深基坑降排水专项施工方案.docx
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深基坑降排水专项施工方案
xxx工程
深基坑降排水专项施工方案
一、编制依据和参考资料
1、本工程总施工组织设计和水文地质汇报;
2、《建筑基坑支护技术标准》JGJ120-99;
3、《建筑施工手册》(第四版);
4、《基坑降水手册》姚天强编著。
二、工程概况
A-1、A-12、A-27、B-5、B-18、B-30#楼6栋高层属于框剪结构;地上11层;地下1层;建筑高度:
33m;标准层层高3m;总建筑面积:
50000平方米;总工期:
360天。
6栋高层原始地面平均高程:
▽37.5m,深基坑坑底标高:
▽32.3~34.2m,基坑开挖深度:
3.3m~5.2m,基坑最大开挖深度已大于5m,属于深基坑。
该区地下水按埋藏条件为第四系孔隙潜水类型。
地域地下水以大气降水及城区水系的渗透为补给来源,以地表蒸发、人工抽取及径流为排泄方法。
地下水位随季节变化,其水位变化规律一般在2~5月水位较低,在7~10月水位较高,地下水位年变化幅值一般为1米左右,稳定水位埋深2.91~3.80m,平均为3.47m。
因高层地下室埋深约4m,目前地下水位平均埋深为3.47m,地下室底板位于地下水位以下,故必需要考虑降排水方案。
因基底岩层以第2层粉土层为主,粉土层存在中等液化且可塑性差,为了确保基坑边坡的稳定,预防流砂,本工程排水方案采纳单级真空井点排水。
三、施工部署
1、依据施工现场平面安排图、施工组织设计、水文地质汇报,做好管井及观测井的平面定位、降水深度等设计工作;
2、依据施工进度方案安排,做好渣土外运申报和天气预报资料搜集工作,保证土方开挖的顺利进行;
3、排水所使用的电气元件,设备须符合《施工现场临时用电平安技术标准》JGJ46-2021的相关要求,经验收合格前方可投入排水施工;
4、落实专人负责设备的治理工作,保证基坑内降水深度符合设计要求,视水量多少连续或间断抽水,直至根底施工完毕、回填土为止;
5、土方开挖及根底结构施工阶段,组织人员对基坑的变形进行检测,假设遇紧急状况,马上启动应急预案。
6、基坑井点降水安排与距基坑外边沿至少1m距离之外。
具体安排示意图如下:
基坑井点降水平面安排图
四、施工方案
4.1施工工艺流程
放线定位―铺设总管―冲孔―安装井点管、填砂砾滤料、上部填粘土密封―用弯联管将井点管与总管接通―安装集水箱和排水管―开动真空泵排气―再开动离心水泵抽水―测量观测井中地下水位变化。
4.2施工机具
1、管:
φ55,壁厚为3.0mm的无缝钢管,长6.0m左右,一端用厚为4.0mm的钢板焊死,在此端1.4m长范围内,在管壁上钻φ15mm的小圆孔,孔距为25mm,外包两层滤网,滤网采纳编织布,外部再包一层网眼较大的尼龙丝网,每隔50~60mm用10号铅丝绑扎一道,滤管另一端与井点管进行连接。
2、井点管:
φ55,壁厚为3.0mm的无缝钢管。
3、连接管:
透明管或胶皮管,与井点管和总管连接,采纳8号铅丝绑扎,应扎紧以防漏气。
4、总管:
φ100钢管,壁厚为4.0mm,用法兰盘加橡胶垫圈连接,预防漏气、漏水。
5、抽水设备:
依据设计配备12台5.5KW真空泵以及机组配件和水箱。
6、移动机具:
自制移动式井架。
7、凿孔冲击管:
φ219×8的钢管,其长度为10m。
8、水枪:
φ50×5无缝钢管,下端焊接一个φ16的枪头喷嘴,上端弯成大约直角,且伸出冲击管外,与高压胶管连接。
9、蛇形高压胶管:
压力应到达1.50MPa以上。
10、高压水泵:
100TSW-7高压离心泵,配备一个压力表,作下井管之用。
4.3材料
粗砂。
不得采纳中砂,严禁使用细砂,以防堵塞滤管网眼。
4.4技术打算
1、详细查阅工程地质勘察汇报,了解工程地质情况,分析降水过程中可能出现的技术问题及采取的措施。
2、凿孔设备与抽水设备检查。
4.5井点安装
1、安装程序
井点放线定位→安装高压水泵→凿孔安装埋设井点管→安排安装总管→井点管与总管连接→安装抽水设备→试抽与检查→正式投入降水程序。
2、井点管埋设
依据建设单位提供的测量操作点,测量放线确定井点位置。
将套管水枪对准井点位置,启动高压水泵,水压操作在0.4~0.8MPa,在水枪高压水射流冲击下套管开始下沉,并不断地升降套管与水枪。
一般含砂的粘土,按经验,在射水与套管冲切作用下,大约在10~15min时间之内,井点管可下沉10m左右,假设遇到较厚的纯粘土时,沉管时间要延长,此时可增加高压水泵的压力,以到达加速沉管的速度。
