基坑降水专项方案.docx
- 文档编号:14436535
- 上传时间:2023-06-23
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:136.17KB
基坑降水专项方案.docx
《基坑降水专项方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基坑降水专项方案.docx(21页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
基坑降水专项方案
目录
1.方案编制依据与降水目的1
1.1编制依据1
1.2降水目的1
2.工程概况2
2.1工程概况2
2.2周边环境3
3.工程地质及水文地质条件4
3.1工程地质条件4
3.2水文地质条件4
4.降水设计方案5
4.1基坑底板抗突涌稳定性验算5
4.2降水设计思路7
4.2.1疏干降水设计7
4.2.2减压降水设计7
4.3疏干设计7
4.4降压设计8
4.5工作量统计9
5.深井构造与设计要求10
5.1管井构造10
5.2成井技术要求10
6.成井施工工艺11
6.1前期准备工作11
6.1.1测放井位11
6.1.2清障处理11
6.1.3埋设护口管11
6.1.4安装钻机11
6.2成井施工11
6.2.1钻进成孔12
6.2.2清孔换浆12
6.2.3下井管12
6.2.4埋填滤料12
6.3洗井13
6.4特殊过程质量控制要求14
7.降水运行管理15
7.1降水运行工况15
7.2工程排水措施15
7.3降水井管保护措施16
7.4常规管理要求16
8.封井方案18
9附图18
1.方案编制依据与降水目的
1.1编制依据
1)《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
2)《供水水文地质勘察规范》GB50027-2001
3)《上海地铁基坑工程施工规程》SZ-08-2000
4)《岩土工程勘察规范》DGJ08-37-2012
5)《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
6)《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-98
7)《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013
8)《市政地下工程施工质量验收规范》DG/TJ08-236-2013
9)《基坑工程技术规范》DG/TJ08-61-2010
10)《供水水文地质手册》
11)本工程相关基坑围护设计图纸
1.2降水目的
根据本工程基坑开挖及基础底板结构施工要求,本方案设计降水的目的为:
1)疏干开挖范围内土体中的地下水,方便挖掘机和工人在坑内施工作业;
2)降低坑内土体含水量,提高坑内土体强度;
3)降低下部微承压含水层承压水水位,减少坑底隆起和围护结构的变形量,防止基坑底部突涌的发生,确保施工时基坑底板的抗突涌稳定性。
2.工程概况
2.1工程概况
陈翔路全线位于嘉定区南翔镇内,道路西起胜辛南路,东至浏翔公路。
陈翔路作为规划云翔大型居住社区中心的东西向主要道路,是大型居住社区的市政配套工程。
本次投标范围为沪宜公路~芳林路段,为城市次干路,红线宽度38m~42m,设计车速为40km/h,道路结构设计荷载:
BZZ-100型。
沿线建造下穿古漪园路、轨道交通11号线、沪嘉高速公路和瑞林路车行地下通道一座,两侧下穿沪嘉高速公路人非地道一座;全线敷设雨、污水管,并新建雨水泵站一座,泵站出口处北横泾防汛墙。
云翔大型居住社区陈翔路(沪宜公路—芳林路)改建工程的建设内容为地面道路、地道、排水管道、雨水泵站和防汛墙等,里程K2+622.307~K4+030,全长约1408m。
