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基坑降排水施工方案

来源:九壹网
基坑降、排水施工方案

一、工程概况

(一)项目概况

本工程名称为湖东社区综合服务配套,位于厦门市思明区,为一栋地下三层和 局部地上三~十五层的综合建筑体,均为框剪结构。现场地黄海高程为 3.4~4.5m,黄 海高程 3.3m 相当于本工程的±0.00m。基础形式为筏板基础。

各参建主体如下:

建设单位:厦门市市政开发总公司 勘察单位:桂林水文工程地质勘察院 基坑支护设计单位:福建省建研勘察设计院 基坑监测单位:桂林水文工程地质勘察院 监理单位:厦门协诚工程建设监理有限公司 施工单位:厦门市政工程公司 (二)基坑概况

该工程场地呈“L”形,场地东侧为 3 栋(5~6)层民宅(桩基础),且邻近湖滨东 路,与本基坑的距离为 25.374m。南侧为邮电交通大厦(桩基础)及罗宾森广场(设 2 层 地下室、在建),并邻近厦禾路,与本基坑的距离为 9.68m。西侧为东方巴黎(包含 7~16 层住宅),与本基坑的距离为 17.124m。北侧为东方瑞士(包含2 栋8 层、12 层住宅)且局部紧邻禾祥东路, 、与本基坑的距离为 15.01m。本次基坑支护工程为一期工程,基坑 开挖深度 14.0m~14.4m,一期基坑周长约为 390m。本工程±0.00=黄海高程 3.30m,基坑采用排桩+二道钢筋砼内支撑。

(三)地层岩性

①杂填土:广泛分布于场地表部,厚度 5.80~8.90m,灰、灰褐色,底部偏灰黑

色,稍湿~湿。填料由粘性土、碎砖瓦片、碎石及条、块石等组成,含少量生活垃圾,硬杂质含量一般 35~60%,局部大于 70%,钻探揭露一般在场地的上部遇到填石,碎块石的 块径一般在 7~50cm 内。填土时间超 10 年已基本完成自重固结,回填过程中未分层压 实,稍密~松散状,土质不均匀,在杂填土中做重型动力触探试验 17.5m,杆长校正后

的锤击数厚度加权平均值 2.7 击,标准值 2.6 击,工程性能差。

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①-1 素填土:分布于场地表层,大部分钻孔有分布,厚度 0.90~8.80m,层底高 程 0.95m~9.54m。填料主要为粘性土,含少量碎块石,黄褐色,湿~饱和,以稍密~中密状态为主,大部分地段堆填时间大于十年,局部地段为新近回填土,基本已完成自 重固结,未经专门压实,工程性能差。该层做轻型动力触探试验 66 次,厚度加权平均 值 17.00 击,标准值 16.38 击。

①-2 填石:灰白、灰黄等色,填石为中风化花岗岩,填石多呈块状,坚硬,块径 10~ 50cm 不等。填砂①-2:主要在公务码头及曾厝垵雕塑场地有揭露,位于杂填土的底部, 灰黄色,饱和,松散~稍密状,回填砂以中粗砂为主,颗粒级配一般,分选性一般,砂 质较均匀。在填砂层做标准贯入试验 18 次,杆长校正后锤击数平均值 N=8.7 击,标准 值 N=8.1 击。工程性能均偏差。

②淤泥:整个场地有分布,层顶埋深从 5.80~8.90m,厚度 0.60~9.90m,灰黑色,饱和,流塑状,由粘粒及少量有机质组成,局部含砂占约 30%。手捻污手,有异味,干强度高,韧性中等,摇震无反应,具高压缩性、低强度的特点,工程性能极差。

③粉质粘土:大部分钻孔内揭露,层位较稳定,层顶埋深从 6.00~17.50m,厚度 从 0.90~9.10m,以灰黄色为主,可塑状,饱和,主要由粉粘粒、砂粒组成。手捻砂感 强。韧性中等~高,干强度较高,有光泽反应,无摇振反应。做标准贯入试验 23 次, 杆长校正后锤击数平均值 18.8 击,标准值 17.3 击,工程地质性能较好。

