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1、哈爾濱警備區(qū)江畔住宅二期地下車庫基坑降水施工方案黑龍江省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院二0一一年二月十八日2哈爾濱警備區(qū)江畔住宅二期地下車庫基坑降水施工方案院 長： 王 遜總 工： 張 俊主管院長： 周鵬宇技術(shù)負責： 石義強編 寫 人： 王新星審 定： 于吉增黑龍江省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院二O一一年二月十八日16目 錄第一節(jié)、編制依據(jù)1第二節(jié)、工程概況1一、工程基本概況1二、場區(qū)地質(zhì)條件1三、場地水文地質(zhì)條件2四、基坑降水工程的目的和任務(wù)3第三節(jié)、基坑降水設(shè)計3一、基坑開挖及受地下水影響情況3二、降水方法的選擇4三、降水計算各項水文參數(shù)的確定4第四節(jié)、基坑降水對周邊環(huán)境的影響及對策7一、受場地降水影響2、的周邊建筑物7二、周邊建筑物受降水影響程度計算7三、降水對周邊建筑物及街道影響分析9四、防治對策及措施建議9第五節(jié)、基坑降水施工方案總結(jié)11第六節(jié)、基坑降水施工組織設(shè)計方案11一、施工質(zhì)量技術(shù)保證措施11二、施工組織部署與協(xié)調(diào)管理12三、施工技術(shù)措施12四、成井方案13五、排水方案14第七節(jié)、主要機械配備及施工進度14一、基坑降水主要施工機械14二、工期安排14第八節(jié)、質(zhì)量安全要求14一、質(zhì)量要求14二、安全要求15第九節(jié)、施工準備工作15第十節(jié)、應(yīng)急措施16一、成井預(yù)案16二、降水運行期間供電預(yù)案16三、信息預(yù)案16附： 降水井平面布置示意圖 降水井構(gòu)造圖第一節(jié)、編制依據(jù)1、巖土工程勘察報告3、2、施工設(shè)計圖3、建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范（JGJ/T111-98）4、供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范（GB50027-2001）5、供水管井技術(shù)規(guī)范（GB50296-99）6、水文地質(zhì)手冊7、建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程8、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范化第二節(jié)、工程概況一、工程基本概況1、擬建工程位于哈爾濱市友誼路與通江街交口東北側(cè)。降水區(qū)面積約9431.2平方米，地形較為平坦。2、基坑開挖深度為-6.8m，為了保證正常施工，根據(jù)降水規(guī)范地下水位應(yīng)降至基坑下0.5-1.0 m要求。水位應(yīng)降至-7.3m。根據(jù)場地勘察報告顯示，現(xiàn)場實際水位-3.3m，水位降深-4.0m。3、基坑?xùn)|側(cè)有一棟原有建筑，為樁基礎(chǔ)。二、場區(qū)地4、質(zhì)條件場址為松花江漫灘區(qū)，根據(jù)工程建設(shè)方提供的工勘資料，場區(qū)地層結(jié)構(gòu)見表：地層編號巖土名稱巖性描述底板埋深第一層雜填土雜色，成分混雜，結(jié)構(gòu)松散，主要由建筑垃圾組成。