基坑降水工程设计方案

一､工程概况及地质构造

拟建建筑物位于哈尔滨市松北区,三环路以南,思源路以西郑州路以北｡(详见哈尔滨凯利汽车百货广场规划图)｡

本次勘察的哈尔滨凯利汽车百货广场,由4栋9-10层配套公寓,24栋2-3商服及其它设施｡地下一层,结构分别为框架､砖混结构,拟定基础埋深5.5-6.0m｡基础形式拟采用桩基础｡建筑总面积约为108340㎡｡

二､基坑降水的目的与任务

基坑降水的目的是:根据建筑物的特性､场地工程地质条件及水文地质条件,采用管井点降水的方法进行施工,降低地下水水位,保证建筑物地基及地下工程的正常施工,基坑开挖深度5.5-6米｡

三､基坑排水工程的设计依据

哈尔滨凯利汽车百货广场二期基坑降水工程设计方案的设计依据为哈尔滨鸿宇工程地质勘察有限公司《岩土工程勘察报告书》详细勘察2010-33｡

四､基坑排水工程遵循的设计规范

哈尔滨凯利汽车百货广场二期基坑降水工程设计方案依据的设计规范为:

1《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001) 2､《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002) 3､《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)

4､《工程地质钻探规程》(DZ/T0017-91)

5､《建筑与市政降水工程技术规范》(GB120—99) 6､《建筑基坑支护技术规范》(GB50007—2002) 7､《供水水文地质勘察规范》(GB50027—2001) 8､《供水管井技术规范》(GB50296—2001) 9､《城市排水工程规划规范》(GB50318—2001)

五､工程场地的地质､水文地质条件

1､地形地貌

场地所处地貌单元为松花江北岸,河流侵蚀堆积地貌,属松花江流域河谷漫滩相,其成因为第四纪冲洪积作用下形成｡拟建场地交通便利,场地范围内地形､地势平坦,局部略有起伏,钻孔孔口地面相对最大高差为1.80米,绝对高度在116.11-117.91米｡

2､地层岩性

本次勘察结果表明,场地地基土在钻探所揭露的深度内,地层均为第四系全新世地层组成,地层结构特点为典型的松花江漫滩相地貌单元特征,地基土分布均匀,性质变化不大｡表层为耕土及局部分布的粉质粘土;其下覆为砂类土,特点为上部为细砂,夹多层粘性土薄层,呈互层状分布,下部为中､粗砂,其间局部分布粘性土夹层(厚度≤0.30米,可塑状)｡地基土水平分向及垂直方向性质差异较大｡

本次勘察结果表明,场地地基土在钻探所揭露的深度内,地层均为第四系全新世地层组成,地层结构特点为典型的松花江漫滩相地貌单元特征,地基土分布均匀,性质变化不大｡表层为耕土及局部分布的粉

质粘土;其下覆为砂类土,特点为上部为细砂,夹多层粘性土薄层,呈互层状分布,下部为中､粗砂,其间局部分布粘性土夹层(厚度≤0.30米,可塑状)｡地基土水平分向及垂直方向性质差异较大｡

3､地下水

本次勘察期间,在钻孔控制的深度范围内见有地下水出露,地下水类型属第四系松散层孔隙水,初见水位埋深3.00-6.00m,稳定水位埋深在2.50-5.40m｡

根据区域水文资料,场地地下水与松花江有水力联系,按地下水水力性质及各含水层之间联系程度,划分第四系全新统与下更新统砂砾石层孔隙潜水含水岩组｡由于含水层的渗透性和径流条件较好,因此形成互补的排泄和补给条件,水位亦受一定的大气降水和蒸发的影响,地下水动态变化规律为:7-9月份为丰水期,水位高,松花江水位历年平均水位为117.20m,1998年特大洪水最高达120.89m｡枯水期为12月份至翌年3月份,水位低,年变化幅度大于3m｡

由于基坑水位降深较大,应采用小井距､大井径的管井井网进行降水施工｡

4､渗透系数

根据工程勘察报告书,含水层渗透系数其平均值为K=20m/d｡并取渗透系数k = 20m/d为降水布井方案设计的水文地质参数｡

六､降水布井方案设计

1､设计思路

根据建筑物的特性､场地工程地质条件及水文地质条件,采用

管井点降水的方法进行施工,另外在施工时设置水位下降观测点,抽水过程中密切注意水位下降速度,随时调节抽水井流量,以保证施工的正常进行｡

勘察期间场地地下水稳定水位埋深2.50-5.40m,地表2.50m以下岩土中含有丰富的地下水,基底施工又必须在干燥状态下进行,这就必须保证基坑底的地基土是干爽的,其地下水水位必须降至建筑物基底标高下0.5米(基坑开挖深度5.5-6米)｡