③-1 中砂:仅局部分布在粉质粘土的上部或下部,层顶埋深从 11.80~18.10m,厚 度 0.60~1.90m,呈灰黄、灰白色,饱和,稍密~中密状,主要由砾石、砂粒、粉粘粒 组成,>0.25mm 颗粒>50%,砾石及砂粒成份以石英为主,呈亚圆形状,分选性一般。 该层做标准贯入试验 5 次,杆长校正后锤击数平均值 N=17.9 击,标准值 N=14.0 击。 土质结构较均匀,工程性能较好。

④残积砂质粘性土:为中粗粒花岗岩原地风化残留产物,大部分钻孔均有揭露,层位较稳定,层顶埋深 8.50~18.70 m,揭露厚度为 1.10~8.50m,以灰黄、褐黄色为 主,硬塑状,饱和。组织结构全部破坏,成份主要由长石风化的粘、粉粒,石英颗粒、少量云母碎屑及少量黑色风化矿物等组成,>2.00mm 的颗粒约占 6.6%~9.8%。韧性中 等,干强度中等,切面稍光滑,无摇震反应,该土层属特殊性土,具有遇水易软化、崩解的特点。该土层在纵向上有随深度增加,风化程度逐渐减弱,强度逐渐增高的趋势。作标准贯入试验 14 次,杆长校正后锤击数平均值 22.1 击,标准值 18.9 击。该层力学强度较高,属中等缩性土,工程地质性能较好。勘探过程,该层未发现有洞穴、临空面和软弱夹层。

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⑤全风化花岗岩:大部分钻孔内揭露,层顶埋深 6.90~20.50m,揭露厚度为 1.40~ 7.10 m。灰黄、褐黄色,散体状,组织结构完全破坏,原岩风化残余结构可辨,除石英 外,长石、云母、角闪石等其他矿物已基本风化为土状。该层与残积土层呈渐变关系, 性能上大致接近于残积土,具有泡水易软化、崩解,强度降低的特点。岩石坚硬程度属 极软岩,岩石完整程度为极破碎,岩体基本质量等级为 V 级,岩石质量指标(RQD)为 0,属极差的。做标准贯入试验 31 次,实测锤击数均≥30 击,杆长校正后锤击数平均 值 29.5 击,标准值 27.6 击。该层力学强度较高,压缩性中~低,工程地质性能好。 勘探过程,该层未发现有洞穴、临空面和软弱夹层。

⑥散体状强风化花岗岩:均有揭露,层顶埋深 8.90~23.50m,揭露厚度为 0.90~ 12.20 m。灰黄色、褐黄色,呈散体状,组织结构基本破坏,矿物成分显著变化,除石 英外,长石、云母、角闪石等其他矿物大部分风化为土状。土层具有泡水易软化、崩解, 强度降低的特点,岩石坚硬程度属极软岩,岩石完整程度为极破碎,岩体基本质量等级 为 V 级,岩石质量指标(RQD)为 0,属极差的。做标准贯入试验 56 次,实测锤击数均≥50 击。该层力学强度高,压缩性低,工程地质性能良好。勘探过程,该层未发现有洞 穴、临空面和软弱夹层。

⑦碎裂状强风化花岗岩:部分钻孔有揭露,层顶埋深 14.00~33.60m,揭露厚度为 0.70~17.10m。褐黄色,岩石风化强烈,矿物成分由长石、石英、云母组成,钻进时拔 钻声大,岩芯呈碎块状,手折可断。该层做点荷载试验 6 组(共 56 块),换算后抗压 强度范围值为 16.32~21.30MPa,平均值为 18.92MPa,标准值为 17.40MPa。岩石坚硬 程度为软~极软岩,岩石完整程度为破碎,岩体基本质量等级为 V 级,岩石质量指标(RQD)为 0,属极差的。工程地质性能良好,强度由上而下逐渐增大。勘探过程,该层未发现有洞穴、临空面和软弱夹层。