2.7m第二層粉質(zhì)粘土灰色，濕飽和，顆粒均勻，松散稍密，分選好，含少量的粘粒，長石石英質(zhì)組成，層位連續(xù)。5.8m第三層細砂黃色，局部灰色，主要由石英，長石等礦物組成，顆粒均勻，顆粒級配不良，顆粒呈亞圓狀，粘粒含量約占5%，稍濕飽和，稍密11.3m第四層中砂灰色，飽和，含少量礫石，稍密中密，顆粒較均勻，磨圓中等，多為渾圓狀，長石石英質(zhì)組成，層位連續(xù)。18.0m第五層粉質(zhì)粘土灰色，可塑硬可塑，濕，含細砂薄層，層位連續(xù)，無光澤，搖振無反映5、，干強度一般，韌性中等，為中壓縮性土。25.2m第六層中砂灰色，飽和，局部含較多的礫石，中密狀態(tài)，分選一般，磨圓較好，多為渾圓狀，長石石英質(zhì)組成，層位連續(xù)。30.5m三、場地水文地質(zhì)條件場地地下水類型為松散巖類孔隙潛水，含水層呈多層分布，故各含水層水力聯(lián)系密切，即為統(tǒng)一含水層。場地區(qū)主要含水層累計厚度約為25m，水量較豐富，含水層綜合滲透系數(shù)K=25m/d，有效影響半徑R=2SHK=200m。場區(qū)最高水位出現(xiàn)在豐水期，其變幅在2.0-2.5m之間，目前水位埋深為-3.3m。四、基坑降水工程的目的和任務(wù)本工程基坑開挖深度-6.8米，為保證基礎(chǔ)工程正常施工，根據(jù)建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范地下水應(yīng)降6、至基坑開挖底板下0.5-1.0米的要求，本設(shè)計取0.5米，即地下水位降至-7.3米。根據(jù)基坑開挖和基礎(chǔ)底板結(jié)構(gòu)施工要求，本工程降水目的和任務(wù)為：1、降低基坑邊坡地下水位，減少基坑側(cè)翼壓力，增加基坑的穩(wěn)定性。2、最大限度的減少因基坑開挖和降水對基坑周邊環(huán)境產(chǎn)生的不良影響，保證周邊建筑物的安全。3、把基坑內(nèi)地下水位降至-7.3米。疏干基坑內(nèi)地下水，便于基坑開挖和基礎(chǔ)施工坑內(nèi)作業(yè)。第三節(jié)、基坑降水設(shè)計一、基坑開挖及受地下水影響情況該工程為在松散砂類地層進行的深基坑工程，基坑開挖深度-6.8米，地下水位為-3.3m。地下水位高出基底3.5米。地下水將對基坑產(chǎn)生涌水影響，使基坑開挖和基礎(chǔ)施工無法正常進行7、，降低地下水位是保證基坑開挖和基礎(chǔ)土建施工必須采取的手段。二、降水方法的選擇1、降水方法的確定本工程為在松散砂類地層進行的深基坑工程，必須降低地下水位，方能正常開挖基坑和進行基礎(chǔ)施工。根據(jù)場地降水時間集中、降水深度及排水量大的特點，明排和輕型井點方法，都不能滿足基坑開挖干作業(yè)的要求，依據(jù)建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范（JGJ/T111-98）只有采用深井點降水方法，才能達到正常開挖基坑與基礎(chǔ)正常施工的要求，不發(fā)生涌水涌砂，保證底板的穩(wěn)定性，減少對周邊環(huán)境的影響。2、井位布置降水區(qū)域共布置15眼降水井，眼井布置在基坑周邊，降水井間距16.69m。三、降水計算各項水文參數(shù)的確定選擇適當?shù)乃牡刭|(zhì)參數(shù)，8、進行合理的降水井點布置，結(jié)合場地周邊建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)情況和分布情況，設(shè)計合理可行的保護措施。