降水施工方案

昭化路48号街坊旧区改造商业办公项目 降水专项方案

长宁区昭化路48号街坊旧区改造商业办公项目

降 水 专 项 方 案

编制人：

审核人： 审批人： 2012年11月

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目 录

第一节 编制依据和参考资料 .......................................................................................... 1 第二节 降水工程概况 ...................................................................................................... 1 第三节 工程地质条件 ...................................................................................................... 1 第四节 降水方案的选择 .................................................................................................. 2 第五节 施工工艺 .............................................................................................................. 2 第六节 质量要求及保证措施 .......................................................................................... 4 第七节 安全保证措施 ...................................................................................................... 5 第八节 文明施工 .............................................................................................................. 6 第九节 应急措施 .............................................................................................................. 6 第十节 管井降水计算书 .................................................................................................. 7 第十一节 轻型井点降水计算书 .................................................................................... 10

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第一节 编制依据和参考资料

1．本工程施工组织总设计；

2．上海申元岩土工程有限公司《岩土工程勘察报告》； 3．《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-99； 4．《建筑施工手册》（第四版）；

5．《施工计算手册》（第三版）江正荣、朱国梁编著； 6．《基坑降水手册》姚天强编著。

第二节 降水工程概况

本工程为长宁区昭化路48号街坊旧区改造商业办公项目工程，由上海青莲房地产开发有限公司投资建设，上海绿城东方建筑设计有限公司设计，上海申元岩土工程有限公司地质勘察， 监理，江西建工集团公司组织施工，由钱宝余担任项目经理，吴炳兴担任技术负责人；属于剪力墙-核心筒结构，地上29 层;地下2层，建筑高度 99.7m，总建筑面积 34336平方米；降水面积 3240㎡，基坑开挖深度11.1～11.6m ，降水深度12.1m。

第三节 工程地质条件

土层编号 土层名称 回填土 粉质粘土 淤泥质粉质粘土 淤泥质粘土 埋深厚度容重粘聚力渗透系（m） （m） （kN/m^3） （kPa） 数（m/d） 1.6 3.4 6.7 15.5 18.6 21.5 1.42 2.18 3.45 8.37 3.99 4.65 18 18.5 17.5 16.7 17.5 18.1 18.4 18.8 19.6 19 13 11 13 16 6 22 40 5 0.1 5 3 0.04 1 0.1 0.1 1  ④ 1-1粘土 1-2粉质粘土 23

砂质粉土夹粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 30.0 7.55 31.7 34.5 2.24 4.33

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第四节 降水方案的选择

本工程地下二层基坑面积4840㎡，开挖深度11.10～11.6m，拟采用管井降水方案；按每230m2布置一口深井进行设置，共设14口，其中基坑内设3口观察井。深井降水深度为坑底以下0.5m-1.0m，每口深井配水泵一台（5.5千瓦），每4-5口井配真空泵一台，共8台（电机5.5千瓦），真空泵接上后连续不断抽吸，水泵视井内的水量而作间隔抽水。地下一层基坑面积200㎡，开挖深度4.00m，采用轻型井点降水方案；既可以防止基坑外地下水向内渗透，也可以充分降低地下水位。为保证顺利开挖深坑部分，可采用压密注浆进行固土处理，必要时刻增设临时井点。

