基坑降水方案.docx
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基坑降水方案
闸北区312街坊33丘商办项目
（利福上海闸北）总承包工程
基坑降水方案
上海建工集团股份有限公司
2014年10月24日
闸北区312街坊33丘商办项目
（利福上海闸北）总承包工程基坑降水方案
项目负责人：
葛惠翎
项目技术负责人：
沈孝庭
编制人：
刘永军
编制单位：
上海建工集团股份有限公司编制日期：
2014年10月24日
第一章工程概况........................................................
-1
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第一节工程简介.....................................................-1
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第二节周边环境条件.................................................-2
-
第三节地下地质条件.................................................-2
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第四节水文地质条件.................................................-4
-
第五节抽水试验成果介绍.............................................-5
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第二章降水方案设计要点................................................
-6
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第一节目的.........................................................-6
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第二节设计依据.....................................................-6
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第三节降水施工难点分析.............................................-6
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第四节降水施工对策.................................................-7
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第五节注意事项.....................................................-7
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第三章降水井设计......................................................
-7
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第一节基坑突涌稳定性计算...........................................-7
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第二节真空深井分析计算.............................................-8
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第三节泄压管井分析计算............................................
-10
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第四节降压管井分析计算............................................
-11
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第五节井点布置....................................................
-12
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第六节降水井构造与设计要求........................................
-12
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第七节降水井工作量................................................
-13
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第四章地下水渗流数值模拟及地面沉降的预测.............................
-13
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第一节承压水位降深分析............................................
-14
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第二节承压水水位降深的计算........................................
-14
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第三节源汇项处理方式..............................................
-16
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第四节基坑降水数值模拟预测........................................
-16
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第五章基坑降水井点的降水运行.........................................