本次降水设计范围里程为K2+850.0~K3+690.0,全程约840m。
基坑开挖深度约1.54m~11.10m,普遍区开挖深度约7.00~9.00m。
基坑围护形式根据开挖深度的不同分为放坡开挖、重力式水泥土搅拌桩挡墙、φ650型钢水泥土搅拌墙,深度约为6.20m~22.75m。
本工程排水结构基坑围护设计主要在陈翔路(古猗园路瑞宁路),共有:
2座顶管工作坑,4座顶管接收坑以及1座特殊井围护。
2座工作坑(10/W、10-4/W)均在瑞宁路上,2座接收坑(10-1/W、10-2/W)及1座特殊井(10-3/W)围护在瑞宁路上,1座接收坑为地道泵站的进水闸门井,另1座接收坑(9/W)在古猗园路上。
表1-1顶管工作坑、接收坑及特殊井基坑一览表
基坑编号
内净尺寸
基坑
开挖深度
围护结构型式
竖向支撑道数
进水闸门井(兼顶管接收坑)
6.5mx10.5m
13m
Φ1000钻孔灌注桩
+Φ850水泥土搅拌桩
1道钢筋砼围檩+3道钢围檩
9/W接收坑
3.5mx4.5m
8.02m
Φ850型钢水泥土搅拌墙
1道钢筋砼围檩
+1道钢围檩
10/W工作坑
¢8.0m
14.2m
Φ1000钻孔灌注桩
+Φ850水泥土搅拌桩
4道钢筋砼围檩
10-1/W接收坑
4m×4.5m
10.08m
Φ850型钢水泥土搅拌墙
1道钢筋砼围檩
+2道钢围檩
10-2/W接收坑
4m×4.5m
14.2m
Φ1000钻孔灌注桩
+Φ850水泥土搅拌桩
1道钢筋砼围檩+3道钢围檩
10-4/W工作坑
4m×8m
11.56m
Φ800钻孔灌注桩
+Φ850水泥土搅拌桩
1道钢筋砼围檩
+2道钢围檩
10-3/W工作坑
5.8m×4.5m
11.45m
Φ800钻孔灌注桩
+Φ850水泥土搅拌桩
1道钢筋砼围檩
+2道钢围檩
2.2周边环境
拟建工程位于上海市嘉定区陈翔路,东西走向,依次途经沪宜公路、德园路、古猗园路、轨道交通11号线、S5(沪嘉)高速公路、瑞林路、通湖路、芳林路。
道路两侧主要为企业单位及民宅、在建工地等。
根据现场踏勘,拟建场地附近有通信光缆及其他地下管线密集分布。
3.工程地质及水文地质条件
3.1工程地质条件
根据相关资料,场地自上而下土层依次为:
①1层杂填土、①2层素填土、①3层浜填土、②层褐黄-灰黄色粉质粘土、③层灰色淤泥质粉质粘土、③夹层灰色粘质粉土、④2层灰色砂质粉土(局部分布)、⑤层灰色粘土、⑥层暗绿~草黄色粉质粘土、⑦层草黄色砂质粉土、⑧1灰色粉质粘土、⑧2灰色砂质粉土。
3.2水文地质条件
拟建场地地下水有潜水及承压水。
根据上海地区区域资料,拟建场地浅部土层中的潜水位动态变化主要受控于大气降水、地面蒸发及地表水的补给与调节的影响,地下水位埋深一般离地表面0.3m~1.5m,年平均地下水位离地表面0.5m~0.7m。
工程沿线④2层为微承压水层、第⑦层为第一承压水含水层,(微)承压水水位一般呈周期变化,据上海地区工程经验:
微承压水水位埋深在3m~11m,承压水水位埋深在3m~12m。
4.降水设计方案
4.1基坑底板抗突涌稳定性验算
基坑开挖后,由于承压含水层上覆土层厚度变薄,其上覆土的压力降低。
当上覆土的压力小于或等于承压含水层的顶托力时,承压水将可能使基坑底面产生隆起,严重时使土体被顶裂产生渗水通道,从而发生基坑突涌。
通常采用式(4.1-1)判别基坑开挖后是否处于抗底部承压含水层突涌(以下简称“抗突涌”)稳定(安全)的状态。
式(4.1-1)
如图4.1-1所示,
图4.1-1基坑抗承压水突涌稳定性验算原理示意图
式(4.1-1)中:
—承压含水层顶面至基底面之间的上覆土压力,(kPa)
—初始状态下(未减压降水时)承压水的顶托力,(kPa)
—承压含水层顶面至基底面间各分层土层的厚度,其和等于图4.1-1中的h,(m)
—承压含水层顶面至基底面间各分层土层的重度,(kN/m3)