第五节 施工工艺

一、施工流程

进场→定井位→立钻架→成孔→下井管→清孔回填→洗井→安装深井泵→安装真空泵→连接管路→基坑降水→水位观测→降水结束→拆除设备→出场 二、施工工艺

1、开凿深井、埋设井管

采用水文钻机正循环方法成孔，利用自制泥浆护壁，且不同土层采用不同性能的泥浆护壁成孔。 ①.井点布置、放样定位

井点布置是根据降水要求、降水有效范围并考虑避开桩位、支撑，靠近支撑，有利土方施工为原则。根据本工程基坑面积，布置45个井点管。

为避免因桩位移位造成深井施工障碍，实际施工井位应视现场实际情况可作必要调整。 ②.护筒埋设

护筒埋设深度一般在1.20—1.50m，如果填土过深或土质较差时，护筒埋设应加深，直至埋入较好的土层中。 ③.成孔

钻机就位，必须稳固、水平，保证井的垂直度；采用笼式直径750mm的钻头成孔；成孔技术参数选择

A.刚成孔时，应减压低速成孔，待泥浆均匀达到一定比重（1：1）以上，开始

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进尺；

B.在粘土层中成孔时，泥浆控制在1.15—1.25左右，在粉砂层，易塌孔层中成孔时，泥浆比重在1.2—1.3左右。

C.成孔容易缩颈的土层中，采用比重小（1.1—1.15）的泥浆。 ④.清孔

当成孔到达标高后，进行清孔，泥浆比重小于1.05，之后在孔内填入1.5米粗砂作为沉淀层。

⑤.埋设井管和滤头并回填

回填用粒径不小于mm的粗砂。下管、回填须连续进行，一气呵成，不可中断。回填好后，在孔口（井灌管外侧）封纯粘土，其厚度不小于1.0m，保证不漏气。 2、安装深井泵、真空泵

①.装前须检查电机和泵体，确认完好无误后方可安装； ②.施工过程中必须保证各连接部位密封可靠不漏气； ③.调整好轴向间隙，保证运行可靠；

④.安装完毕，须进行试运行，有不正常现象必须及时排除；

⑤.真空泵进出水、进出气须调节好，保证正常运转，开机后保证正常连续工作，不得随意停机。真空泵在第一道支撑完成后安装，停放在梁上，管线沿梁布置。 3、安装管路系统

①.根据本工程特点，为方便挖土施工，水管用高压橡胶管，上方挖掘时，管路可移动。

②.管路沿支撑走向，坑外沿基坑围护排设，基坑出水可排入下水道。 ③.管路上应装有真空表、闸阀、单向阀，以便于控制。气管连接处必须注意密封，防止漏气。 4、降水管理

①.根据观测井水位观测情况确定降水井排水时间和时间间隔，控制真空泵抽汲能力。

②.安排三班人员日夜值班进行排水降水控制操作和数据记录。 ③.成井后预降水一-二周后进行基坑土方开挖。

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④.在基坑开挖过程中，须密切注意真空效果，做好密封工作。

⑤.若因地下围护结构大量渗漏而引起坑外水位下降超过规定要求时，应及时采取回灌措施。 5、拆除

①.第一次挖土挖至第一道支撑面标高，予降水后能确保第一次挖土的顺利展开；

②.第二次挖土至第二道支撑面标高，降水至第二道支撑面标高下1.5m，确保第二次挖土的顺利展开；

③.第三次挖土到坑底设计标高，降水至坑底标高下1.0m。此次拆除井管，以上部自重大于下部水的浮力为原则，待基坑底垫层达到一定强度，并根据观察井的降水资料，综合分析后方可拆除井管。 （三）施工操作要点

1、安装前应对井点管逐根冲洗，检查完好始可使用。井点管埋设宜用套管冲 （或钻机）成孔，加水及压缩空气排泥，当套管内含泥量经测定小于5%时，才下井管及灌砂，然后再将套管拔起。

2、下井管时水泵应先开始运转，以便每下好一根井管，立即与总管接通（不接回水管）后及时进行单根试抽排泥，并测定真空度，待井管出水变清后为止，地面测定真空度不宜小于93.3kPa。全部井点管沉设完毕，再接通回水总管，全面试抽，然后让工作水循环进行正式工作。

3、使用时开泵压力要小些（小于0.3MPa），以后再逐渐正常。抽水时如发现井管周围有泛砂冒水现象，应立即关闭井点管进行检修。工作水应保持清洁，试抽2d后应更换清水，以减轻工作水对水泵叶轮等的磨损，一般经7d左右即可稳定，开始挖土。

第六节 质量要求及保证措施

1、采用机械开挖和人工修护相结合方式开挖，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准确性。

2、为了减小或平衡动水压力，防止流砂现象产生，基坑深度超过10m的，采用二级管井井点降水。

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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，应立即检查纠正。

