1、目 录 §1 工程概况 1 §2 设计依据 3 §3 降水目标 3 §4 场区工程地质和水文地质条件 4 4.1 工程地质条件 4 4.2 水文地质条件 6 §5 降水工程难点分析和对策 6 5.1降水工程难点分析 6 5.2降水对策 7 §6 基坑底板稳定性分析 7 §7 水文地质计算 8 7.1减压井分析计算 8 7.2疏干井分析计算 16 7.3总工作量 18 §8 降水运行 19 8.1 成井基础要求 19 8.2 疏干井运行 19 8.3 减压井运行 19 §9 安全运行应急预案 20 9.1 电源确保 20 9.2 排水确保 20
2、 9.3 井管保护 20 9.4 监测方法 20 9.5 回灌方法 21 §10 减压降水引发地面沉降估计分析 21 10.1减压降水引发地面沉降初评 21 10.2减压降水引发地面沉降控制 21 §11 施工工艺及技术要求 22 11.1 工艺步骤 22 11.2 设备选型 22 11.3 施工技术要求 22 11.4 降水技术要求 24 11.5 成井施工控制表 25 §12 质量确保方法 26 §13 工期及确保方法 26 §14 降水井封井方案 27 §15 地下水自动监控 27 §1 工程概况 拟建“上海市静安区大中里综合发展项目”在上海市静安区
3、40 号、46 号街坊,即威海路以北、石门一路以东、南京西路以南、青海路以西区域。其北侧有轨道交通2 号线穿越,其西侧为待建轨道交通13 号线南京西路站(参见图1)。 本项目规模较大,共包含5 幢高层,其中T1(32 层)、T2(51 层)为办公塔楼,高度分别约为170m、250m,结构体系采取框筒结构;T3(24 层)、T5(15 层)、T6(18 层)为酒店塔楼,高度分别约为100m、70m、73m,结构体系采取框剪结构。另外还包含2~4 层商业裙楼,结构体系采取框架结构。除跨越轨道交通2 号线隧道段(三期工程)无地下室外,整个场地下设4 层地下车库,总开挖深度约为25m。 一期工程关
4、键包含T1(32 层)、T2(51 层)、T3(24 层)塔楼及2~4 层商业裙楼。 本工程建筑师: 王欧阳(香港) 本工程结构工程师:茂盛(中国)工程咨询 本工程工料测量师:威宁谢中国 本工程基坑围护设计顾问:同济大学建筑设计研究院 本工程中国设计顾问:上海建筑设计研究院 图1 工程地理环境示意图 项目占地面积约60000 m2,邻近地铁13号线基坑深度24~26米。 基坑开挖面积较大,基坑总面积近60000m2,开挖深度分为:10.85m、10.95m、19.30m、19.40m、20.30m、20.80m、21.80m、23.50m、24.00m及26.00m。分十三
5、幅地块施工,地块间围护结构采取厚1000mm地下连续墙分割,连续墙深度分别为42.00m、45.00m、48.00m、53.00m及55.00m(靠近地铁2号线一侧)(参见图2所表示)。 大中里综合发展项目因周围环境复杂,基坑分区开挖,本阶段施工内容关键包含1-a区、1-b区、1-c区、1-d区、2-a区、2-b区及 3区一期深坑施工,近地铁2号线4区、1-e1区、1-e2区为二期浅坑施工。三期属地铁上施工区域。此次降水设计包含一、二期区域。 图2 大中里综合发展项目基坑分区开挖图 §2 设计依据 1、基坑围护设计资料; 2、《岩土工程勘察汇报》(.3.6); 3、《供水水文地
6、质勘察规范》(GB50027-); 4、《供水管井设计施工及验收规范》(CJJ10-86); 5、《建筑和市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98); 6.《岩土工程勘察规范》(DGJ08-37-)。 §3 降水目标 依据本工程基坑开挖及基础底板结构施工要求,此次降水目标: ⑴ 加固基坑内和坑底下土体,提升坑内土体抗力,从而降低坑底隆起和围护结构变形量,预防坑外地表过量沉降。 ⑵ 降低坑内土体含水量,预防土体在开挖过程中发生纵向滑坡,方便挖掘机和工人在坑内施工作业。 ⑶ 降低下部承压含水层水头高度,预防基坑底板管涌、突涌等不良现象发生,确保基坑底板稳定性。 ⑷ 保护地铁