既要滿足降水施工的要求，又要保證降水對周邊建筑物的影響最小，并采取必要措施保證其安全。1、影響半徑的計算根據(jù)巖土工程勘察報告所提供的地層資料，含水層厚度H=30米。基坑降水井大部分座落在細砂，中砂層中，設(shè)計降水水位在靜水位以下4.0米。結(jié)合細砂和中砂理論滲透系數(shù)和多年降水經(jīng)驗，取經(jīng)驗值滲透系數(shù)K=25m/d。地下水為孔隙潛水，降水井為非完整潛水井。采用庫薩金公式： R=2S 式中：R -降水井影響半徑（m）S -設(shè)計降水深度（m）H -含水層有效厚度（m）K -含水層滲透系數(shù)（m）R =24.0=2169、m。（取經(jīng)驗值200）2、基坑涌水量計算采用下式計算式中：K：含水層綜合滲透系數(shù)，取經(jīng)驗值K=25m/dR：有效影響半徑R=200mH：含水層有效厚度H=30mS：基坑中心水位降深，設(shè)計值S=4.0mR0：大井概化半徑R0=36.31m計算得Q基=9403.21m3/h，即兩基坑日排水量至少為9403.21m3/h才能滿足設(shè)計水位降深的要求。3、確定降水井數(shù)按場地的水文地質(zhì)條件，結(jié)合前面的降水工程條件分析，采用深井點降水。單井出水量、單井內(nèi)水位降及基坑涌水量應(yīng)滿足如下條件：1）、考慮地下水滲流對基坑地基土的影響，單井出水量不宜過大，即不超過30 m3/h，單井內(nèi)降深應(yīng)以稍大于基坑內(nèi)最大水位降為10、宜。2）、基坑降水運行時總排水量應(yīng)大于計算的基坑排水量，Q總=NQ單Q基降水井數(shù)可按下式確定：N=1.1Q基/ Q單：式中：N：降水井點數(shù)Q基：基坑涌水量Q單：單井出水量Q單=30m3/h；降水井數(shù)確定：經(jīng)計算當N=15時，Q總=1530m3/h24h =10800.00m3/d，即Q總Q基=9403.21m3/d，滿足上面1、2條件。經(jīng)以上驗算，初步確定：降水井井數(shù)為15眼，單井水量30m3/h。降水井布置在基坑周邊，井間距16.69m.，基坑總排水量為10800.00m3/d。 4、降水井埋藏深度的確定降水井深度的確定按公式：Hw =Hw1+ Hw2+ Hw3+ Hw4+ Hw5+ Hw611、式中：Hw -降水井深度（m）Hw1-基坑深度（m）Hw2-降水水位距離基坑底要求的深度（m）Hw3-ir0；i水力坡度1/10-1/15：r0降水井排間距的或大井概化半徑的1/2（m）Hw4-降水期間地下水位變幅（m）Hw5-降水井過濾器工作長度（m）Hw6-沉砂管長度（m）經(jīng)計算得：Hw =16.1（m）5、達到設(shè)計降深時間預(yù)測采用下式預(yù)測式中：S：計算點時間水位降m；WS（ui）為第i眼井的泰斯井函數(shù)；其他符號意義同上式。經(jīng)驗算中心點水位降達設(shè)計水位降，時間為5天。考慮場地上部粉質(zhì)粘土與粉細砂互層，將減緩降水速度，達設(shè)計水位降時間要延遲一些。第四節(jié)、基坑降水對周邊環(huán)境的影響及對策一、受場12、地降水影響的周邊建筑物場地位于哈爾濱市友誼路與通江街交口東北側(cè)，在影響半徑范圍內(nèi)各建筑物均受降水影響，距降水場地距離不同等，受影響程度也不相同。周圍建筑物與降水場地相對位置、基礎(chǔ)形式和建筑時間如下：基坑?xùn)|側(cè)有一棟原有建筑，距基坑最近點12m，距基坑最遠點42m，為樁基礎(chǔ)。