—高于承压含水层顶面的承压水头高度,即图4.1-1中所示H,(m)
—水的重度,工程上一般取10,(kN/m、)
—安全系数,工程上一般取1.05~1.20;本工程取1.05。
本场地局部分布有④2层微承压含水层及局部分布⑦层承压含水层,需对其进行抗突涌稳定性验算。
(1)第④2层
计算时第④2层微承压水水位埋深暂取3.00m,根据勘探孔Q6XC6知④2层层顶最浅埋深为11.60m,对应标高-7.73m。
安全系数下的承压水顶托力:
Pw×1.05=(11.60-3.00)×10×1.05=90.3kPa
根据计算,本基坑针对④2层的临界开挖深度为6.28m,当基坑开挖至6.28m时,上覆土压力为:
Ps=
=(11.60-6.28)×17.0=90.4kPa
在④2层分布区域,基坑开挖深度约为8.94~9.39m,需考虑降底该层水位4.29m~5.02m。
另各工作井针对④2层的降压要求如下表所示。
表4.1-1基坑底抗突涌稳定性验算表(④2层)
开挖部位
勘探孔
④2层顶标高(m)
坑底标高(m)
承压水顶托力(kPa)
上覆土压力(kPa)
水位降深(m)
安全水位埋深(m)
闸门井
BJ3
-7.59
-7.90
揭穿,降至坑底下1m
11.00
14.00
10W工作井
BZ4
-7.07
-10.00
揭穿,降至坑底下1m
12.20
15.20
10-2W工作井
Z13-1
④2层缺失
9W工作井
Z13-1
④2层缺失
23NY特殊井
Z13-1
④2层缺失
压力井
1J25
④2层缺失
检查井
BJ3
-7.59
-5.20
99.4
40.2
5.64
8.64
说明:
以上④2层坑底抗突涌稳定性验算是按3m的水头埋深进行计算的,后期需通过现场抽水试验,确定实测水头埋深,重新进行坑底抗突涌稳定性验算,深化降水方案。
(2)第⑦层
计算时第⑦层微承压水水位埋深取3.00m。
根据勘探孔1J36知⑦层层顶最浅埋深为19.10m,对应标高-14.79m。
安全系数下的承压水顶托力:
Pw×1.05=(19.10-3.00)×10×1.05=169.05kPa
根据计算,本基坑针对⑦层的临界开挖深度为9.71m,当基坑开挖至9.71m时,上覆土压力为:
Ps=
=(19.10-9.71)×17.0=169.02kPa
本工程除A17段外,基坑底均未超过该临界开挖深度,而A17段处坑底无⑦层分布,故本次针对地道不考虑对⑦层进行降压。
另各工作井处参考地层资料⑦层均缺失。
4.2降水设计思路
4.2.1疏干降水设计
对于开挖土体,布置疏干井进行疏干,浅部主要潜水含水层为③夹层砂质粉土及③、④层淤泥质粘性土,疏干井重点针对该几层。
为加强疏干效果,需确保一定水力梯度,疏干井应深入至坑底以下5~6m,但不进入④2层。
4.2.2减压降水设计
根据本工程特点,经计算需考虑④2层的降压。
车行地道区域④2层的特点是:
局部分布、被止水帷幕隔断,且在3m的水头下,计算降压幅度为4.25~5.02m。
本次行地道区域,考虑布置若干降压备用井。
排水结构井④2层已经揭穿,考虑加深疏干井,做疏干处理。
4.3疏干设计
采用围护明挖施工时,需及时疏干开挖范围内土层中重力水含量,保证基坑干开挖的顺利进行。
因此,开挖前需要布设若干疏干井,对基坑开挖范围内土层疏干。
根据本工程土层情况,本次降水工程单井有效抽水面积a井取200m2,。
对于长条型基坑,按井间距14~16m布置疏干井。
对于开挖深度小于3m的区域不考虑降水。
本次降水井布设范围为K2+880~K3+652及各工作井。
坑内降水井数量计算公式:
n=A/a井;
式中:
n—基坑内降水井数量(口);
A—基坑面积(m2);
a井—单井有效降水面积(m2);
本工程疏干作用降水井数量布置情况如下表:
表4.3-1疏干设计
工程部位
面积(m2)
