深井降水方案——李胜利.doc

沈 阳 克 莱 斯 特 工 程

深井降水专项施工方案

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版 本：第一版
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中国建筑第八工程局 2003年 07月 08日

一、工程简介
（1）、建筑物概况：
沈阳克莱斯特国际花园工程位于皇姑区黄河大街西侧，被嘉陵江街、宁山路和巴山路所环绕。本工程主要由9个单体工程组成，每个单体工程占地面积851m2，长×宽为36m×36m,地下一层，地上三十层，高度达95.85m，均为筏板基础，剪力墙结构，地基持力层为砾砂层。
本工程±0.00相当于绝对标高45.3m，基础底标高-7.35m（含防水垫层厚），局部达9.6m。拟建建筑物及周边平面布置图：

（2）、水文地质概况：
根据钻探资料，本地区稳定水位4.8m—5.6m，类型为潜水，相对于市政高程为38.45—39.10m。地基土组成从上至下依次为：
①杂填土：由碎砖石、炉渣及粘性土组成，土质不均，结构较松散，厚度2.0m左右；
②粉质粘土：黄褐色，可塑状态，中等压缩性，局部断缺，厚度1.5m左右；
③中砂1：黄褐色，粒径较均匀，长石，石英质，稍湿，松散—稍密状态，厚度1m左右；
④砾砂：黄褐色，粒径不均，局部呈圆砾状态，长石，石英质，稍湿—饱和，稍密—中密状态，厚度6m左右；
⑤中砂2：黄褐色，粒径不均，粘性土含量大，长石，石英质，饱和，中密—密实状态，厚度4m左右；
⑥圆砾：火成岩为主，粒径不均，局部粒径较细，以砾砂夹层状存在，中密—密实状态，厚度17m左右。
二、降水设计
（1）、水位降低深度要求：
根据工程概况分析和地质勘察情况，为解决基坑底隆起或管涌问题，达到增大土质C、Q值，实现干作业施工要求，本工程经过评定后，决定采用深井井点降水措施。深井井点降水的特点和原理是管下端较长部位设有滤槽或滤网，管内装入泵体，提升流入管内的地下水，使基坑内地下水降低，达到降水目的。深井井点管布孔间距一般10-20m，群井形成一定的降水漏斗，降水深度应低于开挖面0.5—1.0m（安全储备）以下。
本区降水深度要求为：地下室需降至-7.35m，安全储备0.5m，约7.85m；电梯井部分需降至-9.6m，安全储备0.5m，约10.1m。 深井井点降水示意图如下：
（2）、降水时间要求：
与地下室施工同步，保证地下室的干作业施工条件，预计两个月。
（3）、常数计算公式选取：
①影响半径：R=2×△h(hw×K)1/2,或R=10×S×（K）1/2，△h为水位降低深度（m），hw为含水层计算厚度（m），S为降水深度，K为土层渗透系数（m/d）；
②井点深度计算：H≥H1+h+i×L，H为不包括滤管的井点管埋设深度（m），H1为井点管埋至面至基坑底面的距离（m），h为基坑底面至降水后的地下水位线距离（m），i为水力坡降（为1/8—1/10），环形井点系统（本工程为0.5m），L为井点管至基坑中心的水平距离（m）；
③环形井点系统引用半径估算：ro=(F/π)1/2,F为井点系统所包围的面积(2500m2)；
④土层渗透系数计算：K=0.73Q×（㏒R0-㏒r0）/[（2He-S）×S]，Q为涌水量（m3/d）, He为有效带深度（m），R0为降水半径R0=R+r0（m）；
⑤基坑总涌水量计算：Q=1.366K×(2He-S)×S/(㏒R0-㏒r0)；
⑥单根井管最大涌水量估算：q=65π×d×L(K)1/3,d为滤管直径（m），L为滤管长度（m）；
⑦过滤管总长度计算：L=Q/q；
⑧降水井数量计算：n=1.1 Q/q；
⑨井管间距计算：a=C1/n，C1为基坑四周降水井布置的轴线总长度；
（4）、常数预计选取：
根据上述公式，结合本工程特点计算出：渗透系数为120 m/d，含水层有效厚度H为26.3m，水位降低S为4.05m，影响半径R为455m，井点系统引用半径r0为28m，基坑涌水量Q为24603 m3/d，单井出水量q为3840 m3/d，井点数量为7口，井管间距为22—28m。
降水设计示意图：