冲击孔的成孔直径应到达300~350mm,保证管壁与井点管之间有肯定间隙,以便于填充砂石,冲孔深度应比滤管设计安置深度低500mm以上,以预防冲击套管提升拔出时局部土塌落,并使滤管底部存有足够的砂石。
凿孔冲击管上下移动时应保持垂直,这样才能使井点降水井壁保持垂直,假设在凿孔时遇到较大的石块和砖块,会出现倾斜现象,此时成孔的直径也应尽量保持上下一致。
井孔冲击成型后,应拔出冲击管,井点管插人井孔,井点管的上端应用木塞塞住,以防砂石或其他杂物进入,并在井点管与孔壁之间填灌砂石滤层。
该砂石滤层的填充质量直接影响轻型井点降水的效果,应注意以下几点:
〔1〕砂石必须采纳粗砂,以预防堵塞滤管的网眼。
〔2〕滤管应放置在井孔的中间,砂石滤层的厚度应在60~100mm之间,以提高透水性,并预防土粒渗入滤管堵塞滤管的网眼。
填砂厚度要均匀,速度要快,填砂中途不得中断,以防孔壁塌土。
3、砂石滤层的填充高度,至少要超过滤管顶以上1000~1800mm-般应填至原地下水位线以上,以保证土层水流上下畅通。
4、井点填砂后,井口以下1.0~1.5m用粘土封口压实,预防漏气而降低降水效果。
5、冲洗井管
将φ15~30mm的胶管插入井点管底部进行注水清洗,直到流出清水为止。
应逐根进行清洗,预防出现“死井〞。
6、管路安装
首先沿井点管线外侧,铺设集水毛管,并用胶垫螺栓把干管连接起来,主干管连接水泵,然后拔掉井点管上端的木塞,用胶管与主管连接好,再用10#铅丝绑好,预防管路不严漏气而降低整个管路的真空度。
主管路的流水坡度按坡向泵房5‰的坡度并用砖将主干管垫好。
7、检查管路
检查集水-下管与井点管连接的胶管的各个接头在试抽水时是否有漏气现象,觉察这种情况应重新连接或用油腻子堵塞,重新拧紧法兰盘螺栓和胶管的铅丝,直至不漏气为止。
在正式运转抽水之前必须进行试抽,以检查抽水设备运转是否正常,管路是否存在漏气现象。
在水泵进水管上安装一个真空表,在水泵的出水管上安装一个压力表。
为了观测降水深度,是否到达施工组织设计所要求的降水深度,在基坑中心设置一个观测井点,以便于通过观测井点测量水位,并描绘出降水曲线。
在试抽时,应检查整个管网的真空度,应到达550mmHg(73.33kPa),方可正式投入抽水。
8、抽水
轻型井点管网全部安装完毕后进行试抽。
当抽水设备运转一切正常后,整个抽水管路无漏气现象,可以投入正常抽水作业。
开机7d后将形成地下降水漏斗,井趋向稳定,土方工程可在降水10d后开挖。
五、质量要求及保证措施
1、采纳机械开挖和人工修护相结合方法开挖,当机械开挖至距槽底200mm处时,改用人工开挖,以保证边坡坡度及槽底设计标高的精确性。
2、为了减小或平衡动水压力,预防流砂现象产生,基坑深度超过10m的,采纳二级管井井点降水。
3、及时观测地下水位变化,定期观察井点管,应保证连续不断地抽水,正常的出水规律是“先大后小,先混后清〞,如水上不来,或一直较混,或清后又混等,应马上检查改正。
4、假设基坑面积很大,明沟排水可划分假设干地域,并设置在基坑边2m处。
具体做法:
挖一道深600mm、沟底宽300mm的排水沟,排水沟断面为梯形。
5、为了预防雨水淹没基坑,在基坑的四角〔基坑尺寸不大的〕或沿基坑边缘每隔30~50m设600集水井,井壁可用挡土板作临时支护,井底铺0.3m厚的砾石,以防泥砂堵塞水泵;安装3t/h深水泵,将水排至基坑外部,保持坑底干场作业。
6、土方开挖容许偏差和检查方法,见下表。
7、井点降水质量验收记录表,见下表:
8、降水监测记录表,见下表
9、轻型井点降水记录表,见下表:
轻型井点降水记录表
工程名称工程里程
降水泵房编号机组类别及编号
正式运转机组数井点数量开根停根
施工单位:
工程负责人:
注:
观测孔水位读数一栏,如井孔多时可依据实际数量增列其序号
六、平安保证措施
1、装设符合《施工现场临时用电平安技术标准》JGJ46-2021的用电系统,以预防触电等事故;
2、选用质量合格的水泵,平安性可靠,扬程和功率等性能满足要求;
3、降水施工过程中改变降水设计方案,应具有设计人员与施工人员的洽商处理意见书,必要时尚应具有审批手续;
4、抽水设备应进行定期保养,降水期间不得随意停抽;当发生停电时,应及时更新电源,保持正常降水;
5、觉察基坑〔槽〕出水,涌砂,应马上查明原因,组织处理;
6、降水过程中,特别是基坑开挖时,应随时观察基坑边坡的稳定性,预防边坡产生流砂、流土,潜蚀、塌方等现象;
7、在正式开工前,由电工及时办理用电手续,保证在抽水期间不停电。
