深井及一级轻型井点降水方案.docx
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深井及一级轻型井点降水方案
徐汇世家花园
基 坑 降 水
施
工
方
案
编制单位：
上海住建工程有限公司
编制日期：
二○一○年八月
施工组织设计（质量计划）审批表
工程名称：
徐汇世家花园基坑降水 建设单位：
上海华京置业有限公司
编制人：
编制日期：
二○一○年八月
项目工程师：
项目经理：
项
目
经
理
部
审
批
技术负责人：
审批意见：
年 月 日
项经部有关部门
工程：
年 月 日
技术：
年 月 日
质量：
年 月 日
安全：
年 月 日
文明：
年 月 日
其它：
年 月 日
公
司
级
审
批
总工程师：
审批意见：
年 月 日
公司有关科室：
工程：
年 月 日
质量：
年 月 日
安全：
年 月 日
材料：
年 月 日
技术：
年 月 日
动力：
年 月 日
其它：
年 月 日
监理（建设）单位
总监理工程师
（建设单位项目审批意见：
年 月 日
负责人）：
备
注
审批手续根据公司文件对施工组织设计（质量计划）编制范围的要求，逐级审批，本施工组织设计审批的范围：
附件：
基坑降水平面布置图 1张
深井及观测井井身结构图 1张
轻型井点井身结构图 1张
深井降水运行动态管理示意图 2张
一 工程概况
1.1、基本概况
1）、工程名称：
徐汇世家花园基坑降水
2）、建设单位：
华京置业有限公司
3）、监理单位：
上海新光监理咨询有限公司
4）、施工总承包单位：
上海住建工程有限公司
5）、基坑围护设计单位：
上海现代建筑设计集团 申元岩土工程有限公司
6）、地理位置：
本项目地处田林地区，南面沿钦州北路、东面沿柳州路、北面沿蒲汇塘。
基地南北长123m，东西长394m，地势较平坦，自然标高＋4.25米。
7）、编制范围：
本方案为该项目基坑降水施工方案。
1.2、结构概况
1）、本工程主体结构
本工程主体建筑为10幢17~35层住宅楼，9幢两层商业单体、商业包括地下一层地下室和地下二层地下室、一层独立的地下车库。
本工程±0.000分为商业建筑和住宅楼两种，商业建筑±0.000相对于绝对标高+4.400，住宅、地下车库±0.000相对于绝对标高+5.650，基坑围护设计标高均采用绝对标高。
本工程场地自然地面绝对标高为+3.900m。
本方案除特别注明外，标高均采用绝对标高。
2）、基础形式：
号房区域工程桩采用钻孔灌注桩，地下车库与商业地下室区域工程桩采用PHC管桩。
3）、基坑规模及开挖深度：
整个基坑开挖面积及周边延长米信息如下表所示：
基坑开挖深度详见下表：
1.3、基坑围护结构概况
本工程总用地面积为48016m2，地下室开挖深度为1.95m~9.10m；基坑开挖面积大，开挖深度较深，施工影响范围广。
本工程场地较为平坦，拟建建筑包括号房、地下车库和商业，各部分开挖深度不等，根据基坑围护设计，本基坑拟分期分区施工，总体分期、分区按照先深后浅原则，一期施工南侧商业地下二层及相关的地下一层区域，二期施工剩余的地下一层车库及住宅地下室。
本工程自然地面绝对标高为3.900。
一期地下二层主要区域开挖深度9.250m；一期商业地下一层主要区域开挖深度5.500m；二期基坑号房（1~7#房、9#房、10#房）和地下车库主要区域开挖深度1.950~4.450m；局部电梯井（集水井）落深0.600~2.850m;
一期地下二层区域基坑围护形式：
卸土+钻孔灌注排桩+双轴水泥搅拌桩止水；一期地下一层区域围护形式：
双轴水泥搅拌桩坝体；如下图所示。
一期地下二层区域 一期地下一层区域
二期基坑围护形式：
采用放坡+双轴水泥搅拌桩止水，局部采用双轴水泥搅拌桩坝体。