7、等周围环境,使降压降水引发地层沉降降至最小。 §4 场区工程地质和水文地质条件 4.1 工程地质条件 经勘探揭露,拟建场地在正常地层和古河道地层沉积区交界处,土层分布有一定改变,第⑥层暗绿~草黄色硬土层关键分布于场地东侧(详见平面图)。拟建场地自地表以下150.30m 深度范围内为属第四系河口、滨海、浅海、沼泽、溺谷、湖泽相沉积层,关键由饱和粘性土、粉性土和砂土组成,通常含有成层分布特点。按其沉积环境、成因类型及其物理力学性质差异可划分为12 个关键层次。其中第①、⑦、⑧、⑨层可划分为2 个亚层,第⑤层可划分为4 个亚层,而第⑤1 层又可划分为2 个次亚层,第④层在西北侧局部有第④透层粉
8、性土分布。 图3 大中里综合发展项目地层平面分界线图 拟建场地地基土分布关键有以下特点: (1)浅部第①1 层填土,成份复杂,局部表层10~25cm 为混凝土地坪,上部以混凝土土块、碎石、砖块等建筑垃圾为主,下部以粘性土为主,夹少许碎石等杂物,该层因为受人类活动、工程建设影响,厚度有一定改变。第①2 层浜填土分布于暗浜区域,该层含较多黑色有机质及腐植物,此次在静探 C17、C36、C46 处揭露。 (2)第②层褐黄~灰黄色粉质粘土,在拟建场地其层面埋深和厚度有一定改变,且在本场地内局部缺失。 (3)第③、④层灰色淤泥质土,土质较软,含有高压缩性、高灵敏度、低强度特征。基坑围护时需
9、考虑该两层土易流变和触变特征,另外第③层局部夹有较多薄层粉性土,第④透层为粉性土,基坑降水时应注意预防第③层、第④层发生流砂、坍塌现象。 (4)第⑤层依据土性划分为4 个亚层:第⑤1 层灰色粉质粘土、第⑤2层灰色砂质粉土夹粉质粘土、第⑤3 层灰色粉质粘土及第⑤4 层灰绿色粉质粘土。其中第⑤1层又可划分为第⑤1-1 层灰色粘土和第⑤1-2 层灰色粉质粘土,其中第⑤1-1 层在场地西侧局部有缺失现象;第⑤2 层关键在场地西侧靠石门一路处分布,其层顶埋深通常为23.0~27.0m,厚度约为2.2~7.0m,土质不均;第⑤3 层在第⑥层分布区缺失,该层夹薄层粉性土,土质不均;第⑤4 层灰绿色粉质粘土
10、该层属次生硬土层,呈可塑~硬塑状,土性较上部⑤3 层要好,但该层分布不稳定,局部缺失,层位埋深、厚度改变较大。 (5) 受古河道切割影响,第⑥层暗绿~草黄色粉质粘土(俗称硬土层)关键在拟建场地东侧分布,层顶埋深通常为22.8~28.8m,厚度约为2.0~3.9m。 (6)第⑦层依据土性分为第⑦1 层草黄色砂质粉土和第⑦2 层草黄~灰色粉砂2 个亚层。受古河道切割影响第⑦1 层局部缺失,层面埋深约25.8~37.1m,厚度约为0.9~8.7m;第⑦2 层层面埋深约32.3~40.2m,厚度约为10.1~20.5m,另外,该层层底埋深有一定改变,在场地北侧通常层底埋深相对较浅些。 (7)第
11、⑧层依据土性分为第⑧1 层灰色粉质粘土和第⑧2 层灰色粉质粘土夹粉砂2 个亚层。其中第⑧1 层层面埋深约48.6~58.7m,厚度约为0.9~13.0m;第⑧2层含有随深度增加土性渐好特点,该层局部粉质粘土和粉砂呈互层状结构,其层面埋深约56.0~62.8m,厚度约为9.7~19.1m。 (8)第⑨层总厚度大,依据土性分为第⑨1 层灰色粉砂和第⑨2 层灰色细砂2个亚层,该两层分布较为稳定。其中第⑨1 层层面埋深约68.8~78.7m,厚度约为5.7~13.3m;第⑨2 层层面埋深约79.1~84.3m,厚度约为28.0~34.0m。 (9)第⑩层兰灰~灰色粉质粘土,呈可塑~硬塑状,在拟建场
12、地分布较稳定,层面埋深约110.0~116.0m,厚度约为17.5~23.6m。 (10)、第⑾层灰色粉砂,在拟建场地分布较稳定,层面埋深约133.0~136.0m,厚度约为6.6~9.8m。 (11)第⑿层兰灰~灰色粉质粘土,呈可塑~硬塑状,在拟建场地分布较稳定,其层面埋深约为141.0~143.4m,该层下部夹较多粉性土。 4.2 水文地质条件 1 地下水类型及埋深 上海第四纪松散沉积物厚度约200~300m,地下水类型关键为松散岩类孔隙水。孔隙水按水理特征可划分为潜水含水层、承压含水层,其中承压水又分为微承压水和承压水,对本工程全部有影响。 潜水通常分布于浅部土层中,补给起源
13、关键有大气降水入渗及地表水侧向补给,其排泄方法以蒸发消耗为主。浅部土层中潜水位埋深,通常离地表面0.3~1.5m,年平均地下水水位离地表面0.5~0.7m。潜水水位高低关键取决于降雨量大小和雨期连续时间。拟建场地浅部地下水属潜水类型。勘察期间测得地下水静止水位埋深通常在 0.50m~1.78m 之间,其对应标高通常在2.17m~0.69m 之间。 微承压含水层(⑤2 层)承压水水头通常低于潜水位。微承压水关键分布于第⑤2 层(局部分布),据上海地域工程经验其水位埋深通常在3~11m。由勘察钻孔降水头注水试验结果,第⑤2 层微承压含水层水位埋深为3.13m,对应标高为-0.27m。 承压含水