实际井数(口)
井号
K2+880~K3+652
长条型,按间距14~16m布置
71
J1~J71
闸门井
68
1
J72
10W工作井
45
1
J73
10-2W工作井
25
1
J74
9W工作井
25
1
J75
23NY特殊井
27+21
2
J76、J77
压力井
13
1
J78
检查井
16
1
J79
具体各井管平面位置、布设尺寸及井结构详见附图。
4.4降压设计
本工程④2层分布范围约为K3+332~K3+413段,闸门井,10W工作井及检查井。
对于K3+332~K3+413段,考虑布置3口降压备用井,编号为YG1~YG3。
对于闸门井,10W工作井及检查井,考虑加深疏干井对该层进行降水。
加深疏干井编号为J72,J73及J79。
4.5工作量统计
表4.5-1降水井工作量统计
项目名称
编号
数量(口)
深度(m)
疏干井
J1~J3,J69~J71
6
10
J4~J5,J67~J68
4
11
J6~J9,J63~J66
8
13
J10~J35,J57~J62
32
14
J36~J41,J53~J56,J78
11
15
J42~J45
4
12
J46~J49
4
14
J50~J52
3
16
J79
1
17
J74、J76、J77
3
18
J72
1
20
J73、J75
2
21
降压备用井
YG1
1
16
YG2~YG3
2
19
5.深井构造与设计要求
5.1管井构造
1)井壁管:
井壁管均采用焊接钢管,井壁管直径均为φ273mm,壁厚4mm。
2)过滤器(滤水管):
滤水管的直径与井壁管的直径应相同;所有滤水管外均包一层30目~40目的尼龙网,尼龙网搭接长度约为尼龙网单幅宽度的20%~50%。
3)沉淀管:
滤水管底部设置长度为1.00m的沉淀管,防止井内沉砂堵塞而影响进水;沉淀管底口用铁板封死。
5.2成井技术要求
1)井口高度:
井口应高于地表以上0.20~0.50m,以防止地表污水渗入井内。
2)围填滤料:
疏干井滤料填至地面下3m,降压井滤料根据设计图纸进行充填。
3)粘土封孔:
在滤料围填面以上采用粘土填至地表并夯实,并做好井口管外的封闭工作。
4)成孔偏差:
井孔的平面误差≤1.0m,井深(孔深)偏差≤+50cm;井孔应圆正。
5)井管偏差:
井身应圆正,上口保持水平,井管的顶角及方位角不能突变,井管安装倾斜度不能超过1度;井管截面尺寸偏差≤±2mm,井管长度偏差≤±20cm。
6)出水含砂量:
抽水稳定后,出水含砂量不得超过2万分之一(体积比)。
7)井内水位:
抽水稳定后,井内的水位应处于安全水位以下。
6.成井施工工艺
6.1前期准备工作
6.1.1测放井位
根据降水管井平面布置图测放井位,井位测放完毕后应做好井位标记,方便后面施工。
6.1.2清障处理
对于场地可能存在的地下障碍物,在施工前应根据施工的情况,先进行孔位清障处理。
通常采用的清障处理方式为:
定好孔位后,先采用人工挖孔,挖孔过程中遇到障碍时,由施工现场总承包提供的挖机配合进行挖掘。
挖机挖孔深度应超出障碍物约30cm。
若地面障碍物不易清除或受其他施工条件的影响,无法在原布设井位进行打井时,应与工程师以及甲方及时沟通并采取其他措施,必要的时候可对井位作适当调整。
6.1.3埋设护口管
埋设护口管时,护口管底口应插入原状土层中,管外应用粘性土或草辫子封严,防止施工时管外返浆,护口管上部应高出地面0.10m~0.30m。
对于场地遇到有障碍物的孔位,应根据清障后的孔深适度考虑采用长护筒,确保护筒能够满足降水施工的要求。
6.1.4安装钻机
安装钻机时,为了保证孔的垂直度,机台应安装稳固水平,大钩对准孔中心,大钩、转盘与孔的中心三点成一线,严把开孔关,钻头与钻杆连接处带两根钻铤,并且,弯曲的钻杆不得下入孔内。
6.2成井施工
施工机械设备选用GPS-10型工程钻机及其配套设备。
