[河南]居民住宅楼深基坑降水施工方案.pdf

doc天下城都市辉煌苑工程基坑降水施工方案建设单位：河南开祥天城置业有限公司监理单位：河南建达工程建设监理公司施工单位：中建八局一公司河南公司编制时间：年七月十五日一、工程概况拟建的“天下城都市辉煌苑”场地位于郑州市健康路劳卫路之间，南北分别为优胜南路和优胜北路。1#楼地处整个建筑场地的东北角（4 区）分 1、2 单元，1 单元挖深-9.0m，2 单元挖深-6.0m，1、2 单元整体开挖，整个基坑周长约 216.3m；2#楼在 1 号楼南侧约 57m，1、2 单元挖深-7.2m，3 单元挖深-3.75m，基坑周长约 303.4m，（见基坑平面图）。周边环境：1#楼 1 单元北侧紧邻一栋 3 层办公楼，距基坑边坡约 26m，3 层楼西侧有一栋小平房，紧邻基坑边线，西南侧场地宽阔。1#楼 2 单元北侧距一栋 6 层住宅楼 40 多米，东侧邻健康路约 15m，南侧场地宽阔。2#楼四周均无重要建筑物，场地较开阔。doc1doc二、场地工程地质条件1、地形地貌场地地形比较平坦，高差不大，所在地貌单元属黄河冲积平原。2、场地地层结构建筑场地在支护深度范围内主要以粉土、粉质粘土及粉砂为主，现将支护涉及到的土层特性阐述如下：第层：填土，主要包含炉渣，砼面层，砖块及经过人工碾压的粉土。场地西部为原体育场看台基础开挖后的人工回填土。层厚0.3-1.8m。第层：粉土，褐黄色，稍湿湿，稍密中密，含铁质氧化物，云母，植物根等，层厚 0.7-3.0m。第层：粉土，褐黄黄褐色，湿，中密，含铁质氧化物，云母，植物根等，粘粒含量较高，土质较软，层厚 0.4-2.0m。第层：粉土，浅褐黄色，湿，中密，含铁质氧化物，云母，蜗牛碎屑，偶见腐植质。层厚 0.4-2.0m。第层：粉土，褐黄黄褐色，湿，中密，含铁质氧化物，云母，腐植质，小姜石，蜗牛碎屑，粘粒含量高，局部为粉质粘土，层厚1.0-4.1m。第夹层：粉质粘土，灰色，饱和，可塑，含有机质，该层在场地南部局部地段出doc2doc露。最大厚度 2.5m。第层：粉土夹砂，灰灰褐色，很湿，中密，含有机质，云母，颗粒较粗，局部地段为粉砂，该层主要在场地南部出露，层厚1.4-5.8m。第层：粉土夹砂，褐黄色，湿，中密密实，含铁质氧化物，云母，蜗牛碎屑，小姜石，局部地段该层颗粒较粗，为粉砂。该层局部地段缺失，层厚0.5-3.5m。第层：粉砂，褐黄色，饱和，密实，主要成分为长石，石英，云母，含铁质氧化物，少量蜗牛屑，层厚 1.7-6.0m。第层：粉土，褐黄黄褐色，湿，密实，含铁质氧化物，云母，钙质结核，局部地段夹薄层粉砂，该层局部地段缺失，层厚1.5-4.7m。第层：粉土，褐黄黄褐色，湿，密实，含铁质氧化物，云母等。粘粒含量多，局部为粉质粘土，层厚 1.0-2.0m。3、场地水文地质条件场地内地下水类型属潜水，水位在地表下2.0m 左右，补给条件为大气降水，场地地下水年变幅为 1.2m 左右，综合渗透系数取 k=0.5m/d。三、降水方案设计 1、设计依据及要求建筑深基坑支护技术规程 JGJ120-99doc3doc深圳市基坑支护技术规范场地岩土工程勘察报告施工平面布置图两基坑周边尺寸总长为:1#楼 216.3m，其中 1 单元基坑周边设计二级轻型井点并在基坑内部设计 2 口管井辅助降水；2 单元基坑周边设计一级轻型井点并在基坑内部设计 2 口管井辅助降水。2#楼周长 303.4m，基坑周边设计一级轻型井点并在1、2 单元基坑内部设计 3 口管井辅助降水。