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第一节成井基本要求................................................
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第二节疏干井......................................................
-22
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第三节泄压井的运行................................................
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第四节减压井的运行................................................
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第六章土方开挖及井管保护问题.........................................
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第一节土方开挖基本要求............................................
-27
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第二节在挖土过程中井点存在的几种现象及处理措施....................
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第三节井管保护预防措施............................................
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第七章基坑降水应急预案...............................................
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第一节目的........................................................
-28
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第二节井管保护....................................................
-28
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第三节电源保证措施................................................
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第四节排水保证措施................................................
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第五节降水过程中遇到异常现象的处理................................
-30
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第六节监测措施....................................................
-31
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第七节回灌措施....................................................
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第八章降水施工与管理.................................................
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第一节施工准备....................................................
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第二节项目管理体系................................................
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第三节施工机械配备................................................
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第四节成井施工工艺与技术要求......................................
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第九章降水保障措施...................................................
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第一节技术保证措施................................................
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第二节质量保证措施................................................
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第三节期保证措施..................................................
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第四节安全保证措施................................................
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第十章封井...........................................................
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第一节疏干井封井..................................................
-39
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第二节泄压井封井..................................................
-39
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第三节降压井封井..................................................
图纸目录：
-39
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附图1：
基坑疏干降水井点平面布置图附图2：
减压降水井平面布置图
附图3：
基坑降水井点结构图
第一章工程概况
第一节工程简介
拟建“闸北区312街坊33丘项目”位于上海市闸北区大宁路、共和新路路口，占地面积约为50150m2，基坑面积约为44000m2。
本项目基地东至共和新路，西至东方明珠公寓，南至大宁路，北至上海马戏城。
基地周边状况为北侧至东北侧为大宁灵石公园，西侧为住宅区，南侧为大宁国际商业广场，东侧则被轨道交通1号线区间隧道及南北高架环绕。
拟建场地地理位置详见下图。
本基坑分为八个区分别施工（如下图），其中2区基坑分为2-1区和2-2区；3区基
坑分为3-1区和3-2区；4区基坑分为4-1区、4-2区和4-3区。
1区、2区、3区及4区基坑开挖深度约为23.3～24.0m，其局部深坑达26.75m。
开挖面积分别为12014m2、1699
3m2、5122m2及6268m2。
上述四个分区基坑的外围围护结构均为1.2m厚49m深地下连续墙，各分区中隔墙均为1.0m厚46m深地墙。
5区、6区、7区和8区基坑开挖深度约为13.48m，开挖面积分别为487m2、442m2488m2及432m2。
上述4个分区基坑的外围围护结构均为1.0m厚28m深地下连续墙，各分区中隔墙均为1.0m厚28m深地墙。
第二节周边环境条件
拟建场地东侧即为共和新路和南北高架，且轨道交通1号线位于共和新路下，为盾构区间段，其西侧隧道位于本工程用地红线以内，其隧道边线距本工程基坑边线最小距离约10.0m。
拟建场地南侧为大宁路和东方明珠大宁公寓；西侧规划道路与东方明珠大宁公寓相邻；北侧即为上海马戏城，马戏城南侧现小绍兴饭店距本工程基坑边线最小距离约11.0m。
同时，大宁路和共和新路近拟建场地附近地面下均分布有大量分属于市政、给水、电力、排水、通信等的地下管线。
说明本基坑周边环境条件较为复杂，对沉降控制和周边环境保护要求严格。
第三节地下地质条件
3.1地形及地貌
拟建场地原主要为闸北区体育场，东南角为上海新宁汽车客运站，现阶段场地动拆迁已经完成。
场地地势较平坦，本次勘察实测地面标高一般为3.16～3.87m左右。
本场地位于长江三角洲入海口东南前缘，地貌单元属滨海平原。
3.2地基土的构成与特征
根据岩土工程勘察资料显示：
拟建场地地基基础影响深度范围内的地层均属第四纪全新世至中更新世长江三角洲滨海平原型沉积土层，主要由粘性土、粉性土及砂土组成。
拟建场地属滨海平原型正常沉积区，受沉积环境影响，地表下30.0m深度段地基土层分布基本稳定，30.0～75.0m深度段地基土层变化较大。
按地基土层的成因类型、空间分布及土
性特征，本次勘探深度范围内的土层自上而下分为11个主要层次。
场地地表由于人工活动的影响分布有厚度约1.00～5.10m左右的杂填土；场地浅部杂填土以下沉积有俗称“硬壳层”的第②层褐黄～灰黄色粉质粘土，其下为软弱土层第③层灰色淤泥质粉质粘土及第④层灰色淤泥质粘土，其中第③层中夹有第③t层灰色砂质粉土；第⑤层灰色粘性土埋深约17.0～18.5m，根据土性差异可分为第⑤1-1层灰色粘土及第⑤1-2层灰色粉质粘土；划分地质年代Q4与Q3分界线的标志性土层第⑥层暗绿～草黄色粉质粘土层顶埋深约25.0～33.5m（场地中部该层埋深较大），厚度约1.0～7.9m，其下为层面及厚度变化较大的第⑦层草黄～灰色砂质粉土及第⑧1层灰色粘土；场地内第
⑧2-1层灰色粉质粘土与砂质粉土互层，层面埋深约50.0～53.5m，该层土工程性质变化较大，其中夹有层面起伏及厚度变化较大的第⑧2-1t层灰色粉砂，第⑧2-2层灰色粉砂层面起伏较大，层面埋深约66.0～73.3m；第⑨层灰色中砂埋深约74.0～77.7m，厚度大
（厚度约15.3～18.7m），其下为第⑩层灰色粉质粘土夹砂及第⑾层灰色粉砂。
各地基土层的沉积时代、成因类型、构成及特征、埋藏与分布特点详见工程地质剖面图和地层特性表。
第四节水文地质条件
上海地区的地下水主要有浅部土层中的潜水、部分地区浅部粉（砂）性土层中的微承压水和深部粉性土、砂土层中的承压水。
4.1潜水
对本工程基础设计、施工有直接影响的是浅部土层中的潜水，其补给来源主要为大气降水与地表径流。
潜水位埋深随季节、气候、潮汛、降水量、地表水等因素而有所变化。
勘察期间受降水影响潜水水位变化较大，勘察期间测得钻孔中潜水静止水位埋深约0.55～2.40m，标高约0.89～2.81m。
上海地区潜水年平均水位埋深为0.50～0.70m，低水位埋深为1.50m，设计可根据需要选择合适的地下水位埋深。
抗浮计算水位可按0.50m取值。
4.2承压水
场地内无微承压水分布，根据勘探揭露，场地内第一承压含水层为第⑦层砂质粉土；第二承压含水层一般为第⑨层灰色中砂，但场地内第⑧2-1t层灰色粉砂与第⑨层灰色中砂相连，故建议将第⑧2-1t层与第⑨层合并为一个承压水含水层。
上海地区承压水位低于潜水位，呈周期性变化，水位埋深约3～12m。
根据野外勘探揭露本工程第一承压含水层顶板埋深最浅为29.10m左右（相应标高-25.75m左右），根据详勘期间在勘探孔Z26中的水位观测，第一承压水位埋深为2.90m左右（相应标高0.66m左右）（观测时间2013年1月18日～1月23日）；第二承压含水层顶板埋深最浅为53.20m左右（相应标高-
50.42m左右），根据详勘期间在勘探孔Z11中的水位观测，第二承压水位埋深为7.80m左右（相应标高-4.64m左右）（观测时间2013年1月18日～1月23日）。
第五节抽水试验成果介绍
本工程于2012年11~12月进行了现场抽水试验，现将部分成果介绍如下：
A）含水层水头高度：
井号
第⑦层
第⑧2层
CB1
GB1
CA1
CA2
AC3
GA1
GA2
GA3
GA4
深度（m）
5.90
5.95
6.0
6.05
6.10
6.07
6.10
6.06
6.08
绝对标高（m）
-2.07
-2.12
-2.17
-2.22
-2.27
-2.24
-2.27
-2.23
-2.25
B）单井出水量与降深关系曲线