4、若基坑面积很大，明沟排水可划分若干区域，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、为了防止雨水淹没基坑，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、沉设井点管前，应先挖井点坑和排泥沟。井点坑直径应大于冲孔直径。冲孔直径不应小于400mm，冲孔深度应比滤管底深1m以上，冲孔完毕后，应立即沉设井点管。

7、井点管埋设在孔中心，避免插入泥浆中堵塞滤管。在井点与孔壁之间及时用中粗砂填灌实，至离地面1.0-1.5m，最后再用粘土夯实封口。

8、进水、回水总管与每根井点管的连接管均需安装阀门，以便调节使用和防止不抽水时，发生回水倒灌。井点管路接头应安装严密。

第七节 安全保证措施

1、装设符合《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005的用电系统，以防止触电等事故；

2、选用质量合格的水泵，安全性可靠，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、发现基坑（槽）出水，涌砂，应立即查明原因，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，防止边坡产生流砂、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阻塞。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。

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8、在抽水过程中，应经常检查和调节离心泵的出水阀门以控制流水量，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，达到细水长流。

9、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、管子表面是否潮湿等方法进行检查。如“死井”数量超过10%，则严重影响降水效果，应及时采取措施，采用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。

10、水泵抽出的水应按施工方案设置的明沟排出，以防止渗下回流，影响降水效果。

第八节 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，降水开始至达到设计降水深度期间，每天观测1次，达到降水深度后每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，在现场基本澄清后排放，并应防止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，防止污染城市环境或影响土地功能；

4、注意保护井口，防止杂物调入井内，经常检查排水沟、管，防止渗漏，冬季降水，须采取防冻措施。

第九节 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，可采用导水管、插铁板、码草袋。砖砌沟等方法导水至基坑明排井并排出；

3、局部地段集中渗漏严重，可采用基坑外加降水井；

4、基坑底部或拱顶、侧壁见水时，可采用速凝混凝土灌、喷护； 5、地表水底铺设粘土，塑膜等增加渗透路径；

6、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

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地面出现裂缝，应及时灌浆修补，防止地表水渗入；

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，防止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。井点管滤水管部分必须埋入含水层内。

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，应立即检查纠正。真空度是判断井点系统是否良好的尺度，一般应不低55.3-66.7kPa，如真空度不够，表明管道漏气，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，严重影响降水效果，应逐个用高压水反复冲洗井点管或拔出重新埋设。

第十节 管井降水计算书

一、水文地质资料

土层土层名称 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 填土 粉质粘土 淤泥质粉质粘土 淤泥质粘土 粘土 粉质粘土 粉土夹粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 1.6 3.4 6.7 15.5 18.6 21.5 30 31.7 34.5 1.42 2.18 3.45 8.37 3.99 4.65 7.55 2.24 4.33 18 18.5 17.5 16.7 17.5 18.1 18.4 18.8 19.6 埋深 (m) 厚度 (m) 容重(kN/m^3) (kPa) 19 13 11 13 16 6 22 40 (m/d) 5 0.1 5 3 0.04 1 0.1 0.1 1 粘聚力 渗透系数二、计算依据及参考资料

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该计算书计算主要依据为国家行业标准《建筑基坑支护技术规范》(JGJ 120-99)，同时参阅了《建筑施工手册》(第四版)和姚天强、《施工计算手册》（第三版）江正荣、朱国梁等编写的《基坑降水手册》。 三、计算过程

1、基坑总涌水量计算：

基坑降水示意图

根据基坑边界条件选用以下公式计算：

Q=1.366k(2H-S)×S/log(1+R/r0) Q为基坑涌水量； 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)； S=(D-dw)+Sw

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)； 通过以上计算可得基坑总涌水量为13.71m3。 2、降水井数量确定： 单井出水量计算： Q=120πrsl3k1/2