2､降水设计预测计算 （1） 降水井井深的确定 降水井的深度可按下列公式计算:

H=Hw1+Hw2+Hw3+Hw4+Hw5+Hw6 (1) 其中 H----降水井深度(m) （1） 式中符号如图1示｡

Hw1----基坑深度(m)

Hw2---- 降水水位距离基坑底要求的深度(m)

Hw3----ir. i水力坡度取1/10-1/15(m)

Hw4----降水期间水位变幅(m) Hw5----井过滤器长度(m) Hw6----沉砂管长度(m)

经计算 H=6.50+0.5+1/15×8+4+6.0+0.5=18.0 m

（2） 基坑涌水量计算

哈尔滨凯利汽车百货广场西区二期基础工程拟降水的平面尺寸为约270m*130m,故该基坑涌水量计算采用潜水非完整井基坑涌水量公式计算如下:

Q =1.366K H2-hm2

Lg(1+R/r0)+(hm-L)/L*Lg(1+0.2hm/r0 )

hm=(H+h)/2

Q—基坑涌水量 K----渗透系数; H----含水层厚度; h----降水井处含水层厚度; R----单井影响半径｡

r0---基坑等效半径

L---滤管长度

S---基坑水位降深

表1 基坑降水设计预测计算表

设计参数 基坑面积A(m²) 渗透系数K(m/d) 含水层厚度H(m) 降水井处含水层厚度h(m) 单井影响半径R(m) 基坑涌水量Q(m³/d) 单井涌水量q(m³/d) 降水井布置数n(口) 降水井点布置间距D(m) （3） 单井涌水量确定

数值 36000m² 20.0 25.0 12 135 54907.32 1200 46 25-30 根据场地水文地质条件,即根据含水层厚度和渗透系数,确定单井涌水量50m³/h,换算单井日涌水量为1200m³/d｡ （4） 确定降水管井数量

哈尔滨凯利汽车百货广场西区二期工程沿基坑周边按井距25-30布置井位,共需井数共46眼,则基坑涌水量

Q=nq=1200×46= 55200(m³/d) >54907.32 (m³/d) 预测计算方案可行｡

3､降水水位预测

降水井布置距基坑内边缘3---5m处,那么根据下列公式基坑的平均水位降深预测为:

S=H —h2+x(H2h2)/R =4.54m

x为抽水井的等效半径,取x =20 m｡

经过以上理论计算,水位平均降深4.54m,可使水位埋深大于7m｡完全能够保证在基坑的正常施工｡

4､抽水设备的选择

选用QJ系列潜水泵,扬程39m时,单井涌水量为50m³/h,即Q=1200m³/d,可满足工程降水的要求｡

七､降水施工方案设计

1、 施工工艺流程

甲方场地三通一平→布置钻孔→钻机到位→进行钻孔→下管填砾→安装下泵→抽水试验(兼洗井)→排水管安装→系统调试→降排水→降水井回填 2、 降水井的构造与设备

基坑降水采用管井降水方法,管井井点具有排水量大､排水效果好､设备简单､易于维护等特点｡钻孔孔径大于500mm,采用¢300mm的大口径塑料缠绕管井｡其构造如下:使用塑料缠绕井管,井管直径为300mm,过滤器采用管壁上钻孔,孔径12-18mm呈梅花形分布,滤水器外包2-3mm尼绒网以防止粉砂涌入井内,管底封死,管外填半径为3-6mm砾石作过滤层,地面0.5m以下用粘土填充夯实,出水口用直径100mm的塑料管连接排水｡

3､降水井点的布置

采用基坑外降水,根据基坑的平面形状,哈尔滨凯利汽车百货广场二期工程基坑周边按井距25-30m 布置降水井38眼｡由于基坑面积较

大,要求的水位降深大于4m,38眼井抽水达不到降深的要求｡在基坑开挖前,在基坑中间布设8眼孔径为300mm的抽水井｡根据建筑物特性､场地条件､基坑特点和降水工程实际经验,此方案可行｡

4､管井的埋设与使用

管井的埋设采用KP-200､KP-100等反循环钻井,使用清水钻进,开口直径大于500mm,终孔直径500mm,一次成井的方法,可采用空压机洗井法或泵抽法洗井,应严格检查滤管包网,要求包网缠绕紧密､均匀,管井与孔壁之间用3---6mm粒径砾石填充作为过滤层,地面下1.0m范围内用粘土填充夯实,围填滤料要求均匀｡