地下二层区域围护结构采用一道内支撑，砼支撑截面900X700，中心标高为-1.800,砼围檩截面为1000X700（1200X700）。
围檩与支撑均采用砼C30。
1.4、基坑周边环境
徐汇世家花园位于上海市徐汇区，规划柳州路以西、钦州北路以北、蒲汇塘以南，场地位置下图所示。
本工程周边环境较复杂，场地南侧临近钦州北路，道路下有雨水、污水等重要管线，北侧靠近蒲汇塘，西南侧为闵行供电所桂州站。
1）、东侧环境
基地东侧为规划的柳州路，规划的路宽为20.0m，柳州路以东为业主的东地块，东地块有一幢新建的高层办公楼，办公楼有一层地下室，桩基础，其距离基坑围护外边线为25.1m，办公楼以北为徐汇长春苑，有一层地下室，桩基础，其距离基坑围护外边线为22.8m。
2）、南侧环境
基地南侧为钦州北路，基坑南侧长约370m，开挖面积大，开挖深度较深，基坑围护外边线距离市政道路约0.93m，钦州北路下有雨水、污水等重要管线，其中雨水管线距离本基坑9.40m，污水管线距离基坑围护外边线11.90m。
3）、西侧环境
基地西侧为后期幼儿园待建场地，场地条件较为宽裕，西南侧为闵行供电所桂州站，其距离基坑围护外边线约20.3m。
4）、北侧环境
基地北侧为蒲汇塘，建筑物退河道蓝线21m，围护外边线距离蒲汇塘约12.7m，堤岸为老式的石砌挡墙基础。
综上所述，本工程基地周边环境较为复杂，应重点保护南侧的钦州北路和道路下的管线、西南侧的变电站和北侧的蒲汇塘。
基坑开挖过程中还应对基坑周边的施工道路加以保护。
二 工程地质及水文地质条件
2.1、工程地质条件
1）、地形地貌：
上海位于东海之滨、长江入海口处，属长江三角洲冲积平原，拟建场地位于上海市徐汇区柳州路以西、钦州北路以北、蒲汇塘以南。
地貌类型属滨海平原，勘探点标高一般为3.57～4.11m之间，高差为0.54m。
2.2场地地层的构成与特征
勘察最大深度为100.2m，钻遇的地层均为第四纪沉积物。
根据地基土的岩性、成因、物理力学性质的差异，将土层分为7个工程地质层,其中①、⑤层又分为二个亚层，⑤1、⑤3、⑨1层又分为二个次亚层。
各土层特性分述如下：
①1填土：
层底标高3.01～1.00m,厚度1.00～3.00m，杂色，松散，上部为碎砖、石子与粘性土混杂，下部以粘性土为主，夹少量碎砖、石子，土质松散。
①2浜土：
层底标高1.65～0.47m,厚度0.30～1.50m，黑色，饱和、流塑，黑色淤泥质土，夹腐植物，具臭味。
②褐黄-灰黄色粉质粘土：
层底标高1.17～0.29m，厚度0.20～2.20m，地质时代为Q
，成因类型为滨海～河口相，湿，可塑，含氧化铁锈斑及铁锰质结核，稍有光泽、中等干强度、中等韧性，中压缩性。
③灰色淤泥质粉质粘土：
层底标高-2.50～-5.38m，厚度3.00～6.10m，地质时代为Q
，成因类型为滨海～浅海相，饱和，流塑，含云母，夹薄层粉土或粉砂团块，土质不均，稍有光泽、中等干强度、中等韧性，高压缩性。
④灰色淤泥质粘土：
层底标高-11.97～-14.66m，厚度8.40～10.90m，地质时代为Q
，成因类型为滨海～浅海相，饱和，流塑，含云母、有机质，夹粉土、粉砂团块，土质尚均匀，有光泽、高干强度、高韧性，高压缩性。
⑤1灰色粘土：
层底标高-13.70～-24.93m，厚度0.80～6.70m，地质时代为Q
，成因类型为滨海、沼泽相，饱和，软塑，含云母、有机质，夹粉土薄层或粉砂团块，含泥钙质结核、少量贝壳碎屑，土质均匀，有光泽、高干强度、高韧性，高压缩性。
⑤1夹灰色含粘性土粉砂：
层底标高-16.04～-22.33m，厚度1.30～6.40m，地质时代为Q
，成因类型为滨海、沼泽相，饱和，中密，含云母，夹粘性土，土质不均匀，摇震反应迅速、低干强度、低韧性，中压缩性。