抽水应连续进行,特别是开始抽水阶段,时停时抽,会导致井点管的滤网堵塞。
同时由于中途长时间停止抽水,造成地下水位上升,会引起土方边坡塌方等事故。
8、轻型井点降水应经常进行检查,其出水规律应“先大后小,先浑后清〞。
假设出现异常情况,应及时进行检查。
9、在抽水过程中,应经常检查和调节离心泵的出水阀门以操作流水量,当地下水位降到所要求的水位后,要减少出水阀门的出水量,尽量使抽吸与排水保持均匀,到达细水长流。
10、真空度是轻型井点降水能否顺利进行降水的主要技术指数,现场设专人经常观测假设抽水过程中觉察真空度缺少,应马上检查整个抽水系统有无漏气环节,并应及时排解。
11、在抽水过程中,特别是开始抽水时,应检查有无井点管淤塞的死井,可通过管内水流声、管子外表是否潮湿等方法进行检查。
如“死井〞数量超过10%,则严峻影响降水效果,应及时采取措施,采纳高压水反复冲洗处理。
如粘土层较厚,沉管速度会较慢,如超过常规沉管时间时,可增大水泵压力,但不要超过1.5MPa。
12、水泵抽出的水应按施工方案设置的明沟排出,以预防渗下回流,影响降水效果。
13、基坑开挖应严格按规定放坡,操作时应随时注意土壁的变动情况,如觉察有裂缝或局部坍塌现象,应及时进行支撑或放坡,并注意支撑的稳固和土壁的变化。
一有危险情形,马上停止施工,排解隐患后,方可继续施工;
14、基坑开挖时,两人操作间距应大于3.0m,不得对头挖土;挖土面积较大时,每人工作面不应小于6㎡,挖土应由上而下、分层分段按顺序进行,严禁先挖坡脚或逆坡挖土,或采纳底部掏空塌土方法挖土。
15、重物距土坡平安距离:
汽车不小于3m;起重机不小于4m,堆土高不超过1.5m。
七、文明施工
1、在建筑物、构筑物、地下管线受降水影响范围的不同部位应设置固定变形观测点,观测点不宜少于4个,另在降水影响范围以外设置固定基准点;降水之前测量不少于2次,降水开始至到达设计降水深度期间,每天观测1次,到达降水深度后每2-5d观测一次,直至变形影响稳定或降水结束为止。
2、降水施工期间洗井抽出的淡水,在现场根本澄清后排放,并应预防淤塞市政管网或污染地表水体;
3、降水施工排出的土和泥浆,不得任意排放,预防污染城市环境或影响土地功能;
4、注意保护井口,预防杂物调入井内,经常检查排水沟、管,预防渗漏,冬季降水,须采取防冻措施。
八、应急措施
1、基坑侧壁少量渗水时,可浅插小孔径滤水管排水;
2、基坑侧壁渗水较大时,可采纳导水管、插铁板、码草袋。
砖砌沟等方法导水至基坑明排井并排出;
3、连续桩护坡桩间渗漏水,可采纳喷射混凝土,桩间加孔灌注混凝土、粘土封堵;
4、局部地段集中渗漏严峻,可采纳基坑外加降水井、井排;
5、基坑底部或拱顶、侧壁见水时,可采纳速凝混凝土灌、喷护;
6、地表水底铺设粘土,塑膜等增加渗透路径;
7、当工程降水可能影响基坑稳定和地面沉降时,可采取人工回灌地下水;如地面出现裂缝,应及时灌浆修补,预防地表水渗入;
8、基坑底部隆起时,可采取重压法,降水法。
9、井点使用后,中途不得停泵,预防因停止抽水使地下水位上升,造成淹泡基坑的事故,一般应设双路供电,或备用一台发电机。
10、成孔时,如遇地下障碍物,可以空一井点,钻下一井点。
井点管滤水管局部必须埋入含水层内。
11、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,应马上检查改正。
真空度是推断井点系统是否良好的尺度,一般应不低,如真空度不够,说明管道漏气,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,利用手摸管子冷热、潮干等简便方法检查。
如井点管淤塞太多,严峻影响降水效果,应逐个用高压水反复冲洗井点管或拔出重新埋设。
九、井点降水计算书
9.1水文地质资料
9.2计算依据及参考资料
1、该计算书计算主要依据为国家行业标准《建筑基坑支护技术标准》(JGJ120-99),同时参阅了《建筑施工手册》(第四版)和姚天强等编写的《基坑降水手册》。
2、计算参数:
滤管外径0.055m,滤管内半径0.025m,过滤器进水局部长度2m;基坑开挖面积1134m2,基坑开挖深度5.2m;地下静水位埋深4.55m,含水层厚度3.47m,
9.3计算过程
1、井点吸水高度计算:
依据所选施工机械设备的参数,井点管的最大吸水高度计算如下:
HV为抽水装置所产生的真空度(kPa);
△h为管路水头损失(取0.3~0.5m);
H1=7.89m;
sw+D=0.55+5.2=5.75m;
依据计算得H1>=sw+D,故该设备满足降水施工要求!