14、层(⑦层)属上海地域第一承压含水层,依据上海地域区域资料,承压水头埋深通常在3~11m,低于潜水水位,并呈周期性改变。依据初勘汇报其承压水水位埋深为5.8~6.6m,对应标高为-3.04~-4.09m。经试验,⑦1层水平向渗透系数为Kv=7.61E-04,垂直向渗透系数为KH=1.27E-03。 §5 降水工程难点分析和对策 依据本工程围护结构特征和拟建场地地质、水文地质特征,本基坑工程安全极大程度上依靠于基坑降水成功是否,这使得降水设计可靠性愈加关键。 5.1降水工程难点分析 ⑴ 本基坑开挖面积大,分区和深坑较多,最深达26m。 ⑵ 地质条件复杂,场区第一承压含水层(⑦层)埋
15、深不一,水量大,初始水位较浅。 ⑶ 地下连续墙深度为40.00~55.00m,无法将承压含水层隔断。 ⑷ 场区北侧有正在运行地铁2号线区间隧道,离一期基坑外墙近90m,基坑施工对地铁M2运行和M13施工有一定影响,变形控制要求尤其高。 5.2降水对策 针对本工程特点,充足发挥我企业降水设计及地下水控制经验,采取以下方法处理降水工程中难点: ⑴ 对于坑内浅层潜水及第一承压含水层,采取管井降水方法,对坑内浅层土体进行疏干降水; ⑵ 因为地下连续墙部分进入⑦层承压含水层5.00m以上,且周围环境保护要求高,所以,采取坑内管井降水方法,以期达成以下目标:对坑内开挖深度以下承压水,结合开挖工
16、况,分区、分层进行“按需减压”降水,确保基坑安全及施工顺利进行; ⑶ 在基坑内、外部署水位观察井,依据地下水位监测结果指导降水运行; ⑷ 开挖过程中,确保减压降水井不间断工作。依据减压井抽水量及减压观察井承压水位,确定开启减压井数量、抽水速率,合理控制承压水水位,将减压降水对环境影响控制到最低程度; ⑸ 为确保降水井不间断工作,施工现场配置双电源确保方法,配置备用发电机组。 ⑹ 回灌井方法,对于地铁2号线一侧,如因变形较大,能够在合适位置部署回灌井。 §6 基坑底板稳定性分析 本工程基坑开挖深度较大,依据围护结构设计,需考虑下部⑦层承压水顶托力对基坑底板稳定性影响,进行稳定性验算,
17、预防高水头承压水从最不利点产生突涌,对基坑造成危害。 开挖过程中,基坑底面安全稳定性,可按下式进行验算。 hs·γs > F·γw·hw 式中:F—基坑底面突涌安全系数(取1.10); hs—基坑底面至承压含水层顶板之间距离(m),计算时,承压含水层顶板埋深取最小值(m); hw—承压含水层顶板以上承压水头高度(m); γs—基坑底面至承压含水层顶板之间土层厚加权平均重度,取18.0kN/m3; γw—地下水重度(取10.0kN/m3)。 基坑信息表 基坑序号 开挖区域 基坑开挖深度(m) 水位安全埋深(m) 含水层顶埋深(m) 面积(m2) 1 ①-a 19
18、30 7.40 38.00 9467 T1塔楼区 21.80 11.80 38.00 2 ①-b 19.30 12.49 30.00 4415 T3塔楼区 20.80 14.95 30.00 3 ①-c 19.40 12.40 30.40 1956 4 ①-d 19.30 8.23 36.70 4412 T6塔楼区 20.30 9.86 36.70 5 ①-e1 10.95 0.00 37.80 1034 6 ①-e2 10.85 0.0
19、0 37.80 1214 7 ②a 19.30 7.15 38.40 10806 T2塔楼区 23.50 14.02 38.40 8 ②b 19.30 7.53 37.80 2516 9 ③区南部 19.30 12.36 30.20 10761 ③区北部 19.30 8.67 36.00 10 ④ 10.95 0.00 38.30 2850 T5塔楼区 11.95 0.00 38.30 11 南端头井 26.00 23.07 30.60
20、 12 车站南段 26.00 18.68 37.50 3735 13 车站中段 24.00 15.41 37.50 3816 14 车站北段 26.00 18.68 37.60 1900 §7 水文地质计算 7.1减压井分析计算 7.1.1 渗流计算基础理论 为了有效降低和控制承压含水层水头, 确保基坑开挖施工顺利进行,必需进行专门水文地质渗流计算和分析,为减压降水设计提供理论依据。 (1)地下水非稳定渗流控制方程 多孔介质流体不可压缩时非恒定达西渗流场求解微分控制方程为: (