成孔时采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺。
6.2.1钻进成孔
开孔孔径为φ650mm,成孔时均一径到底;钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳,轻压慢转,以保证开孔钻进的垂直度。
成孔施工采用孔内自然造浆,钻进过程中泥浆密度控制在1.10~1.15,当提升钻具或停工时,孔内必须压满泥浆,以防止孔壁坍塌。
6.2.2清孔换浆
钻孔钻进至设计标高后,在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m,进行冲孔清除孔内杂物,同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.08,孔底沉淤小于30cm,返出的泥浆内不含泥块为止。
6.2.3下井管
对于降压井,井管进场后,应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。
首先必须测量孔深,并对井管滤水管逐根丈量、记录。
封堵沉淀管底部,为保证沉淀管底部封堵牢靠,下部封堵铁板不小于6mm。
其次要检查井管焊接,井管焊接接头处应采用套接型,套接接箍长20mm,套入上下井管各10mm;套管接箍与井管焊接焊牢、焊缝均匀,无砂眼,焊缝堆高不小于6mm。
检查完毕后开始下井管,下管时为保证滤水管居中,在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器(找正器),扶正器采用梯形铁环,上下部扶正器铁环应1/2错开,不在同一直线上。
6.2.4埋填滤料
填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m~0.50m,井管上口应加闷头密封后,从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆,使孔内的泥浆密度逐步调到1.05,然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入滤料,并随填随测填滤料的高度。
直至滤料下入预定位置为止。
施工工艺流程示意图见图6.2-1。
图6.2-1成井施工工艺流程图
6.3洗井
下井管、回填滤料及粘土分孔后,对降压井进行活塞洗井,待洗通滤料后,提出活塞,再利用空压机进行洗井。
活塞直径与井管内径之差约为5mm左右,活塞杆底部必须加活门。
洗井时,活塞必须从滤水管下部向上拉,将水拉出孔口,对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动,冲击孔壁泥皮,此时应向井内边注水边拉活塞。
当活塞拉出的水基本不含泥砂后,可换用空压机抽水洗井,吹出管底沉淤,直到水清不含砂为止。
疏干井在成井结束后直接用空压机洗井。
洗井完毕后,可以下泵试抽。
试抽成功,代表该井成井完毕,可以投入使用。
图6.3-1空压机洗井原理示意图
6.4特殊过程质量控制要求
针对本工程降水施工过程中的特殊过程,应按表6.4-1中所列进行质量控制。
表6.4-1特殊过程质量控制要求
序号
检查项目
技术要求
检查数量
1
成孔直径(mm)
>井管外径280mm(疏干井)
>井管外径300mm(降压井)
全数
2
井管沉设深度(m)
偏差±0.20m(疏干井)
≥50%井数
3
井管间距(m)
偏差±1.00m
≥50%井数
4
滤料规格
D50=6~12倍d50
全数
5
滤料围填
高出滤管顶2m以上,滤料体积≥95%
全数
6
孔口段粘土封填
不得使用粉性土,厚度≥1.5m
≥50%井数
7.降水运行管理
7.1降水运行工况