2、井点安排计算:
(1)、基坑等效半径实在定:
l为基坑长度(m);
B为基坑宽度(m);
η为系数,1.137;
(2)、井点系统影响半径实在定:
R为降水井影响半径(m);
r0为基坑等效半径(m)。
S为基坑中心处设计水位降深(m);
dw为地下静水位埋深(m);
sw为基坑中心处水位与基坑设计开挖面的距离(m)。
H为含水层厚度(m);
k为渗透系数(m/d)。
通过计算得到R0=34.772m;
3、基坑总涌水量计算:
依据基坑边界条件选用以下公式计算:
基坑降水示意图
Q为基坑涌水量(m3);
k为渗透系数(m/d);
H为含水层厚度(m);
R为降水井影响半径(m);
r0为基坑等效半径(m);
S为基坑水位降深(m);
D为基坑开挖深度(m);
dw为地下静水位埋深(m);
sw为基坑中心处水位与基坑设计开挖面的距离(m);
通过以上计算得基坑总涌水量为362.801m3。
4、每根井点同意最大出水量计算:
q为单井同意最大出水量(m3/d);
rv为过滤器半径(m);
l为过滤器进水局部长度(m);
k为含水层渗透系数(m/d)。
通过计算得每根井点同意最大出水量为35.888m3/d。
5、井点数及每根井点实际出水量计算:
通过计算得到井点管数量为12个
6、基坑中心水位降深计算:
S1为基坑中心处地下水位降深;
ri为各井距离基坑中心的距离。
依据计算得S1=1.622m>=S=1.2m,故该井点安排方案满足施工降水要求!
7、井点管长度计算:
D为基坑开挖深度(m);
dw为地下静水位埋深(m);
sw为基坑中心处水位与基坑设计开挖面的距离(m)。
hd为井点管顶部离地面的距离(m)。
依据计算井点管长度为7.053m。
8、滤水管设计计算:
(1)、滤管长度
Q为流入每根管井的流量;
ne为滤管孔隙率,一般为2%~5%;
v为地下水进入滤管的速度;由经验公式v=k1/2/15求得;
依据计算滤管长度为66.603m。
(2)、滤网孔隙操作,要求dc>2d50
dc为滤网孔隙(mm);
d50为含水层颗粒50%的直径(mm),d50=6.41mm。
(3)、填料颗粒的操作
砂滤层颗粒尺寸应操作在5d50≤D50≤10d50并且建议D50=(6~7)d50,其中D50为填料粒径(mm)。
十、材料及设备方案
10.1材料方案
主要材料用量表
序号
工程
型号
数量
备注
1
滤管
Φ55mm,壁厚3.0mm无缝钢管
70m
管壁上钻Φ15mm的小圆孔,孔距为25mm
2
滤网
编织布
15㎡
3
井点管
Φ55mm,壁厚3.0mm无缝钢管
90m
4
连接管
胶皮管
30m
与井点管和总管连接
5
集水总管
内径Φ100~127mm
170m
6
粗砂
0.5T
2、设备方案
主要设备用表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
钻机设备〔回转/冲击钻机〕
台
1
2
往复式真空泵
5.5KW
台
12
3
高压离心水泵
100TSW-7
台
2
4
拔管机
SH-30
套
1
5
拔管器
ZSB-60
个
1
6
电焊机
BX3-500
台
2