21、1) 其中:E= ; ; 式中:S——贮水系数; Sy——给水度; M——承压含水层单元体厚度(m); B——潜水含水层单元体地下水饱和厚度(m)。 kxx、,kyy、kzz——各向异性主方向渗透系数(m/d); H——点(x,y,z)在t时刻水头值(m); W——源汇项(1/d)。 (2) 定解条件 初始条件: (2) 边界条件: (3) 式中:H0(x,y,z,t)——点(x,y,z)处初始水位(m); ——一类边界条件; H1(x,y,z,t)——点(x,y,z)在t时刻边界已知水位(m)。 对整个渗流区进行离散可
22、得到数值模型,由此计算、估计降水引发地下水位时空分布。 7.1.2 基坑降水估计 此次减压降水设计计算以初始承压水水头埋深3.00m作为前提条件。因为地下连续墙埋深已达40.00~55.00m(需要降低承压含水层区域),而承压含水层顶板埋深为30.00~37.00m左右,同时该工程周围环境复杂,地铁及地下管线较多,所以采取坑内降水方案。 依据稳定性分析要求和分区分块施工,本工程降压井设计考虑以下: (1) 施工地铁M13线南京西路站基坑南段 依据计算需要在地铁M13线南京西路站基坑南段内部署12口降压井,能够将水位降至安全承压水位以下,减压降水后承压水位埋深等值线图图4所表示。
23、 图4 地铁M13线南京西路站基坑南段减压降水承压水位埋深等值线图(单位:m) (2) 施工地铁M13线南京西路站基坑北段 依据计算需要在地铁M13线南京西路站基坑北段内部署6口降压井,能够将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图图5所表示。 图5 地铁M13线南京西路站基坑北段减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:m) (3) 地铁M13线南京西路站基坑北、南段底板完成后,施工地铁M13线南京西路站基坑中间段 依据计算需要在地铁M13线南京西路站基坑中间段基坑内各部署9口降压井,能够将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图图6所表示。 图6
24、 地铁M13线南京西路站基坑中间段减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:m) (4) 施工1-a及T1塔楼区,其它区域暂不施工 依据计算需要在1-a 区内部署9口降压井,能够将水位降至安全承压水位以下,减压降水后承压水位埋深等值线图图7所表示。 图7 1-a区减压降水承压水位埋深等值线图(单位:m) (5) 1-a区底板完成后,施工1-b区 依据计算需要在1-b 区内部署9口降压井,能够将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图图8所表示。 图8 1-b区减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:m) (6) 1-b区底板完成后,施工1-c区 依据计算需要
25、在基坑1-c区内各部署6口降压井,能够将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图图9所表示。 图9 1-c区减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:m) (7) 1-c区底板完成后,施工1-d区 依据计算需要在1-d 区内部署4口降压井,能够将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图图10所表示。 图10 1-d区减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:m) (8) 1-d区底板完成后,1-a区和1-c区封顶后,施工2-a区 依据计算需要在基坑2-a区内各部署10口降压井,能够将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图图11所表示。