⑧中风化花岗岩:各工程钻孔内揭露,层顶埋深 13.10~45.90m,因钻探深 度所限,均未揭穿该层,揭露厚度为 5.00m 以上。灰白、浅灰色,由长石、石英、云母、 角闪石组成。中粗粒花岗结构,块状构造,节理、裂隙较发育,上部较破碎,下部岩体 完整性较好,RQD(%)值一般 61~86。该层做岩石单轴抗压强度试验 24 组,单轴饱 和抗压强度范围值为 40.10~48.50MPa,平均值为 44.48MPa,标准值为 43.63MPa。岩 石按坚硬程度属较硬岩,岩体完整程度属较破碎~较完整,岩体基本质量等级属Ⅳ~Ⅲ 级,力学强度高。勘探过程,该层未发现有洞穴、临空面和软弱夹层。

(四)岩土的工程特性指标建议值

根据地勘资料,本工程的岩土工程特性指标建议值见表

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岩土的工程特性指标建议值

天然快剪 天然重度 物理力学指标 压缩 模量 承载力 渗透系数 特征值 土层及编号 ①杂填土 ①-1 素填土 ②-2 填石 ②淤泥 ③粉质粘土 ③-1 中砂 ④残积砂质粘性土 ⑤全风化花岗岩 ⑥散体状强风化花岗岩 ⑦碎裂状强风化花岗岩 ⑧中风化花岗岩 γ kN/m 18.0 18.5 22 16.2 18.7 19.0 18.7 19.5 21.0 23.0 25.0 3粘聚力 c 内摩擦角 o Es0.1-0.2 MPa 4.0 4.5 fak kPa 80 80 120 2.0 5.4 6.0 7.0\\18* 30* 60* 100* 40 200 210 220 300 450 700 3000 K cm/s 2.0×105.0×10-3 -4 -2 -7 -5 -2 -5 -4 -4 -4 -4 kPa 10 15 18 15 20 12.0 26.5 3.0×105.0×105.0×102.0×105.0×102.0×105.0×105.0×101.0×101.9 19.0 28 27.0 30 35 23.0 25 30 1. 设计依据

⑴《总平面图》(福建省建研勘察设计院);

⑵《岩土工程勘察报告》(桂林水文工程地质勘察院);

⑶《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98);

二 降水方案设计

1.降水技术要求

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场地局部存在透镜体砂层,砂层部分在冲(钻)孔桩桩间采用高压旋喷桩作止

水帷幕兼作桩间挡土结构。基坑内外集水明排,采用水泵将坑内水送入市政管网。在基坑周边形成有效的止水帷幕后,基坑内地下水采用疏干井,并辅以集水明排进行疏干。基坑支护施工前要对周围地下管线、排水沟及市政设施进行调查,必要时对周围下水道要改道封堵,确保生活污水、地表水不能流入基坑内。基坑土方开挖之前应将地下水位控制 在开挖深度以下不少于 500mm 处,无法满足时应增加疏干井的启动数量。若坑外地下水位或周边建筑物沉降出现异常,应及时布设回灌井,必要时启动回灌系统。回灌井具体位置应结合地下水位及周边建筑物沉降情况布置。 2.降水方案的选择

降水工程是指利用水文地质学原理,通过降水设计和降水施工,排除地表水体或

降低地层中的滞水、潜水等地下水的水位,满足建设工程的降水深度和时间要求,并对工程环境无危害性要求。建设工程降水的技术方法有明排、轻型井点(如空点井、电渗井等)和重型井点(如管井等)。本工程拟采用基坑内地下水采用疏干井,并辅以集水明排进行疏干。

3.降水设计计算

3.1设计计算参数

⑴降水面积:F=7280.00m2。

⑵降水深度:要求降至在开挖深度以下不少于 500mm 处S=14.9m。 ⑶地下水静止水位: ho=-2.8m。 ⑷含水层厚度: HO=18.7m。 ⑸渗透系数: K =5.0m/d。 ⑹设施引用半径 ro=