2、降水模型：潜水完整井 3、涌水量计算（略，见计算书）基坑内水位降深与降水时间 tgt 的关系S=(2.3Q/4T)tg(2.25T/2)+2.3Q/4T t水位降深与时间关系曲线 4、基坑降水对相邻建筑物的影响（1）1楼 1 单元降水渗透系数：k=0.5m/d水位：2.0mdoc4doc开挖深度 9.0m降水深度：降水至 10.0m，降水深 10.0-2.0=8.0m影响半径 R=2SHK H 取 30m R=28.0300.5=62.0m坑边最大沉降平均厚度应力如右图示：S=1.05/6.6+1.015/3.1+1.025/7.1+2.040/3.1+2.060/15.5+1.075/23.5=45.85mm降水对马路的影响马路边距坑边距离约 25m马路边水位降深约为 4.2m马路边降水引起的沉降S=0.76+4.83+3.52+1.236/3.1=23.1mm降水对相邻建筑物的影响doc5doc相邻建筑距坑边距离约 45m相邻建筑物地下水位降深约 2.2m。相邻建筑物降水引起的沉降约为 S=6.18mm。6.18mm 沉降对建筑物影响很小，可不考虑。（2）1楼 2 单元降水引起的坑边最大沉降水位降低至 7.0m。水位降深 5.0m。降水引起的坑边沉降约为 34.91mm。5、降水方案确定（1）止水帷幕设置1#楼 1 单元挖深-9M，降水影响范围较大，1#楼二单元东侧距健康路较近。为了减少降水对周围建筑物、马路及地下管线的影响，在 1#楼 1 单元的北侧、西侧（拐长为 6m）和1、2 单元交界处及 2 单元东侧（两端分别沿基槽线增长5.6 米）分别打两排高压旋喷桩作为止水帷幕。高压旋喷桩桩型：1#楼二单元东侧桩长 15 米，其它部桩长均20m（从地表算起），桩径 600mm，桩间距400mm（双排桩咬合布置），桩喷水泥量为200kg/m，但高压旋喷桩在-3 米至-11 米范围内要求复搅，此部分喷水泥量为230-250kg/m。doc6doc（2）轻型井点设计1#楼 1 单元挖深-9m，沿基坑周边从-2.15m 标高处插一级轻型井点（三组），井管深7m（包括 1.0m 长滤管），间距 1.5m，待水位降到-5.65m 时插二级井点（三组），同时、撤掉一级井点；1#楼 2 单元挖深-6m，插一级井点（二组），标高-2.15m。1#楼布井点共 8 组，计 225 根。2#楼 1、2 单元挖深-7.2m，插一级井点，标高-3.15m；2#楼 3 单元挖深-3.75m，插一级井点，标高-2.15m，2#楼布井点共 7 组，计 210 根（见降水平面图）。布设二级轻型井点降水地段，必须考虑二次排水问题。3、管井设置（1）采用机械成井。（2）降水井孔径为500，1#楼 2 单元管井井深 14 米，其它部分管井井深 15m，在1#楼基坑内布设 4 口，2#楼基坑布设 3 口（见降水平面布置图和剖面图）。（3）抽出的水含砂量不超过 1/5 万，长期运行期间不超过 1/10 万。（4）严格控制水位，定期观测，使水位平稳，缓慢下降，防止过快造成不均匀沉降，影响周边环境。4、回灌井设置主要考虑降水对 1#楼北侧、东侧建筑物、马路及地下管线造成的不均匀沉降，在doc7doc距基坑边约 20m 处（即围墙边）打一排大口井作为回灌井。回灌井深 8m，施工工艺和降水管井相同。井间距 10m，共布置 12 口。北侧打止水帷幕后，再加回灌井，理论上降水对建筑物和马路没有影响。在施工过程中，利用回灌井作为观察井，观测水位变动情况，一旦发现水位降低，应及时回灌，确保马路及北侧建筑物的水位平衡，以确保降水不影响马路及对面的建筑物。1#楼 1 单元西北角处的三层临时建筑物，因距基坑较近，止水帷幕又难以完全闭合，同时基坑内降水通过止水帷幕的绕渗，影响到建筑物下面的水位下降，会产生不均匀沉降。基坑支护也会产生一定的位移，但该建筑物正好处于基坑的边角，则产生的位移要小一些。