26、图11 2-a区减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:m) (9) 2-a区底板完成后,施工2-b区 依据计算需要在基坑2-b区内各部署4口降压井,能够将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图图12所表示。 图12 2-b区减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:m) (10) 2-a区和2-b区封顶后,施工3区 依据计算需要在基坑3区内北边和南边各部署5口和9口降压井,能够将水位降至安全承压水位以下,降水后承压水位埋深等值线图图13和14所表示。 图13 3区北部减压降水后承压水位埋深等值线图(单位:m) 图14 3区南部减压降水后承压水位埋深等值线
27、图(单位:m) (11) 3区封顶完成后,施工4区、1-e1区和1-e2区 依据计算在基坑4区、1-e1区和1-e2区内不需要部署降压井。 坑外假如条件许可,应在适应位置部署承压水位观察孔,暂定10口,在靠近地铁2号线一侧部署3口。同时专业监测单位应在坑外部署一定数量浅层水位监测孔。 降压井总数为83口,观察井10口。 因为本工程未做抽水试验,未测定承压含水层水文地质参数,计算中采取《岩土工程勘察汇报》提供资料和经验数据,所以在钻机进场后应先施工数口井做抽水试验,以正确测定含水层参数及单井涌水量和静止水位,然后确定减压抽水井数,对井群设计作深入优化。 7.2疏干井分析计算 为确保
28、基坑顺利开挖,需降低基坑开挖深度范围内土体含水量,本工程需要疏干层位包含①1、③、④和⑤1-2层潜水。 坑内疏干井数量按下式确定: n = A / a井 式中:n — 井数(口); A — 基坑需疏干面积 (m2); a井— 单井有效疏干面积 (m2); 依据我企业降水施工经验,上海地域以淤泥质粘土、粘土为主潜水含水层中,单井有效疏干面积a井通常为150~250m2,因为坑内加固区域较多,故此次取200m2。 (1) 1-a区 因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井=9467/200≈47.33,确定48口疏干井。
29、 井深27.00m。 (2) 1-b区 因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井=4415/200≈22.07,确定23口疏干井。 井深25.00m。 (3) 1-c区 因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井=1956/200≈9.78,确定10口疏干井。 井深25.00m。 (4) 1-d区 因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井=4412/200≈22.06,确定23口疏干井。 井深25.00m。 (5) 1-e1区 因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井=1034/200≈5.17,确定6口疏干井。 井深16.00m。 (6) 1-e2区
30、 因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井=1214/200≈6.07,确定7口疏干井。 井深16.00m。 (7) 2-a区 因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井=10806/200≈54.03,确定55口疏干井。 井深29.00m。 (8) 2-b区 因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井=2516/200≈12.58,确定13口疏干井。 井深25.00m。 (9) 3区 因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井=10761/200≈53.80,确定54口疏干井。 井深25.00m。 (10) 4区 疏干井数量:n = A / a井=2850/