= 48.15 m

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3.2总涌水量的计算

⑴降水水位降深值 SW=14.9m。 ⑵设施引用影响半径 R1= 2 SW

=336.30m ⑶基坑涌水量

+ ro

Q总=

=9538.52t/d

3.3干扰井涌水量的计算及降水井数量的确定

⑴设计井深

HW= 28.5m ⑵设计井径

dw=0.35m ⑶降水井井降深

S井 =14.9m ⑷降水井引用影响半径 R3= 2 S井

=336.3m

+ ro

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⑸干扰井出水量

Q单= 其中:N为井数。

⑹用试算法进行井数设计,当计算到井数 N=10时: 单井出水量Q单=1314.45t/d;

群井出水量 =13144.50t/d≥Q总=9538.52t/d,满足要求。

3.4降水验算

⑴水井出水能力验算 管井出水能力

q=24l’d/α’

= 24×7.32×580/70

=1455.65m3/d>Q单=1314.45t/d, 满足单井出水量的设计要求。

⑵降深值验算 验算公式:

水头值 HA= 降深值 SA= Ho- HA 动水位 h动=ho+SA

式中r1、r2、…、rx分别为验算点至各井之间的距离。

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经反复验算,布置10口28.5m深降水井时,可以满足降水要求,降水井布置如图所示:

降水井布置如图所示:

降水井布置图

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3.5疏干井井径设计及结构设计:

基坑内疏干井采用直径140厚为 3mm,井点间距约 30m,疏干井合计 10 口。 每个井管分

别安装过滤器,单独用一台抽水泵。降水井的数量、位置及井深应根据现场 9

降水情况适当调整。 井

管管壁上应布置孔眼,直径为20@40,开孔率约 30%。为了保 证井管周边有良好的透水性。

疏干井剖面图

3.6.抽水设备的选择

根据计算结果和设计降深,选择QY型潜水泵。降水井流量为50m3/小时,扬程不小于25m。

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3.7.设备材料计划,劳动组织及工期

(一)材料计划:排水管500m,潜水泵15台(含备用).

(二)劳动组织及工期:(1)人员:降水项目负责人1名,技术员1名,施工工人8名。 (2)工期:打井14d,试抽水1d。抽水作业根据基础施工而定,本工程降、抽水总时间暂按120d考虑。

四、降水井施工

管井降水施工顺序为:管井测量定位→钻机就位→钻孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填井管与孔壁间的砾石过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试 抽水→降水井正常工作→降水完毕封井。

①凿井:井点布位根据降水要求、降水有效范围,并考虑避开剪力墙、地下结构柱 及楼板梁,以有利于底板施工、有利于拆除为原则。降水井施工前,应仔细核对工程桩 桩位以及结构梁柱、剪力墙、核心筒等具体位置,若与降水井位置有冲突,可现场进行 适当调整降水井位置。

②成孔:深井采用钻机成孔,成孔过程应采用套管泥浆护壁。成井直径为 219mm, 疏干井长度约 28.5m。

③清孔:成孔结束后采用大泵量冲洗泥浆,减少沉淀,注入清水,稀释泥浆比重接 近 1.1 后,插入井管,投入滤料,严禁井管强行插入坍塌孔底。

④滤料封底:井壁与井管之间及管底以下 1.5m 范围以 0.5~1.0cm 的卵石或碎石 填充。

⑤下管:滤水管采用140 钢管,壁厚为 3mm。为防止雨污水、泥砂或异物落入井 中,井管要高出地面,并加盖或捆绑防水雨布临时保护,挖土时应设置明显位置标记。

⑥填砾料:井管下入后立即填入干净的卵石或碎石滤料。砾料应保持连续沿井管外 四周均匀填入。填砾料时,应随填随测砾料填入高度,当填入量与理论计算量不一致时, 及时查找原因。不得用装载机或手推车直接填料,应用铁锹填料,以防不均匀或冲击井 壁,如遇蓬堵可用水冲。填砾完成后在洗井过程中,如砾料下沉量过大,应补填。