疏干井宜提前20天进行降水,并根据要求加载真空负压,以疏干基坑开挖土体,开挖过程中继续保持持续抽水。
在疏干井正式抽水前,监测单位应及早施工坑外潜水位观测孔。
潜水水位观测孔施工完成后及时开启疏干井进行疏干降水。
一般正常情况下,疏干井基本保持24小时连续抽水。
出现降水异常时,根据需要进行调整。
本次采用真空泵抽气、潜水泵抽水的方法降低潜水位,其中每3口井配备1台真空泵,每口井单用一台潜水泵,要求潜水泵的抽水能力大于单井的最大出水量,潜水泵和真空泵同时开启。
抽水安装示意图见图7.1-1。
图7.1-1真空负压疏干井抽水示意图
7.2工程排水措施
工程降水抽取地下水,减少基坑开挖范围内土体中含水量或降低承压含水层承压水压力,这就要求施工现场必须有合适的排水设施已满足工程降水的需求,确保降水运行排水的顺畅,保障降水效果。
根据本工程排水的需求,在基坑边设计施工一定规格的排水沟,排水沟应接入市政排水管道。
接入市政排水管道前设置一个小型沉淀池对排出的地下水进行沉淀处理,避免造成市政排水管道的淤塞。
7.3降水井管保护措施
1)在基坑降水设计时,合理布置降水井的井位。
2)现场管理
(1)对降水井竖立醒目标志,做好标识工作;
(2)抽水运行期间,派专门人员进行看护;
(3)随着基坑开挖深度的不断加深,基坑降压井井管的暴露长度不断加大,井管沿纵向与每道环梁或挖土平台及时加固。
(4)加强井管焊接质量的检查。
按照设计要求严格控制焊接质量。
焊缝要均匀,无砂眼,焊缝堆高不小于6mm。
确保后期基坑开挖焊缝不漏水。
(5)所有降水井应设置醒目的标记,弄好夜间施工反光带,加强人工值班保护。
(6)坑内疏干井在一层土方开挖后及时割除井管至开挖面。
7.4常规管理要求
1)降水运行前,降水井应合理布设排水管道并便于接入施工现场排水设施;
2)降水运行前应做好降水供电系统,配备独立的电源线;
3)所有疏干井应在供电电箱插座、抽水泵电缆插头及排水管上做好对应的标示,并在每次发生变动时进行相应的标示变更,便于抽水运行管理;供电电箱应定期进行检查并备有检查记录;
4)降水正式运行前降水工人应熟悉水泵开启、电路切换,以确保降水连续进行,避免因供电原因造成井底突水;
5)降水前各降水井均应测量其井口标高、静止水位并进行相关记录;
6)正式降水前必须进行试运行,进一步检验供电系统、抽水设备、排水系统能否满足降水要求;试运行结果进行记录并备案,根据试运行结果,对于无法满足降水要求的部分进行相应整改;通过试运行熟悉水泵开启、电路切换,以确保降水连续进行。
7)疏干井应成井一口投入降水运行一口,并尽可能保证在基坑正式开挖前二十天抽水,确保能及时疏干基坑开挖范围内土体并降低其水位在当前开挖面以下1m。
8)基坑开挖后,疏干井割管时应及时测量井深,及时采取清淤措施。
9)抽水过程中各应做好抽水井流量及观测井水位观测数据记录;抽水井应安装流量表进行流量测量;疏干井水位观测时可考虑利用一口抽水井抽水后静止12小时测量其水位。
10)降水停止并提泵后应及时将井封闭,补好盖板。
8.封井方案
疏干井封井采取在井管内先填粘土在灌注混凝土的封堵方法,基本操作顺序及有关技术要求如下:
图8.1疏干井封井示意图
1)基坑挖至设计标高后,疏干井降水运行结束,清干疏干井中残余的水;
2)向井管内先填粘土,直填到距底板2m左右,停止填粘土并捣实;
3)向井管内灌入混凝土,混凝土的灌入高度略低于基坑垫层混凝土面约10cm;
4)待井管内混凝土的初凝能符合要求,并能确定封堵的实际效果满足要求后,即可割去所有外露的井管;
5)井管割去后,在管口用铁板焊封,管口低于基底混凝土垫层面以下10cm左右;
6)管口焊封后,用水泥砂浆填入孔洞抹平,封井工作完毕。
9附图
附图:
降水井平面布置、井结构图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基坑 降水 专项 方案