与基坑支护及降水相关的地层及其主要特性值如下表所示。
基坑支护与降水设计参数表
3）、不良地质现象：
根据工程勘察报告所知，场地内可能存在的不良地质现象如下：
厚填土与障碍物：
拟建场地表层填土分布较为复杂，主要由碎砖、石头及混凝土块等组成，厚度不一，土质松散，厚度最大处达3.0m。
建议在正式施工前，对本工程施工有影响的地下障碍物进行必要的清障处理，确保围护结构体顺利实施。
暗浜：
经勘探，在拟建场地有明浜、暗浜存在，浜宽约5~17m，浜底最大埋深3.3m左右，底部含淤泥，土性极差，应在基坑开挖前进行探明并予以清淤换填处理，保证基坑开挖的顺利进行。
软弱土层：
场地内第③、④层均属于高压缩性土，具有含水量高、孔隙比大、压缩模量小等特性的软弱土层。
呈饱和、流塑状态，这两层土抗剪强度低，灵敏度中～高，具有触变性和流变性特点，是上海地区最为软弱的土层；同时也是导致基坑围护体变形、内力增大的土层。
在基坑围护结构设计和施工中，应注意这层土对基坑开挖的影响，尽量避免对主动区土体的扰动；并采取适当、合理的措施对被动区土体进行加固，控制围护结构体的变形在允许的范围之内。
2.2、水文地质条件
1）、潜水
潜水主要补给来源为大气降水，潜水水位随季节环境而变化。
勘探期间测得地下水埋深一般为0.80~1.50m。
上海市地下水位埋深一般在0.5~1.5m，水位随季节而变化，设计按年平均地下水位埋深在0.5m考虑。
本场地浅层地下水对混凝土具有微腐蚀性。
2）、承压水
上海地区一般第⑦层为第一承压含水层，根据上海市经验，承压水头埋深约在地下3~11m，水位随季节波动；本工程深基坑开挖深度约1.95m~9.10m，场地内第⑦层层顶最浅绝对标高为-47.490m。
承压水层埋深较深。
根据本工程基坑的开挖深度，并考虑落深坑落深3.0m的情况，根据规范公式对基坑抗承压水稳定性进行估算，经估算，其坑底抗承压水头的稳定性安全系数Ky在此最不利点的值大于1.05的安全系数要求，故在基坑开挖到底时不会对坑底的安全产生影响，因此本方案暂不考虑承压水突涌的问题。
详细资料见本工程《岩土工程勘察报告》。
三 基坑降水方案
3.1、编制依据
1）、上海现代建筑设计集团申元岩土工程有限公司《徐汇世家花园基坑围护安全性报告及设计方案》；
2）、现行相关规程和规范：
（1）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
（2）《建筑工程质量检验评定标准》（GB50300-2001）
（3）《基坑工程技术规范》（DG/TJ08-61-2010）
（4）《地基基础设计规范》（DGJ08-11-2010）
（5）《地基处理技术规范》（DG/TJ08-40-2010）
（6）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120--99）
（7）《建设工程项目管理规范》（GB/T50326-2006）
（8）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）
（9）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）
3）、本工程《岩土工程勘察报告》
4）、我公司在该地区类似工程中的成功经验；
3.2、降水目的及方案选择
降水目的为：
1）、根据分层开挖施工进度，分层降低基坑内地下水位到基坑开挖面以下0.5~1m，为基坑开挖提供良好的干施工环境，以保证施工机械和工作人员的顺利作业。
最终将地下水位降低到基坑底0.5~1.0m以下。
2）、通过及时疏干基坑内地下水，改善基坑开挖的土体性状，提高土体固结强度，为稳定边坡、减缓基坑的变形，满足施工要求的目的。