⑦洗井:降水井填砾成井后立即采取空压机等进行洗井。洗井采用化学洗井或机械 洗井,洗至完全出清水为止,再用污水泵反复进行恢复性抽洗,抽洗时间不少于 24 小 时。洗井应在下完井管、填好砾料、封口后 48 小时内完成,以免时间过长,护壁泥皮 逐渐老化,影响效果。

⑧安装深井水泵:抽水设备选用选用出水量为 10~20m3/h 的水泵进行抽水。水泵 应置于设计深度,水泵吸水口应始终保持在动水位以下。安装前须检查电机和泵体,确

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保完好无误后方可安装;施工过程中必须保证各连接部位密封可靠不漏气;真空泵进出 水、进出气调节好,保证正常运转;吸水机组合全部安装完毕,检查无误后,可通过调 试,有不正常现象必须及时排除。

⑨抽降:洗井结束后需进行试抽水 2~3 台班,并对水量及水位变化进行观察,以 了解单孔出水量,进一步完善降水方案。连网统一抽降后应连续抽水,不应中途间断, 需要维修更换水泵时,应逐一进行。开始抽降时要间隔地逐一启动水泵。抽水开始后,应逐一检查排水管道是否畅通,有无渗漏现象,如接头处或排水管渗漏应返工或维修。 当单井出水含砂量过大,可将水泵上提,如含砂量仍然较大,应重新洗井。孔内抽出的 水应接入现状排水管网内进行排除,不能随地排放于地表,以免渗入土体导致降水效果 受到影响。

⑩封井:待确定降水井不再使用后,对降水井进行封井。在底板厚度中间焊接 1 道 止水钢板,止水片外径 280mm,厚度 6mm,焊缝高度 5mm。井内填充砂卵石至底板以下 1.0m,然后采用 C30 干硬性混凝土填充捣实至底板面标高处。井口采用 140 钢板满焊 封死。

疏干井止水封闭大样

(4.2)降水过程注意事项

①土方开挖前 1 周,启动降水系统进行降水。

②在实际降水施工前必须做好现场抽水试验,取得精确的水文参数,并修正基坑降 水方案。

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③基坑土方开挖之前应将地下水位控制在开挖深度以下不少于 500mm 处,无法满足时应增加疏干井的启动数量。

④降水期间应配备不间断电源,保证疏干井连续不间断运行。

⑤当遇汛期或局部超挖深(电梯井处)时,该疏干方案不能满足施工要求时,可局部 增设疏干井或轻型井点降水辅助降水。

⑥降水井需进行保护,开挖基坑时不得受损坏,井中不得掉入杂物,以免影响降水 效果。

⑦疏干过程中,应加强对疏干井的保护、巡查,并定时监测地下水位,必要时调整 降水方案。

⑧停止降水时间应结合主体结构抗浮要求确定。

五、基坑周边排水措施:

场地局部存在透镜体砂层,砂层部分在冲(钻)孔桩桩间采用高压旋喷桩作止水帷 幕兼作桩间挡土结构。基坑内外集水明排,采用水泵将坑内水送入市政管网。在基坑周 边形成有效的止水帷幕后,基坑内地下水采用疏干井,并辅以集水明排进行疏干。基坑 支护施工前要对周围地下管线、排水沟及市政设施进行调查,必要时对周围下水道要改 道封堵,确保生活污水、地表水不能流入基坑内。基坑土方开挖之前应将地下水位控制 在开挖深度以下不少于 500mm 处,无法满足时应增加疏干井的启动数量。若坑外地下 水位或周边建筑物沉降出现异常,应及时布设回灌井,必要时启动回灌系统。回灌井具 体位置应结合地下水位及周边建筑物沉降情况布置。