针对上述情况，我们将采取以下措施。在建筑物适当位置打 2-3 眼回灌井，及时补给水源，确保建筑物水位下降缓慢。在该处支护时进行加强支护，尽量减少其变形量。虽然采取一定的措施，但建筑物的变形、开裂仍然不可避免，但不会影响到前期的正常使用。为了防止意外发生，需采取如下措施：加强观测，在建筑物上设置沉降观测点，及时观测，及时反馈信息，实行动态施工。建筑物内不能放置贵重物品，夜晚不能住人，发生险情及时撤离。doc8doc四、施工方案 1、轻型井点施工工艺与质量要求（1）轻型井点施工工艺 轻型井点安装的准备工作，首先要洗净滤管部分，做好组装，检查 抽水设备是否出水正常。轻型井点安装用高压冲孔，至井点支管安装深度，冲孔孔径不小于 200mm，然后放入支管，支管四周灌入粗砂，充填至支管上端向下1m 处，封口处用粘土填满捣实。降水设备的主管及井点支管连接小胶管，用铁丝捆牢，防止漏气，影响降水质量。待各道工序完成后，送电试运行，发现问题及时处理。待抽水正常后，定时测量观测井水位下降情况，控制水位下降速度。现场值班人员要 24 小时坚守岗位，做好台班记录。配备电机、水泵及其它电器设备零部件。（2）质量要求定位：井位偏差小于 20mm。钻孔：一径到底，不留沉渣，井孔要求正、圆、直、孔斜率1%。doc9doc下管：井管居中，不偏不斜。填砾：井管与井壁间填满粗砂，靠上部1m 用粘土充填捣实封孔。安装水泵，排水管，使降水井进入工作状态。2、管井成井工艺和质量要求（1）管井成井工艺机井定位钻孔冲孔换浆包扎滤管下管填砾填土稳管选井配套安装抽水（2）管井降水质量要求定位：井位偏差小于 20mm。钻孔：一径到底，不留沉渣，井孔要求正、圆、直、孔斜率doc101%。doc下管：井管居中，不偏不斜。填砾：02m 段井管与井壁间填充粘土球，215m 段填充滤料，滤料上端用粘土球封孔。安装水泵，排水管，使降水井进入工作状态。（3）土方开挖中对管井的保护和结构施工前对管井的封堵措施：由于本工程管井设在基础底板范围内，因此在土方开挖期间要采取措施保护好管井不被破坏和土方开挖完成后不影响结构施工而采取封井措施。具体如下：土方开挖期间，每眼管井均设警示标记，井口加盖板封闭，并设专人看管，管井周围 1.5M 范围内的土用人工清除，避免机械碰坏井壁，随挖土深度增加逐节拆除井管。基础垫层施工前，将管井周围 50MM 范围内的土方挖深 50MM，将管井管壁凿至土面以下 30MM，凿管井壁时要防止碎片落如井内。将降水出水管改为轻型井点钢管，出水管埋入地基土内 10MM 并引到底板垫层范围以外。埋设出水管的同时还要埋设两根20MM 钢管：一跟伸入井内距井底 1M 作注浆用；另一伸入井内距井口 1M 作注浆排气用。井内用 10-30MM 石子填塞，填塞前先将石子冲洗干净。井口用 10MM 厚 600MM600MM 的钢板盖住，其上浇注垫层砼。降水停止后，通过注浆管向井内注入水灰比0.40.5 的水泥浆。3、回灌井的施工同管井。doc11doc4、高压旋喷桩施工工艺和技术质量要求（1）高压旋喷止水帷幕桩施工工艺及技术要求高压旋喷止水帷幕桩采用单管双孔高压旋喷法施工工艺：施工程序：定位-钻机就位-垂直校正-清水下钻-高压旋喷-复喷-返浆回灌-移位-冲洗-定位进行下一桩施工。定位：按设计图纸要求，在施工场地测量确定各桩位的具体位置及绝对标高，计算出设计桩顶的高程以确保施工后的桩底（顶）在同一水平面上。钻机就位：每次钻进时应校平钻机，保证钻机垂直度偏差小于0.5%，钻头对准桩位中心，保证相邻桩互相咬合 200mm。钻进成孔：按设计要求，在钻头达到预定桩底标高时，提前 1.0m 送浆。