3）、通过及时疏干基坑内地下水，防止开挖过程中产生管涌、流砂等不良现象发生，保证施工顺利进行。
本基坑浅部土层均为粉质粘土和淤泥质粘土层，具有聚水、保水性强，渗透系数小，出水量较小等特点。
根据基坑围护设计，本基坑拟分期分区施工，总体分期、分区按照先深后浅原则，一期施工南侧商业地下二层及相关的地下一层区域，二期施工剩余的地下一层车库及住宅地下室。
由于基坑开挖深度较深，若采用二级轻型井点降水，不但二次布置的间隙工期长，而且在挖土时井点管须拆除，降水效果差，特别是在深坑施工时，容易形成管涌、流砂等不良现象。
综合降水效果、施工方便程度、降水工期、成本及后继施工搭接等因素，一期基坑降水采用一级轻型井点结合深井降水，即一期地下二层区域（挖深达9.25m）采用真空深井降水，一期周边相关的地下一层区域（挖深仅3.82m~4.90m）采用轻型井点降水，二期基坑（挖深仅1.95~4.15m）降水采用一级轻型井点降水。
深井井点降水特点
深井井点降水是在深基坑埋置深于基底的井管，通过设置在井管内的潜水电泵将地下水抽出，使地下水位低于坑底。
本法具有排水量大，降水深（>15m），不受吸程限制，排水效果好；井距大，对平面布置的干扰小；可用于各种情况，不受土层限制；成孔（打井）用人工或机械均可，较易于解决；井点制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单，施工速度快；如果井点管采用钢管、塑料管，可以整根拔出重复使用；单位降水费用较轻型井点低等优点；但一次性投资大，成孔质量要求严格；降水完毕，井管拔出较困难。
适于渗透系数较大（10～250m/d），土质为砂类土，地下水丰富，降水深，面积大，时间长的情况，降水深可达50m以内，对于有流砂的地区和重复挖填土方的地区使用，效果尤佳。
由于上部潜水层的渗透性较差，在抽水过程中靠地下水的高差（重力作用）要在短期内将地下水抽汲出比较困难，因此在降水井内抽水时的同时，应辅以真空泵抽气，真空深井井点的真空泵开动后，可使井管内及井点周围形成部分真空，可加快土层中的地下水向井内的径流速度，增加水力梯度并改善周围土的排水性，使得沉井井点在低渗透系数的粉砂，粉土和淤泥质粘土中亦能有较好的降、排水效果。
3.3、一期基坑降水方案
一期基坑降水采用一级轻型井点结合真空深井降水，即一期地下二层区域（挖深达9.25m）采用真空深井降水，一期周边相关的地下一层区域（挖深仅3.82m~4.90m）采用轻型井点降水。
3.3.1、深井降水有关计算
本基坑采用深层搅拌桩做为止水帷幕，隔断了基坑内地下水与基坑外地下水的水力联系，因此降水不考虑周围地下水的补给。
1）、基坑内抽水量的估算
本基坑的出水量主要包括地下水的储存量与降雨量，由于对降雨量目前无资料估测，且根据上部潜水含水层的透水性较弱的特性，在短时期内因降雨渗入地层内的渗入量不会很多，因此，本次对基坑的抽水量确定、井数设计与抽水泵的选择只考虑地下水的储存量，对于降雨量的排出，采用明排水的施工措施来解决。
地下水容积储存量计算式：
W=μ•V或W=μ•A•h
式中：
W—容积储存量（m3）
V—含水层体积（m3），V=基坑面积A×降水深度h（即潜水静止水位至基坑底板以下1.00m）；
μ—含水层的给水度，取：
μ=0.03。
基坑面积A=16354m2。
降水深度h=基坑开挖深度9.1m＋1.00m－静止水位0.50m=9.6m。
由上述参数计算地下水容积储存量如下：
W=μ•A•h=0.03×16354×9.6≈4710m3。
2）、坑内降水井数量n的计算
降水井数量n=A/a井
式中：
n—井数（口）；
A—基坑降水面积（m2）；
a井—单井有效抽水面积（m2）；