二、周邊建筑物受降水影響程度計算降水對周邊建筑物的影響，主要是基坑抽水時周邊地下水產(chǎn)生聯(lián)動，土層失水后，土的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，重新固結(jié)產(chǎn)生的沉降。估算周邊建筑物附近的地下水位變化是估算沉降量的必要數(shù)據(jù)。1、水位降及沉降量計算1）、基坑降水后周邊建筑物最近、最遠點的水位下降值的確定采用公式：采用不完整潛水井公式：式中：y斷面不同點水13、位下降值（m）Q降水井涌水量（m3/d）X降水井邊界至任意距離（m）r降水井半徑（m）k含水層滲透系數(shù)（m/d）2）、沉降量計算采用公式：按規(guī)范法計算：S=m0式中：H計算點未降水前水位埋深與最大降深時水位深降差（m）P水位變化施加于土層上的平均荷載（即附加應(yīng)力差KPa）ES降水影響土體壓縮模量，取不利土體粉質(zhì)粘土 ES=4MPa。M0綜合分層法修正系數(shù)，是根據(jù)我國多年沉降監(jiān)測資料（高壓縮綜合分層法計算的沉降量偏小，而低壓縮土又偏大的結(jié)果，而提出的修正值）。本設(shè)計m0取1.0修正沉降值。2、降水后個建筑物水位降、沉降量估算允許沉降差（傾斜）計算1）、南側(cè)原有建筑：取兩點計算沉降量，分別為A、B14、AB兩點間距L=40m=4000cm水位將計算：用公式：計算得：A點為3.26m，B點為2.1m沉降量：用公式：S=m0計算得：A點為2.65cm，B點為1.1cmAB亮點斜率：用公式：S=計算得：0.38三、降水對周邊建筑物影響分析通過上述計算，在基坑（大井）降水時，位于其影響半徑200米范圍內(nèi)的建筑物均受不同程度影響，由于建筑物基礎(chǔ)形式、基礎(chǔ)埋深和土體物理力學(xué)性質(zhì)及各建筑物狀態(tài)不同，影響程度存在一定差別。通過計算得出的結(jié)果看，降水對建筑物影響不是很大，在降水過程中要注意做好保護措施。四、防治對策及措施建議1、本工程降水工程面較大，降水工程水位下降4.0m以下，抽水量較大，影響范圍廣（以基坑15、為界向四周影響達200m以上），為保證地下工程安全順利實施，防止對周邊建（構(gòu)）筑物傾斜、開裂、毀壞、倒塌不利影響。故在開挖基坑邊坡穩(wěn)定的前提下，采取如下對策：1）、控制地下水流速控制抽水井附近含水層不發(fā)生擾動，是保證地基砂土不受破壞的關(guān)鍵，進水流速超過最大允許值時，則含水層砂土發(fā)生擾動，對地基的穩(wěn)定構(gòu)成威脅，預(yù)防的關(guān)鍵為確定濾水管最小長度，控制地下水的進水流速。地下水最大允許進水流速采用公式：V=65式中：V-允許最大進水流速（m/d）K-含水層滲透系數(shù)，K=25m/dV=65=189.8 m/d濾水管長度采用公式： L式中：L-濾水管長度（m）Q-含水層出水量（720m3/d）D-濾水管外徑16、（0.3m）V-最大允許進水流速（189.8m/d） L=（m）經(jīng)計算濾水管長度最小為4.0m，實際施工時下置濾水管長度10米以上4.0m要求，使地下水流速低于189.8m/d，能夠保證含水砂土不發(fā)生擾動，天然地基土的穩(wěn)定不受影響。2)、防止降水井涌砂措施包兩層60目的井底布，防止細砂進入井中，避免抽砂的現(xiàn)象發(fā)生，防止地層擾動。2、水資源保護措施1）、對本工程進行精心設(shè)計，施工中排水量達到基坑開挖和基礎(chǔ)施工要求即可。盡量減少地下水排水量。2）、打井原土自造泥漿護壁，不得使用化學(xué)劑。3、其它措施對策1）、成井時，濾水管下置在6.0m以下，礫料以上細砂層中采用粘土進行封井，保持細砂層不與濾水管直接17、接觸，防止粉細砂土地基被破壞。