三、井点施工及降水管理
（1）、井点设计：
井径采用700mm，过滤器直径采用400mm，井深为24m（井管上部2节〈8m长〉为水泥井管，下部为过滤器〈16m长〉），过滤器使用钢筋骨架缠丝过滤器（竖筋φ28-φ32，外焊φ20环筋），外包40目尼龙纱网一层，并注意接头处包严。填砾规格为直径5—10mm的小砾石，部均匀系数小于2.0。
井管做法及井点布置示意图：

（2）、井点施工：
采用CZ20型YKC钻机降水、气冲孔，成孔时，需采用护管及护壁措施，孔径与井管外壁要保留30cm富裕度，以满足填充过滤层要求，并用砂石过滤材料填满，井管安置结束后，用空吸法或活塞法进行洗井工作，到出现清水后在洗8小时停止。施工时间从02年6月19日开始至02年9月20日共完成降水井45眼。
（3）、井点降水管理：
①水泵采用100—160 m3/h，水泵吸水管口保持在动水以下，成井后进行单井试抽，检查降水效果；
②在降水过程中，定期取样测试含砂量，保证含砂量不大于0.5‰；
③正常降水时抽水井点应保持连续抽水，不要间歇和反复，以免扰动砂层，造成涌砂现象；
④当水位降至设计标高后，视动水位稳定程度和涌水量大小，可调整水泵出水量，以免降深超限，造成地面沉降；
⑤降水期间应设长观孔，进行水位预报，避免施工的盲目性；
⑥降水井施工完毕，必须经验收、检验，填写验收报告，合格后方可移动钻机；
⑦在降水前，应开始沉降观测；
四、数据整理及分析
（1）、水位观测记录：
初始阶段每2个小时记录一次，一周后每4小时记录一次，水位稳定后每8小时一次，后期每天一次。沉降观测在降水前进行，开始每天测量一次，水位稳定后每3天一次，挖土结束后每周一次。
（2）、Q—T曲线图：
以9#楼为例，从2002年6月29日起启动降水，至2002年8月26日结束，约20日井点涌水量趋于稳定，前天的日平均涌水量为25460m3，以后稳定在24600m3左右，降水井点Q—T曲线图如下：

（3）、降水曲线图(9#楼为例)：

五、总结
本次降水属于多井干扰、多基坑同时抽水，技术要求高，施工及管理难度较大。在施工方案的确定方面，以及降水工程设计时，要确保设计合理，施工质量要高，技术管理要到位等要求，切实保证降低深度值满足地下室干施工要求。而且在施工降水时，要严格控制各项工序合理，特别是过滤器及其外围的填砾，在填入时要过筛，剔除不合要求的材质及杂质。在实际降水中，各抽水井的含砂量均小于1/20万，从抽水后的井深测量看，沉淀厚度均在1m左右，都在允许范围之内。另一个方面是本区抽水孔的布置原则基本是按“多井、小泵量”施工的，而象电梯井的局部位置，采取较大泵短期抽水措施，解决施工要求。本降水工程还采取了水位动态观测与建筑物沉降观测相结合，根据“荷载—水位线—沉降量—日期”动态观测曲线来看，与理论预测相符合。
最后就是降水结束后，对不再利用的降水井要及时回填，回填材料采用干净的砂石，不能有塑料、脏土等垃圾，避免对地下水造成污染，对可利用的井要加强保护。