根据我们的降水施工经验，在上海地区第⑦层以上的以粘性土为主的潜水含水层的特性，单井有效抽水面积a一般为200~250m2，但从本工程场地内的地层分布情况来看，在基坑开挖深度范围内分布的淤泥质粘土层厚度大，该层含水量大，渗透性差，降水效果不明显，为提高降水疏干效果，降水井需适当加密，故取220m2；
即：
n=A/a井
n=16354/220≈75（口）
为方便地下水位的监测，了解和掌握降水运行效果和进程，在基坑内布置7口水位观测井，故本基坑深井布置总数为82口。
详见附图所示。
3）、坑内降水井工作量设计结果分析
（1）、日抽水量计算
由于粘性土的弱透水性，地层中的地下水向井内渗透的速度非常慢，根据我们长期的降水经验，结合本次降水井井结构、地层情况，真空深井单井在该地层中24小时的最大出水量约为3.0m3，则总出水量为：
Ｑ=3.0m3/d/口×75口≈225m3/d
（2）、抽水天数计算
抽水天数t=总储存量W÷每天抽取的出水量Q=4710÷225≈21天
从以上估算结果可知：
当75口降水井全部抽水时，约21天后就能将基坑内的地下水疏干，因此，上述井数的布置完全能满足本次基坑的干挖土施工的要求。
3.3.2、深井平面布置
深井布置距离基坑围护结构一般控制在8.0m左右，井与井之间距离正常控制在14.0~15.0m，平面呈棋盘式布局，布置的位置应避开工程桩、围护支撑及主体结构墙体、柱、梁等部位，便于固定和抽水管理。
详见后附“一期基坑降水平面布置图”、“二期基坑降水平面布置图”。
3.3.3、深井井身结构
1）、深井深度确定：
降水深度控制在基坑底1.0m以下，本基坑最大开挖深度为9.25m，为确保基坑内土体含水的减排，井深确定为15m。
深入基坑开挖面以下6m左右。
2）、井管、滤水管设置：
根据本基坑开挖范围内土层分布情况，及基坑内支撑的标高，真空深井滤水管分三段设置，第一段在地表下2.15m以下至5.05m处设置2.9m长滤水管，第二段在地表下6.55m至8.9m处设置2.35m长滤水管，第三段设置在基坑底以下0.55m,长度为3.10m。
在地表、基坑内支撑、基坑开挖面处设置三段2.65m、1.5m、1.0m长的井管连接滤管，在最下端滤管底部设置1.0m长的沉淀管，以防止杂质沉淀后堵塞滤管和汲水管路。
井管及滤水管直径Ø273钢管，滤水管采用桥式滤水器，滤水管外包二层60目的尼龙纱网，沉淀管管底用钢板封闭。
深井井口高出地表面0.50m，以防止地表污水渗入井内。
详见后附深井井身结构图。
3）、滤料：
自然地面1.65m以下部位围填中粗砂做为过滤层。
4）、井口密封：
为防止地面污水的渗入及确保真空效果，在砾料的围填面以上必须采用优质粘土围填至地表并夯实，并做好井口管外的封闭工作，密封井段长度为2.15m。
5）、深井施工参数：
深井成孔直径为650mm，成孔深度约15m，井管直径Ø273mm钢管，井底1.0m为沉渣预留段，以贮存清孔后到下管前间隙时间的沉渣，确保井管安装深度。
6）、真空泵设置：
配备28台真空水泵分布在基坑四周，每台真空泵各连接3口疏干井,真空泵接上之后连续不断的集水和抽水，以保证井内有真空，无积水。
6）、汲水高度设置：
汲水深度根据水位观测情况进行调控，以确保合理的水位降深。
初定第一次降水时在地表以下8m处，第二次降水时在地表以下12m处。
具体详见“井身结构图”及“降水运行工况图”
3.3.4、轻型井点布置
由于一期开挖的范围内，分地下一层区域和地下二层区域，区域间采用搅拌桩止水帷幕，地下一层区域开挖深度为3.82~4.90m，采用轻型井点辅助降水即可满足要求。
轻型井点布置如一期基坑降水平面布置图所示，开挖边坡坡顶处环形布置9套，地下一层与地下二层区域之间布置15套，共计24套，要求如下：
1）、轻型井点支管长度为6m，滤管长度1.0m，支管及滤管外径Ø48mm，冲孔孔径不应小于300mm；