2）、單泵出水量限定在30m3/h以內(nèi)，防止因出水量過大，地下水流速過急，帶動細砂涌入井內(nèi)，造成地基土破壞。3）、降水運行開始啟動抽水泵時先啟動離建筑物較遠的水泵，后啟動離建筑物近的水泵。4）、在施工允許的條件下，隨著工程的進展抬高基坑地下水位，減少水位降。5）、施工現(xiàn)場請甲方聘有資質(zhì)的測量單位，降水開始時對周邊建筑物和基坑支護樁等進行變形觀測，發(fā)現(xiàn)問題，分析原因并采取措施，找出問題的關(guān)鍵，加以解決。第五節(jié)、基坑降水施工方案總結(jié)1、降水方法采用深井點降水方法，降水井深18米。2、總排水量10800.00m2/d，降水井15眼，降水井間距約16.69米，選用出水量318、0m2/h，揚程26米，電機功率5.5kw的潛水泵抽水。第六節(jié)、基坑降水施工組織設(shè)計方案一、施工質(zhì)量技術(shù)保證措施1、施工前組織技術(shù)人員及全體施工人員進行技術(shù)交底，施工時嚴格按照建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范（JGJ/T 111-98）和降水施工方案進行。2、降水運行期間避免間歇和反復(fù)抽水，定時對降水施工設(shè)備進行檢測，對水位、水量及水質(zhì)隨時進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況及時查明原因。3、隨時觀察出水是否混濁，檢測出水含砂量，控制在允許范圍內(nèi)（0.1）。二、施工組織部署與協(xié)調(diào)管理1、降水工程是為配合土建施工的輔助工程，目的是保證土建工程能夠正常進行基礎(chǔ)施工，為保證施工的總體進度，同時避免對土建施工影響，降水施19、工嚴格按照甲方的工作按排進行施工和降水運行，與土方開挖單位、基坑支護單位和土建施工等單位密切配合，保證各方施工進展順利。2、降水工程需要與建設(shè)單位、總包方及其它分包單位密切配合，銜接好每一步工作流程和安排。特別是電源線、排水管線和降水運行期間，需土方單位、建筑施工單位的大力配合和支持，排水管線和電源線的擺布，要根據(jù)現(xiàn)場實際情況結(jié)合各施工單位場地布置進行安排。三、施工技術(shù)措施1、降水施工工藝1）、施工工藝流程放線定位挖泥漿坑埋設(shè)鋼護筒鉆機就位成孔下井管填濾料洗井安裝排水管下泵抽水封井。2）、打井采用泵吸收式反循環(huán)鉆機，自造漿護壁。3）、成孔后立即下入直徑300mm的PVC雙螺旋塑料井管，濾水管為20、孔式過濾器，濾水管外側(cè)包裹2層60目尼絨網(wǎng)，井管連接要牢固。4）、填濾料要從井孔四周均勻回填，保證井管垂直居中，防止井管擠偏。地下1米以上用粘土填充夯實。5）、潛水泵用繩索吊在井內(nèi)，先置泵深度在降水井下部。然后根據(jù)出水量及降深調(diào)至泵位置，直至達到降水要求。2、地面排水管鋪設(shè)施工1）、及時將排水管運至場地。2）、排水管連接牢固，不允許有漏水現(xiàn)象。3）、將排水管通入甲方指定的就近的下水管道。3、水位觀測：降水運行時，做好水位觀測記錄，記錄一式兩份，甲、乙各一份，為了取得下降水位深度數(shù)據(jù)，可采用單井臨時停泵的方法進行測量。4、降水井要保證晝夜連續(xù)運轉(zhuǎn)，防止因停泵使水位上升，造成“涌槽”事故，為此采取21、以下措施：1）、設(shè)多個閘箱，單個閘箱接水泵不多于3臺。2）、配有備用電源。3）、專人巡查，發(fā)現(xiàn)停泵，立即處理。