(1)截、排水沟:坡顶、坡脚设置 400×400 排水沟。沟底素土夯实,并铺 100 厚 C15 素砼垫层,侧壁采用 M5 水泥砂浆砌筑 120mm 厚 MU10 砖,沟内用 20mm 厚 M5 水泥砂 浆抹面。水沟沟底泄水坡坡度按 i≥3‰控制,排水方向可根据现场实际情况确定。

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截、排水沟大样

(2)集水井:集水井尺寸为 600×600×600,底部铺筑 100mm 厚 C15 素砼垫层,侧 壁采用 M5 水泥砂浆砌筑 120mm 厚 MU10 砖,沟内用 20mm 厚 M5 水泥砂浆抹面。集水井底 比排水沟底面低 200mm。集水井视现场需要布置。

集水井详图

(3)回灌井

回灌井沿基坑周边每 6m 布置一口,且距离基坑边不小于 6m。

①根据监测情况周边沉降及时启用回灌措施,必要时增加回灌井。回灌井数量为 65 口。

②回灌井具体位置应结合地下水位及周边建筑物沉降情况布置。 ③采用

140PVC 井管形成回灌井系统,套管成孔,封闭井管段约 5m。

④井管外径为 219,采用 PVC 管,壁厚不少于 2mm,滤水管段长度进入基坑底以下 不小于 10m,回灌目标土层为砂层及残积土层。管壁布眼孔,直径为 10@40,同时在管 壁外侧包一层 300g/m2 的无纺布,上下捆扎牢固。

⑤采用化学方法或机械方法进行洗井,洗井应洗到水清砂净为止,以保证回灌效果。 ⑥封闭段注入 0.5:1 水泥浆,两段之间设止浆袋隔离。

⑦回灌采用常压,必要时通过增压泵对回灌井施加压力,以提高水压力以利于回灌。 在回灌水箱与回灌总管上安装流量表、阀门和压力表。

⑧回灌之前应检查回灌系统并试运行,回灌应与降水同时开启,全面停止回灌应在 降水停止运行后方可,具体时间应根据坑内水位恢复情况另行确定。

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回灌井结构大样

六、安全文明施工措施

(1)开工前进行安全技术交底,建立全生产责任制,以项目经理为主,所有施工管理人员及工长参加,定期开会,检查总结,讲明注意事项,分析不安全因素,排除隐患,提高自我防护能力。

(2)施工现场设立安全标志,谢绝外人参观。

(3)打井、洗井的废水及降水作业的排水,均按指定地点排放。

(4)施工人员一律穿工作鞋,严禁穿拖鞋作业;严禁酒后作业;严禁患病未愈者上岗操作。

(5)电工等特殊工种必须持证上岗。进入现场的用电设备,均设置二级漏电保护,且经常检查漏电保护器。严格执行《安全生产制度》,进入现场人员必须戴安全帽。

(6)所有电器设备由专人负责操作维修,无关人员禁止乱动。 (7)作好降水井的保护,井口应加井盖防止异物掉入。

(8)加强劳动组织管理,对违反安全规章制度和劳动纪律者,进行批评教育,对屡教不改的施工人员采取辞退措施清除出工地。 七.施工质量控制

(1)回填滤料石子合格率大于90%,含杂质量不大于3%。

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(2)由于成孔采用泥浆护壁成孔,成孔后必须破坏泥浆护壁,以保证透水性良好。具体做法是将钻机钻头换成钢丝刷钻头进行破坏泥浆护壁,破壁过程中破壁、清孔一次完成。

(3)混凝土井管管口必须平整,如不平采用沥青找平后再安装。

(4)施工场地内用电严格遵守《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ59-1999)。 (5)井点供电系统采用双线路,防止中途停电或发生其它故障,影响排水,建议业主必要时备用发电机,以防止突然停电,造成水淹基坑。

(6)抽水作业时值班人员每2小时进行一次检查,检查项目:水位变化、水泵运转是否正常、电力系统是否正常并作好检查记录。

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