

现场配备发电机组，场地停电后启用，确保降水能够持续进行。

3.8降水效果预测及处理措施

初步估计预抽水5-7天后，水位可降至槽底以下0.5-1.0m。

随时观测水位变化，适当调整降水井的使用数量及水泵的选型；若水位降深达不到设计降深，及时与设计单位联系，进行设计变更。

如基槽开挖时土层饱和水未能彻底疏干，采用导流、毛沟等明排处理。

本工程总体降水设计见下表：

设计内容

设计结果

降水井孔径（mm）

600mm（井径400mm）

施工标高（m）

自然地表

井深（m）

13.3-15.8m

水泵选型（m³/h）

5m³/h扬程30-40m

集水总管规格（mm）

150mm

管井数量

103口（不含观测井、回灌井）

3.9降水监测

降水期间密切监测观测井的水位变化，尤其是西区北侧、西侧临近建筑物的观测井的水位变化，观察基坑降水对周边地下水位的影响。

结合基坑周边建筑物位移监测值，绘制降水深度与建筑物位移的关系曲线，时刻关注降水对周边建筑物的影响。

地下水位变化报警值：

累计值1000mm，或者变化速率大于500mm/d；达到报警值后即刻安排对建筑物周边区域进行回灌。

1、降水监测与维护期应对各降水井和观测孔的水位水量进行同步监测；

2、抽水开始后在水位未达到设计降水深度以前，每日观测3次水位、水量，当水位已达到设计降水深度且趋于稳定时可每日观测1次；场地北侧有河流补给，观测次数为每日2-3次；在雨季时观测次数每日增加2-3次；