2）、轻型井点以50延长米总管为一套，过长则无法确保真空泵的真空度，影响降水效果，井点管间距1.5m左右；
3）、降水至少7天后方可进行挖土作业，并确保坑内最高水位始终低于开挖面0.5~1.0m；
4）、井点施工时，应预挖深1.0m左右沟槽，以便于成孔施工；
5）、每套井点之间的平面间距控制在12m以内，真空泵真空度须达到60KPa以上，排出的水须排放至基坑影响范围以外，亦可沉淀后排入市政排水系统；
6）、降水应至少在挖土前一周开始，降水深度在基坑开挖面0.5-1.0m；
3.4、二期基坑降水方案
二期基坑（挖深仅1.95~4.15m）降水采用一级轻型井点降水。
开挖边坡坡顶处环形布置6套，二期施工区域内布置17套，共计布置轻型井点23套。
且一期施工时布置在一、二期分界处的9套环形井点保留继续使用。
详见二期基坑降水平面布置图
轻型井点施工要求同一期轻型井点。
3.5、其他注意事项：
（1）在降水井、潜水泵、管路等安装完毕正常抽水条件下，预降水约3~4周，即可进行首批土方开挖。
在土方开挖的同时，继续进行降水，将水位降到每层土方开挖面以下1m。
（2）井位布置在具体施工时应避开工程桩和主体结构柱、梁、墙体等部位，同时尽量根据相应的区域的基坑开挖深度来定。
（3）在基坑四周，每3~5台泵设置一个电箱进行供电，排水集中排放在坑边的沉淀池内沉淀净化后再排放到市政排水系统。
（4）开挖至坑底，浇筑垫层时可将深井拆除；
（5）深井在运行时应经常观测水位变化情况，并根据开挖顺序、开挖进度和水位深度调整抽水井井位、数量和潜水泵的深度；
（6）基坑坑口需设置硬化的排水沟排水，以防雨水进入基坑内，同时基坑内应设置明排水措施；
（7）地下室与外界连接通道处施工前根据现场情况确定是否需要二次降水，如需，则采用补打临时井点进行降水；
（8）其他未尽事宜按国家、地方相关规范、规程的要求执行。
四 施工组织
4.1、施工管理机构设置
为保证工程顺利进行，加强现场管理，施工中必须有一套完整和行之有效的管理体系，为此我公司针对此工程成立了施工组织管理体系（见下图）。
技术组
深井施工班
项目管理
施工组
轻型井点施工班
后勤组
降水观测班
后勤辅助班
4.2、管理人员配置及劳动力组织
降水主要管理、施工人员见下表
岗位工种
主 要 职 责
人数
工程总负责
全面负责工程协调、质量、进度、安全、文明施工等
1人
技 术 员
施工和降水管理技术指导、检查、监督、工序验收等
1人
施 工 员
施工组织和进度控制，施工安全和技术指导
1人
钻 井 工
井点施工
12人
辅 助 工
辅助施工
8人
降水观测管理
抽水系统的日常维护、抽水效果观测
2人
电 工
施工用电及用电安全管理
1人
合计
26人
4.3、施工机械、设备配备
本次施工涉及的主要施工机械及材料配备见下表
主要机械设备配备表
序号
机械设备名称
规格型号
单位
数量
单机功率
备注
1
水井钻机
GXYL－100
台
2
15Kw
2
泥浆泵
BW200
台
2
15Kw
3
真空泵
JSJ-60
台
30
7.5Kw
4
潜水泵
QDX3-10-0.75
台
85
1.1Kw
4
井管
Ф273
M
400
5
井管
Ф48
M
3600
6
滤管
Ф273
M
850
7
移动电箱
40A
只
10
8
移动电箱
15A
只
50
9
滤砂
中粗
m3
1000
10
冲孔水枪
套
2
3.5Kw
11
滤网
60目
m
5000
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钢丝软管
若干
注：
上述设备投入时按现场施工需要及
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