四、成井方案根據(jù)場地巖性組成，含水層特性及單井出水量，確定井深為1821m間。井管的管徑300mm。過濾器長度12m。開終孔孔徑550mm，井管與井壁之間采用細礫料充填。花管以上采用粘土封井，以防止細粒砂向孔內(nèi)涌動。五、排水方案采用分管方式進行排水，排入甲方指定的就近市政排水管網(wǎng)。第七節(jié)、主要機械配備及施工進度一、基坑降水主要施工機械1、投入鉆機1臺，采用泵吸式反循環(huán)100型鉆機；2、潛水泵15臺；3、運輸車輛1臺；4、寢車1臺。二、工期安排1、前期準備：包括現(xiàn)場井位確定、鉆機進場、材22、料進場、挖泥漿坑，用時1天。2、降水井點施工：包括抽水試驗、水井施工、送電線路及排水管線輔設(shè)等用時5天。3、降水運行：在基坑開挖前5天，降水井全部啟動（逐個啟動）。運行工期按甲方要求安排。第八節(jié)、質(zhì)量安全要求一、質(zhì)量要求1、開工前對全體職工度技術(shù)質(zhì)量交底，執(zhí)行院質(zhì)量體系要求，確保施工質(zhì)量和安全到位。2、打井前要摸清地下障礙物情況，以保證施工質(zhì)量。3、保證成井質(zhì)量，井孔直徑、井深不得偏小。4、濾料要符合要求，含泥（屑）量小于5%。5、管井降水井，排水含砂量不大于萬分之一。二、安全要求1、建立現(xiàn)場安全體系，做到分工明確，責任到人，確保施工安全。2、嚴格執(zhí)行國家制定的有關(guān)施工安全技術(shù)操作規(guī)程，對不遵23、守安全施工的人員進行安全教育，嚴重者進行處理。3、針對施工場地大，用電線路長的特點，要特別重視用電安全，設(shè)專門電工進行技術(shù)施工，電纜線路采取高架方法，如無法高架可掩埋并設(shè)專人看護。4、施工用電必須遵守有關(guān)規(guī)程規(guī)定，杜絕不安全事故發(fā)生。5、施工機械不得碰壓降水井及供電、排水系統(tǒng)。6、含水層滲透系數(shù)大，一旦停泵，水位回升很快，降水井運行期間，必須在現(xiàn)場配備備用電源。7、遵守值班制度，夜班值班人員不得睡覺。第九節(jié)、施工準備工作1、現(xiàn)場生活區(qū)及辦公區(qū)設(shè)置在場地東南側(cè)2、進行測量放線，根據(jù)打井起始標高確定井深，根據(jù)基坑邊坡外線確定井位。3、施工用電：抽水用電每臺水泵5.5kw，抽水用電約82.5kw。424、選定排水路線，通入甲方指定的就近排水地點。第十節(jié)、應(yīng)急措施一、成井預(yù)案降水井施工時如地下隱蔽建筑和管線實際分布走向與匯簽不符，施工挖坑時不得使用機械設(shè)備，用人工先開挖2米左右，如不是原始土，用2米鐵釬觸探，確認下面無管道及可疑物體后方可進行鉆井施工，成井過程中隨時注意鉆進情況，發(fā)現(xiàn)鉆機鉆進困難，鉆機振動或有異常聲音立即停止鉆進，并及時上報建設(shè)單位，協(xié)商解決方案。二、降水運行期間供電預(yù)案 坑開挖后，降水工作進入降水工程的重要階段維護期，降水現(xiàn)場必須保證連續(xù)供電，否則會造成嚴重的基坑事故，因此甲方一定要保證現(xiàn)場的電力供應(yīng)，現(xiàn)場供電容量要滿足施工用電要求。現(xiàn)場配備二路電源或配備發(fā)電機組作為停電、斷電的應(yīng)急電源，以便停、斷電時啟動。三、信息預(yù)案現(xiàn)場保證信息暢通，建立消防、急救、公安，市政等社會公共信息聯(lián)絡(luò)，一旦現(xiàn)場出現(xiàn)相關(guān)情況，急時報告有關(guān)部門，防止事故擴大發(fā)展。