清水成孔：泵压 1015MPa，下钻转带 1.01.6m/分，70108 转/分，若遇粘性较大的土，需采用深层搅拌钻头进行二次清水下钻。旋喷提升及复喷：喷嘴孔径 22.5mm，水灰比 1:11.5:1，425#普通水泥。注浆泵压 2025MPa，流量 50120L/mm，提升速度 3050cm/min，旋转速度 2530 转/min。复喷:从地面向下-3m-11m 范围内进行复喷（按图纸设计要求施工）。按设计要求保证每米水泥用量。施工设备：PH5D 型改进钻机一台套，CY700 型高压泵一台套（含电机降压启动柜等），J1000 型泥浆搅拌机及配套的排污泵、电焊、气焊等设备。doc12doc施工用电总量：变压器容量不小于 100KW。若容量不足，可调整钻机间隔起动或减少钻机台数。（2）旋喷操作要点旋喷前要检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足设计要求，注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。注浆管接头的密封圈必须接触良好。由于桩长较深，往往由于天然地基的地层土质情况沿着深度变化较大，若先用固定的旋喷参数，势必形成固结体直径不均匀现象。因此，应按地质剖面图及地下水等资料，在不同深度，针对不同地层土质情况，选用合适的旋喷参数及外掺剂。在旋喷过程中如发现浆液不足影响固结质量时，可采取重复喷射措施。旋喷过程中如冒浆量大于注浆量 20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应措施后再继续施喷。浆液与土搅拌混合后凝固过程中，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，造成在固结体顶部出现一个凹台；此时必须采取冒浆回灌等措施预以消除。垂直旋喷时，钻孔的倾斜度一般不得大于0.5%。在旋喷过程中，要注意喷嘴局部或全部被堵，否则要拔管清洗后重新进行旋喷。旋喷时，要做好压力、流量和冒浆等各项参数的量测工作，并按要求逐项记录，钻杆的旋转和提升必须连续不断。在旋喷过程中停机，再次继续旋喷时，要注意保持钻深向下有 0.5m 的搭接长度，不得使旋喷固结体脱节。doc13doc深层旋喷时，应先喷浆后旋转、提升，并在桩端（桩底）有 1 分钟的坐喷时间，以保证桩端质量。桩位施工应采用连续施工的方法，相邻两桩施工时间间隔不得大于 6 个小时以保证止水帷幕的止水质量。搅拌水泥浆时，水灰比要按设计规定，不得随意更改，施工用水符合混凝土拌合用水标准JGJ63-89 的规定。在旋喷过程中应防止水泥浆沉淀，使浓度降低，禁止使用无出厂合格证或未复试合格的材料，禁止使用受潮或过期的水泥。施工完毕后，立即拔出注浆管，彻底清洗注浆管和注浆泵，管内不得有残存水泥浆。5、降水计划工期：工期 90 天。从护坡施工开始至支护结束、地下结构出地平，降水需维持 90 天，不含其他因素，否则工期顺延。五、降水过程的监测措施 1、降水监测（1）观察排水井水量，含砂量大小，如有异常，及时反馈信息，加以调整。（2）每天记录观测数据，控制水位下降速度。（3）定期检修抽水设备，保障降水正常进行。2、水位观测：doc14doc（1）观测孔（见附图）设置要求：用洛阳铲成孔，孔径150mm，孔深3.0m，间距8.0m。周边要用砌砖围起来，封盖好，防止落入杂物堵塞。观测要求：记录初始水位，每天观测一次并记录数据。标尺要垂直放如孔中，读数时视线要与标尺刻度垂直。3、沉降观测降水开始前，在邻近的建筑物和马路上设置沉降观测点，再降水前、中及时作好观测，作好记录，如发现沉降超出允许范围，及时信息反馈，以便及时采取有效措施。