管井运行前,应进行试抽水,检查出水是否正常,有无淤塞现象,如情况异常,应进行检修｡在抽水过程中,应经常对抽水机械的电动机､电流及电压等进行检查,并对井内水位下降和流量进行观测记录｡管井降水完毕后,拔出井内潜水泵及井管等设备｡所留孔洞应用砾砂填实,上部500mm用黏性土填充夯实｡过滤器､滤料围填､钻进等技术要求,均按照现行的国家标准《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001)与《供水管井技术规范》(GB50296-99)的规定执行｡具体参数见表2｡

表2 降水井参数表 项目 成井直径 滤水管长度 滤水管直径 单位 mm m mm 规格 300 6 300 备注 滤网规格 滤料 潜水泵 目 mm m³/h 60 3--6 50 5､排水的处理方法

从基坑抽出的地下水须经排水管道输到向世茂大道的雨水管线(经一期降水的排水干管),因此必须安装排水管道,经过水力计算,建议采用φ100塑料管作为排水管,而从水泵排出的地下水经扬水管直接接入排水管后排走,每个单井的扬水管在20m左右｡排水管应地面铺设,便于维修检查,扬水管接入排水管时可安装控制阀,以便对水泵和其他设备及时检修｡

6､降水工程监测与维护

(1)降水工程正常开始后,在水位未达到设计降水深度以前,每小时观测一次,当水位达到设计降水深度,且趋于稳定时,可每天观测4----5次｡

(2)对水位､水量监测记录及时整理,绘制涌水量Q与时间t及水位降深S与时间t过程曲线图,及时上报甲方｡

(3)根据水位､涌水量观测记录,及时查明降水过程中的不正常状况,随时调整补充措施,确保降水深度,满足正常施工要求,保证如期完成降水任务｡

(3)在基坑开挖过程中,配合甲方观测基坑侧壁､基坑坑底的渗水现象,查明原因及时采取工程措施,确保开挖正常进行｡

(4)在基坑抽水过程中,配合甲方观测基坑附近可能产生的地面沉

降情况,当产生的地面沉降时,应评价对附近建筑物的影响,必要时可停止抽水,以保护附近建筑物的安全｡

八､降水对环境影响预测及防治措施

1､降水对环境影响预测

在拟建筑物附近暂时无其他建筑,降水的井孔中心降深最大为4.54m,采用密集井群,小泵量的抽水方法,因此地下水的人工抽降活动不致破坏持力层的天然结构及密实程度,因此可预测降水工作不会对周边建筑物有太大影响｡防止井点降水不利影响的措施 2､防止井点降水不利影响的措施

在基坑降水开挖中,为防止邻近建筑物手影响,主要采取以下措施:

（1） 井点降水设计采用密集井群､小泵量抽水的方法,以减小影响

范围｡

（2） 井点降水时减缓降水的速度,均匀出水,勿使土颗带出｡降水

时要随时注意抽水的地下水是否有浑浊现象｡抽水的水中带走细颗粒不但会增加周围地面的沉降,而且还会使井管堵塞､井电失效｡为此应选用合适的滤网与回填的砂滤料｡

（3） 井点应连续运转,进量避免间歇和反复抽水,以减小在降水期

间引起的地面沉降量｡

（4） 基坑内设置降水井点,与基坑周围设置的支护设施,切断水漏

斗曲线的外恻延伸部分,减小降水影响范围｡

（5） 设置人工回灌地下水系统,保护邻近建筑物与地下管线｡

九､降排水工程施工运行管理工作

1、 降水井运行管理

（1） 降水井施工完后,立即安装潜水泵,接通电源试抽,调整

降水井出水量使其达到最佳状态 ,充分利用降水井,从而最大限度的发挥其作用,保证基础的正常施工｡

（2） 降水井井口加装井盖,防止泥沙掉入井内阻塞滤水管,

避免影响降水井的正常运行｡以便水泵发生故障时关闭｡

（3） 扬水管安装合理,便于观测工具下入｡

（4） 水泵电源线配置合理,电源线接头处理达到防高压､防

水浸､不漏电,确保用电安全及施工人员的人身安全｡

2、 排水管布施及使用管理

（1） 施工现场降排水排水管布施合理,安装位置合适,尽量

方便基础施工｡

（2） 排水管的布施应在上料口地段加装水泥涵管并下埋,

便于建筑材料运输｡

（3） 全天候巡视排水管,发现漏水点及处理,做到无泄露,现

场干净｡

3、 降水工程日常运行管理

（1） 每天多次观测降水水位,做到次次有记录,根据水位记

录信息及时调整降排水运行方案,确保基础施工的正常,顺利进行｡

（2） 每日查看降水井､查看潜水泵的使用是否正常,发现异

常及时检查维修｡

（3） 每日查看排水管,发现漏点及时修补､更换排水管,避

免管内水泄露现象,确保现场干爽,便于施工｡

（4） 每日查看基坑坑底及侧壁有无渗水､漏水现象,及时调

整降排水运行措施,确保基坑内无明水,避免基坑侧壁坍塌｡

（5） 每日查看降排水设备的完好率,消除安全隐患,做到安

全施工｡

十､降排水工程施工进度

表3 降排水工程施工进度表

项目内容 组织材料､设备､人员进入现场,场地平2天 整,设备安装就位｡ 降水井施工 水泵安装,扬水管安装 排水管安装 降排水运行 7天 4天 7天 60天 工期 十一､生产组织机构