第⑦层单孔抽水试验抽水同时对观测孔进行地下水位动态观测，观测数据见下图。
第⑧2层单孔抽水试验抽水同时对观测孔进行地下水位动态观测，观测数据见下图。
C）主要结论
单井抽水试验成果表
主要含水层
第⑦层
第⑧2层
地下水位埋深（m）
5.90～5.95
6.00～6.10
渗透系数
（m/d）
4.15E-01
6.83E-01
（cm/s）
4.80E-04
7.91E-04
贮水率（1/m）
2.53E-03
2.41E-03
流量（m3/h）
1.45
7.14～7.35
影响半径（m）
33.5
156.2
第二章降水方案设计要点
第一节目的
根据设计图纸和设计要求，基坑须通过井点降水来提高土体的强度；同时根据岩土工程勘察报告，本工程基坑受承压水的影响。
因此，本工程的基坑降水方案，也就是针对基坑内降潜水（疏干井）和基坑内降承压水（泄压井、降压井）的合理布置、抽水量及承压水头标高的控制方案，是确保本工程基坑开挖安全和周边管线、建筑物不受损坏的关键。
因而本工程基坑降水的目的：
⑴加固基坑坑底的土体，提高坑底土体强度，从而减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止坑外地表过量沉降。
⑵有利于边坡稳定，防止滑坡。
⑶疏干坑内地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业。
⑷及时减小下部承压含水层的水头压力，以防止基坑底部隆起的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。
第二节设计依据
1、本工程岩土工程勘察报告；
2、本工程设计施工图纸和设计要求；
3、降水设计和施工采用的规范：
上海市标准基坑工程设计规程DBJ08-61-2010
国家标准建筑地基基础设计规范GB50007-2011
国家标准建筑地基基础工程施工质量验收规范GBJ50202-2002
国家标准钢筋焊接及验收规程JGJ18-2012
上海市标准地基基础设计规范DGJ08-11-2011行业标准建筑与市政降水工程技术规范JGJ/T111-98
国家标准供水管井技术规范GB50296－99
第三节降水施工难点分析
本基坑开挖面积大，深度深，时间长，地质条件复杂。
浅部第③、④层灰色淤泥质粘
土，渗透性差，土质软弱，易发生流变或出现弹簧土现象。
特别③t层砂质粉土层，该层土埋藏深厚度交大含水量丰富，且渗流性差，在真空作用下很难将该层土疏干，但经挖机振动转土时，水分子吸收了大量的动能而脱离土颗粒形成自由水分泌于土体表面，很容易造成土体液化，影响开挖。
同时基坑开挖层以下有高承压水头的承压含水层，若不进行及时、有效的处理，可能会导致基坑开挖过程中产生突涌等不良后果，严重的会导致周边路面坍塌、管线断裂，甚至基坑塌方等事故。
第四节降水施工对策
针对降水工程难点的施工对策，充分利用我司在地质情况类似工程的施工经验采用以下措施解决降水工程中的难点：
1、对于基坑开挖涉及的潜水含水层，由于被地下围护结构隔断，即隔断了潜水的水平补给来源。
故设计为真空疏干降水井来完成降水工作。
2、对于第⑦层的承压水，其层顶最浅埋深为29.3m，层底最深埋深为39.8m。
考虑到地下围护深度为49m深入到第⑧1层粘土层中，完全隔断⑦层承压水，并切断了坑内第⑦层含水层水平补给来源，所以在第⑦层承压含水层布置泄压井直接将其压力释放、泄压。
3、对于第⑧2层承压水，我司拟布置降压井和备用井进行降低微承压水的工作，防止基坑突涌的发生。
在降压时遵循的原则：
随着开挖深度加深逐步开启降压井，达到按需降水要求。
4、利用基坑内未抽水的观测井和基坑外观测备用井，加强水位观测，根据监测结果来指导抽水；
5、确保承压井的不间断工作，根据群井试验抽水出水量及观测井水位决定抽水速率，控制承压水头与上覆土压力足以满足开挖基坑稳定性要求，这将使降水对环境的影响进一步降低。
为确保承压水降压井的供电不间断，施工现场应配置备用双电源。
第五节注意事项
1、本工程降水设计包括基坑内潜水和承压水两个方面的内容。
2、本降水方案，与挖土,加固等方案密切相关,方案可能会随挖土、加固的方案的变动而做相应的调整。
第三章降水井设计
第一节基坑突涌稳定性计算
1.1基坑基坑底板稳定性验算
根据勘察报告，场地内第⑦层和第⑧2层含水层顶板最浅埋深分别为29.3m和51.0m。
试验实测其承压水水头埋深分别为5.90～5.95m和6.00～6.10m。
因此，本着保证工程项目安全又节省工程造价的原则，本次计算地下水位埋深在验算时取5.90m和6.00m，安全系数取1.05。
注：
考虑本基坑的塔楼深坑坑底底采取加固措施，对第⑧层承压水的顶托力有一定抵消作用，同时也为减小降承压水对周边环境的影响，后期减压运行时取安全系数1.00计
算，即开挖塔楼深坑时可以暂不考虑开启降压井。
但本次降水设计时，暂按1.05安全系数设计，即降压井按备而不用考虑。
①验算第⑦层和第⑧2层承压含水层的稳定性。
②根据上海市《基坑工程设计规程》（DGJ08-61-2010），基坑底板的稳定条件为基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力，即公式：
Σγsi·h≥γw·H·Fs
式中：
h—坑底以下隔水层的覆土厚度（m）；
γsi—基坑底至承压含水层顶板间的各层土的重度（kN/m3）；H—承压水头高度至承压含水层顶板的距离（m）；
γw—水的重度（kN/m3），取10kN/m3；
Fs—抗承压水头稳定性安全系数，取1.05。
根据上式，可以计算出开挖深度hs对应的安全水位埋深D，详见下表：
开挖深度hs-安全水头埋深D对应关系表
含水层
开挖深度hs（m）
需降水头h（m
）安全水头埋深D（m）
备注
第⑦层
16.3
0
5.90（初始水位）
临界深度
23.3
13.2
19.1
普遍区域
24.0
14.5
20.4
塔楼区域
26.75
19.7
25.6
塔楼深坑区域
第⑧2层
25.7
0
6.00（初始水位）
临界深度
26.75
1.90
7.90
塔楼深坑区域
根据稳定性计算，若第⑦层初始水位按5.90m计算，当基坑开挖至地面以下16.3m处时（第四皮土方开挖前），上覆土压力约为245.7kpa，基坑底板处于临界状态，应陆续开启降压井，以保证基坑开挖的安全;若第⑧2层初始水位按6.00m计算，当基坑开挖至地面以下25.7m处时，上覆土压力约为472.5kpa，基坑底板处于临界状态，应增加对降压井的观测次数，以保证基坑开挖的安全。
第二节真空深井分析计算
2.1布置原则
⑴、布置原则
一般根据基坑面积按单井有效抽水面积A（井的经验值为一般为150㎡～250㎡）来确定，而经验值是根据场地潜水含水层的特性及基坑的平面形状来确定。
根据本公司以往的布井经验，结合基坑的形状，可按180㎡布一口井来计算；采用多级滤水管，加真空的措施，以确保每口井的出水量。
⑵、坑
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