4、注意事项及应急补救措施（1）注意事项超前设置观测孔，及时观测水位变化情况是否影响土方开挖。抽水要及时，专人负责。注意观察基坑边坡动态，及时反馈信息，确保基础施工顺利进行。对基坑周边的建筑物在降水前、中、后三个阶段进行沉降观测，并做好观测doc15doc记录。（2）应急补救措施：基础施工时，由于地质条件比较复杂，常常会出现一些特殊的问题，如不及时采取措施，可能会给基坑边坡支护及周边建筑物的安全带来很大的危害。现将基坑开挖、支护过程中可能遇到的几种问题及补救措施分述如下：基坑降水造成周边建筑物沉降：及时观测，降水施工开始，就要做好观测记录，参照前面专题分析中给定的参数，控制水位降深，如水位降深过大，首先要控制抽水量，即关闭部分抽水设备，组织实施回灌方案。如抽水过程中建筑物基础沉降已超出规范允许值，则应及时进行回灌并对建筑物基础进行压闭注浆，固化建筑物基础。基坑变形过大，或地面荷载过大时，出现位移：如出现以上现象，应马上减轻地面荷载，根据现场情况补加预应力锚杆，控制位移发展，或者在坑底脚被动区压重（如填砂、土袋等）。基坑底部有局部粉砂层，如出现流砂或管涌应及时回填土方，并加大降水量，情况紧急时，可采用坑内充水。基坑内有工程桩，一般不会出现底鼓或边坡滑移等现象，但要预防管井周围涌水现象，井管填滤料时，上部 1m2m 深度内，必须用粘土封闭、压实。六、施工配合与协调doc16doc基坑降水、挖土、支护三者紧密相关，施工时要密切配合，根据基坑深度及喷锚支护施工工艺，土方开挖分三次进行，降水、支护也要分三个阶段：第一次开挖 1.0m 左右，开始打深井，超前降水 10 天，进行第二层土方开挖(至-3.0m)，此时，地下水位降深到-3.5m，各边坡喷锚支护开始施工；待水位降到-5.5m 时,开始第三层土方开挖(至-5.0m)，1#楼 1 单元插二级井点，并进行第三层喷锚支护；待水位降到-6.5m 时开始第四层土方开挖(至-5.9m)，并进行第四层喷锚支护，以下依次进行至-9.5-10.0m 降水维持现状至降水井拆除。土方开挖要严格按照降水及支护的要求进行，不得超挖。在土方开挖过程中，严禁机械触碰降水井滤管，在挖土时必须派专人看护，滤管周围留 0.4-0.5m 土人工清除。平时用板将井口盖严，以防异物落入井内。基坑开挖到底后，在浇注底板时，可做试验，停止深井降水，若在短时间内水位上升不快，可考虑封掉深井，用轻型井点维持降水。若水位上升较快，深井不能全封，可考虑隔一封一的办法，待基础出地面后再封剩下的深井。降 水 计 算 书 1#楼降水计算参数取值：含水层厚度 30.0m，水位降深 S=8m，渗透系数 k=0.5m/ddoc17（）基坑折算半径：r=a*b/=20.0m（）基坑影响半径：R=2SkH=62.0m（）计算涌水量：Q1=1.366k(2H-S)S/(1+tgR/r)=463.67m3/d设计涌水量：Q0=1.1 Q1=510.0m3/d（）根据基坑周长及涌水量，1#楼基坑一级降水共需设降水共需设 75 根轻型井点，共 8 组，井点间距 1.5m。2#楼降水计算参数取值：含水层厚度 30.0m，水位降深 S=6m，渗透系数 k=0.5m/d（）基坑折算半径：r=a*b/=20.7mdoc18根轻型井点，二级doc 150doc（）基坑影响半径：R=2SkH=46.5m（）计算涌水量：Q1=1.366k(2H-S)S/(1+tgR/r)=433.24m3/d设计涌水量：Q0=1.1 Q1=476.6m3/d（）根据基坑周长及涌水量，2#楼基坑一级降水共需设 210 根轻型井点，共 7 组，井点间距 1.5m。doc19