3、根据水位水量观测记录，查明降水过程中的不正常状况及其产生的原因，及时提出调整补充措施，确保达到降水深度；

4、在基坑开挖过程中应随时观测基坑侧壁及基坑底的渗水现象，并应查明原因及时采取工程措施。

3.10其它技术要点

1、管井成孔。

地面开孔前，须探明地下管线及地下障碍物后方可开孔，降水井当遇到障碍物等时，可适当错开打设，但总数不得减少；并且要保证井孔的垂直度，确保井施工后对结构不产生影响。

2、井口高出地面0.3m并加盖。

3、若有局部尚未疏干滞水，可在坑底做盲沟，随挖随填，与降水井相连形成降排水系统。

盲沟做法：

用编织袋或土工布包等径渣石，宽300mm深400mm。

4、基槽内地下水位应控制在坑底施工操作面下0.5-1.0m。

5、基槽开挖接近地下水位前，应进行2-3天以上全面降水，以保证土方开挖面无明水作业。

6、在基槽外围设置挡水墙，随时排除地表积水。

7、降水时应减缓降水速度，均匀出水，勿使土粒带出。

降水时要随时注意抽出的地下水是否有混浊现象，密切注意水的含砂量，防止井管堵塞。

8、管井运转，应以控制井中水位为主，在保证基槽正常施工的前提下，应尽量少排地下水，以达到节水的目的。

四、降水井设计工艺

4.1设计工艺

1、放线定位

根据降水井设计间距与控制轴线距离，开始对井位进行放线，放线采用十字定位法。

定位后对井位进行探孔，地面杂填土无法用钻机成孔时，可采用人工开挖，井口埋设护筒。

2、成孔

成井由地面开始施工，成井垂直度偏差控制小于1％。

3、下井管

成孔后立即下井管，井管采用无砂水泥管，用竹片夹牢并用铁丝绑紧，防止弯曲或脱落。

下井时先用钢丝绳绕过井底的堵头垫块将无砂水泥砾石滤水管吊起，慢慢顺入井中。

井管要垂直居中。

井管口露出地表约30cm，井底以上包单层尼龙网。

4、填滤料

填滤料要从井孔四周由孔底向上均匀回填，防止将井孔挤偏。

距孔口1.5m处，上部用黏土封填。

无砂水泥砾石滤水管要加井盖。

滤料选用磨圆度较好、粒静均匀的硬质砾砂和砾石，公称粒径2-5mm，含泥量≤1.0％，泥块含量≤0.5％。

5、洗井

洗井采用空压机气举法，从井底逐节，逐层吹洗，将井底泥砂吹净，洗出清水为止。

6、泵组设备安装

潜水泵用钢丝绳吊在井内，距井底2m。

水泵分别连接与出水口径相匹配的橡胶管或塑料管，与地面排水管相连。

抽出水从支管流入坑边总管，经沉砂池或沉砂箱沉淀后排入基坑北侧大沙河内。

基坑及土方施工过程中，地下水位保持在施工操作平面以下至少0.5m，安排人员进行定期监测。

7、降水完成后需要进行封井，封井时间由主体设计单位决定。

4.2抽水期间的维护

降水期间应对抽水设备的运行状况进行维护检查，每天检查不应少于3次，发现问题及时处理，使抽水设备始终处在正常运行状态。

抽水设备应进行定期保养，降水期间不得随意停抽。

注意保护井口，防止杂物掉入井内，经常检查排水管、沟，防止渗漏，冬季降水，应采取防冻措施。

在更换水泵时，应测量井深，掌握水泵安装的合理深度，防止埋泵。

发现基槽出水、涌砂，应立即查明原因，组织处理。

当发生停电时，应及时开启发电机组，保持正常降水。

4.3降水井施工质量要求

1）井位放线定位后，必须会同有关质检人员、监理人员进行井位复核；

2）降水井的施工钻机就位后，必须保证钻机机座水平，钻机立塔垂直，并在钻进过程中随时查验，以保证钻孔垂直度；

3）详细记录钻孔过程，精确控制孔深；井的深度应达到或不超过设计井深的±2%；井身直径须达到或大于设计直径；井的顶角偏斜不得超过1度；

4）降水井成井后，采用适宜的浆液进行一定时间（不得少于30分钟）的孔壁清洗，以保证井壁的良好透水性；

5）井管必须直立，上端口应保持水平，井管偏斜度不得超过1度；

6）井管安装完毕后，应立即填滤料，滤料规格必须符合设计要求；

7）井管的选择及包裹必须与地层情况相符，并连接牢固、稳妥；

8）井口封堵时应用优质黏土，在半干状态下缓慢填入，封闭深度不小于1.5m；

9）地面排水管线必须符合设计排水量的要求，其铺设不得影响其它工作的进行，并不得发生渗漏现象；

10）抽排水使用的水泵，必须试运转后方可下入井内；

11）管井滤管在运输、装卸和堆放时应防止滤网损坏，下入管井孔前，必须逐根检查，保证滤网完好；

12）降水设备的管道、部件和附件等在组装前，必须检查和清洗，并妥善保管；

13）在降水过程中，应加强管井降水系统的维护和检查，保证不断抽水；

14）抽出的地下水中含泥量应符合规定，如发现水质浑浊，应分析原因及时处理，防止泥砂流失引起地面沉陷；

15）井口应设置护筒，并设置泥浆坑，防止泥浆水漫流；

16）井管沉放前应清孔，需要疏干的含水层均应设置滤管。

在周围填滤料后，应按规定及时洗井和单井试抽。

17）加强降水观测：

从开始降水起，每天由专人观测降水井内水位，并作好记录。

对于水位变化异常的情况，应及时研究，采取措施处理。

五、考虑降水对周边建筑物影响

基坑周边邻近建筑物及部分道路，尤其是西区基坑北侧距离建筑物较近，本区域虽不进行降水，但含水层渗透系数较大，降水影响范围广，为评价及减小降水对周边建筑物及道路的影响，采取以下措施：

1、水位变化报警值：

累计变化量1000mm，或者变化速率大于500mm/d；降水引起的建筑物变形量报警值：

累计变化量3mm。

2、基坑开挖前进行抽水试验，当水位降至要求降深水位时，观测建筑物、道路周边观测井水位变化，并对建筑物变形进行监测，达到报警值时，采用回灌井进行回灌，回灌井沿建筑物周边布置，间距10m，回灌井井底标高245m。

3、降水期间，监测水位变化及建筑物、道路的变形，建立建筑物变形量与降水水位之间的关系，评价降水对建筑物的影响，及时增减回灌井数量，确保周边建筑物的安全。

4、集水坑、电梯井水位降深较大，施工时密切监测水位变化及周边建筑物变形，及时合理的安排回灌。