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降水井数量计算： n=1.1Q/q

q为单井允许最大进水量(m3/d)； rs为过滤器半径(m)； l为过滤器进水部分长度(m)； k为含水层渗透系数(m/d)。 通过计算得井点管数量为14个。 3、过滤器长度计算

群井抽水时，各井点单井过滤器进水长度按下式验算： y0>l

y0=[H2-0.732Q/k×(logR0-log(nr0n-1rw)/n]1/2 l为过滤器进水长度； r0为基坑等效半径； rw为管井半径； H为潜水含水层厚度；

R0为基坑等效半径与降水井影响半径之和； R0=R+r0

R为降水井影响半径；

通过以上计算，取过滤器长度为2m。 4、基坑中心水位降深计算：

S1=H-{H2-Q×[logR0-(log(r1r2...rn))/n]/1.366k}1/2 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。

根据计算得S1=13.12m >= S=11.1m，故该井点布置方案满足施工降水要求！

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第十一节 轻型井点降水计算书

一、水文地质资料

土层土层名称 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 填土 粉质粘土 淤泥质粉质粘土 淤泥质粘土 粘土 粉质粘土 粉土夹粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 1.6 3.4 6.7 15.5 18.6 21.5 30 31.7 34.5 1.42 2.18 3.45 8.37 3.99 4.65 7.55 2.24 4.33 18 18.5 17.5 16.7 17.5 18.1 18.4 18.8 19.6 埋深 (m) 厚度 (m) 容重(kN/m^3) (kPa) 19 13 11 13 16 6 22 40 (m/d) 5 0.1 5 3 0.04 1 0.1 0.1 1 粘聚力 渗透系数二、计算依据及参考资料

该计算书计算主要依据为国家行业标准《建筑基坑支护技术规范》(JGJ 120-99)，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》。

三 计算过程

降水井类型 均质含水层潜水完整边界条件 井 0.2 1 27.812 不规则块状基坑 2基坑远离边界 井点管露出地面高度h(m) 过滤器工作长度l(m) 单井出水量q(m/d) 基坑形状 基坑面积F(m) 3降水曲线坡度i 过滤器半径rs(m) 降水影响半径R(m) 基坑周长C(m) 基坑开挖深度H1(m) 水位埋深dw(m) 0.15 0.05 48.378 66 4 0.5 186 基坑底面至降低后的地下水0.5 位距离sw(m) 含水层厚度H(m) 11.385 平均渗透系数k(m/d) 3.212

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计算简图如下：

示意图

1、基坑等效半径

不规则块状基坑：ro=(F/π)0.5=(186/π)0.5=7.695m 2、平均渗透系数

k=∑(ki×hi )/∑hi=(5×0.92+0.1×2.18+5×3.45+3×4.835)/(0.92+2.18+3.45+4.835)=3.212m3/d

3、井点系统的影响半径R0 S= H1+sw-dw=4+0.5-0.5=4m

潜水含水层：R=2S(kH)0.5=2×4×(3.212×11.385)0.5=48.378m R0=R+ro=48.378+7.695=56.073m 4、井点管的长度

Hd≥H1+sw+ro×i+h+l=4+0.5+7.695×0.15+0.2+1=18.039m 5、基坑涌水量计算

基坑远离边界：Q=1.366k(2H-S)S/lg(R0/ro)=1.366×3.212×(2×11.385-4)×4/lg(56.073/7.695)=381.917m3/d 6、单井出水量

q=120π×rs×l×k1/3=120×π×0.05×1×3.2121/3=27.812m3/d

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7、井点管数量

n=1.1Q/q=1.1×381.917/27.812=16 8、集水管总长

不规则块状基坑：La=C=66m 9、井点的间距

Ld=La/(n-1)=66/(16-1)=4.4m 10、校核水位降低数值

Sj=H-(H2-Q/(1.366k)lg(R0/ro))0.5=11.385-(11.3852-381.917/(1.366×3.212)lg(56.073/7.695))0.5=4m≥S=4m 满足要求！

11、井点设备及井点管数量选择

根据基坑形状、周长和井点管配置，选择二套设备，每套各16根井点管，共32根井点管。

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