该工程为大型降排水工程,由公司副总经理统一指挥,配备精良的设备和技术力量,保质保量按期完成施工任务｡

施工项目经理部

项 目 经 理 项目副经理 总 工 工程部 技术部 综合部 安全部 钻 井 施 工 一 队 十二､安全生产､文明施工保证措施

1、 安全工作层层落实责任,形成由项目经理､工长､安全员､技术员

层层抓的格局｡

2、 做好安全教育工作,首先从领导阶层认识到安全工作的重要性,

由领导亲临现场对各级施工人员进行安全教育｡

3、 定期召开安全工作会议,在完成施工任务的同时,认真布置安全

工作,施工现场要定期召开包括上级领导参加的安全工作会议,形成齐抓共管的安全工作局面｡

4、 严格执行安全操作规程及有关规定｡施工现场设置安全生产标

语､红灯､挡道牌等,现场材料堆放整齐,做到安全无误｡

5、 对施工现场的设备经常进行安全检查,若发现问题及时解决,待

隐患解除后方可施工,现场安全员每天巡视现场,对现场一切设备进行安全检查做好安全记录｡

6、 对所有施工队伍进行资格审查､安全教育,发现不合格者辞退,现

场作业人员持证上岗,工人进场后首先进行安全教育｡

7、 特种设备必须由专人操作,专人管理,专业人员跟班作业,随时检

查机械设备,做好记录｡

8、 一切工作人员进入现场后,必须带安全帽,发现违者罚款处理｡ 9、 施工现场必须在工长､技术员的亲自指挥下方可施工｡ 10、 施工现场设安全员1人负责全部施工现场的安全工作｡ 11、 创建文明工地,强化施工现场管理,搞好文明施工和文明作业｡ 12、 施工区域与生活区严格分隔,做到场容场貌整齐､整洁､有序､文

明,材料区域堆放整齐,并采取安全措施｡ 13、 施工区域和危险区域设醒目警示标志｡ 14、 宿舍整齐清洁,日常生活用品力求放置整齐｡ 15、 建立健全的规章制度,应标语制度上墙｡

十三､保证施工质量､材料质量的主要措施

1、 施工质量

开工前对所有参加施工人员进行质量和安全教育,各项工作严格按国家有关部门规定执行,并设有专职技术员､质量检查员､安全员监督检查,发现问题及时纠正､及时处理,具体如下:

⑴、 开工前进行对现场职工人员的技术､质量､安全交底,责任明

确到人｡

⑵、 打井前摸清地下障碍物情况 ⑶、 保证成井质量､井径直径､垂直度等 ⑷、 填砾料符合要求､含泥(碎)最小于是1% ⑸、 管井降水井､排水含砾量不大于是1/10000 ⑹、 施工机械不得碰压降水井及供电､排水系统 ⑺、 降水井运行期间,必须配备备用电源 ⑻、 遵守值班制度,夜班值班人员不得睡觉 2、 材料质量

本工程设材采购员及现场保管员,对使用设备及材料进行质量把关,分工明确责任到人｡

⑴、 进场使用设备型号必须同计划一致,必须具备合格证,使用说

明书等有关文件｡

⑵、 材料必须有产品质量合格证出场证符合材料规范及有关标

准｡

⑶、 材料要保管好,要有防雨､防水措施,使用前进行仔细检查发

现问题禁止使用｡

十四､雨季施工措施

1、 沟槽要做好沟边雨水径流疏导路线的设计,根据地形情况用砂

袋或土围挡筑成堤,防止沟槽进水｡

2、 每天注意收听天气预报,以便合理安排现场施工｡

3、 现场用电设备要有良好的防雨措施,电闸箱要有门有琐,因雨停

工切断电闸以防不测｡

4、 井钻完毕,井口必须及时铺盖草袋子,防止下雨雨水冲刷及落上

垃圾,为下道工序做好准备｡

5、 安排计划时,充分考虑雨天因素,充分利用晴天,并在晴天把雨天

的工作抢出来,以保证工程进度计划完成｡

6、 收集气象资料,及时与气象部门联系,根据天气变化情况,合理调

整安排施工计划,以确保不能因为雨期而影响总体施工计划｡