31、200≈14.25,确定15口疏干井。 井深17.00m。 (11) 车站南段 因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井=3735/200≈18.67,确定19口疏干井。 井深31.00m,南端头井疏干井井深28.00m。 (12) 车站中间段 因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井=3816/200≈19.08,确定20口疏干井。 井深27.00m。 (13) 车站北段 因坑内加固,疏干井数量:n = A / a井=1900/200≈9.50,确定10口疏干井。 井深31.00m。 注:上述基坑面积从平面图上量出计算所得,和基坑实际面积略有误差。 疏干井总数
32、为294口。 7.3总工作量 工作量详见下表 名称 数量 孔径mm 井径mm 滤管埋深m 孔深m 坑内减压井 83 650 273 31-44或 39-49 45或50 坑外观察井 10 650 273 31-44或 39-49 45或50 疏干井 303 650 273 4-24 4-26 4-28 25或29 §8 降水运行 8.1 成井基础要求 1、必需在地下连续墙全封闭后才能进行坑内成井施工。 2、地基加固(如旋喷桩加固)施工结束后,方可进行成井施工,不然地基加固会影响成井质量。 3、疏干井成孔必需严格
33、根据设计深度施工。 8.2 疏干井运行 1、疏干井降水应在基坑开挖前30天或更早进行,以确保有效降低开挖土体中含水量,确保基坑开挖施工顺利进行。 2、依据开挖进度,井内水位应控制在基坑开挖面以下一定深度内。 8.3 减压井运行 对于减压井,为降低降水对周围环境影响,必需按需降水,水位控制严格根据基坑稳定性分析中基坑开挖深度和承压安全水位埋深关系式进行。 降水运行时开启减压抽水井数量和抽水量大小,应依据基坑开挖深度和对应安全承压水头埋深进行控制。依据当初承压水初始水位埋深确定基坑开挖安全深度,减压降水随开挖深度逐步增加抽水井数,逐步降低承压水头,以尽可能降低减压降水引发对周
34、围环境影响。 在全部减压井施工结束后,进行一次单井及群井减压抽水试运行,检验施工用电及排水情况,同时观察各井水位。依据基坑开挖和支撑施工实际工况,对降水运行深入细化,提出每个工况下开启减压抽水井数量和井号,并计算出该工况下承压水位安全深度,以指导降水运行。 如有必需立即实施地下水回灌方法。 减压降水运行过程中总包方应天天将基坑周围监测资料抄送降水项目部,方便立即了解、分析降水对周围环境影响程度,有效控制降水运行。 基础底板施工完成后,包含养护阶段和地下室及上部结构施工阶段,应由设计单位提供基础及上部结构抗浮力,在确保承压水水头压力小于抗浮力情况下,逐步降低减压井开启数量,直至停止降水运
35、行。依据设计要求停止降水时,应由总包单位出具“停止降水通知书”后,方可终止降水运行。 §9 安全运行应急预案 降水成功是否直接关系到整个工程安全,所以在施工过程中不能忽略部分影响降水安全原因。 9.1 电源确保 为了确保不间断降水,在施工现场除提供一路工业用电外,同时配置柴油发电机,发电量为150kw,施工现场临时用电总电路采取双向闸刀,以确保两路供电自由切换,确保在基坑开挖过程中降水不得中止。 9.2 排水确保 排水是否正常将直接影响降水运行,依据降水最高峰分析,每小时最高排水量大约2400吨,所以施工现场必需合理部署排水沟,以能够快速将大量地下水排入城市管道中。 9.3 井管
36、保护 基坑开挖时注意保护承压水井管,降压深井管壁薄,管材强度不是很高,经不起部分机械设备碰撞和冲击,降水单位必需确保井管连接焊接质量。 坑内挖土时,挖机等不要直接碰撞坑内井管,井周围土不得用挖机操作,能够人工扦土,并要有专员指挥。 坑内全部降压深井孔位依据深基坑支撑图正确定位,不能和设计支撑相碰,并最终固定在支撑周围,而且要在井口搭设平台。坑内疏干深井随基坑开挖深度逐步割除多出井管。对每口井设置醒目标志,而且对可能受车辆行走电缆线和管路部位加以防护,而且抽水人员加强对现场巡视力度。 9.4 监测方法 因基坑开挖深度比较深,必需委托专业监测单位对基坑围护结构和周围环境进行监测,加强信息
37、化施工,监测数据必需提交一份给降水单位,对周围环境出现异常情况,监测单位必需通知降水单位,使降水单位依据数据实时调整抽水井数和抽水井位置。 在合理工作程序下,基坑开挖应加紧进度,让基坑暴露时间缩短,降低因开挖产生沉降变形量。同时当基坑开挖时发觉基坑内疏干深井单井出水量没有显著降低时应考虑地墙是否渗漏,发觉地墙渗水地方,立即阻漏,降低上层粘土层固结变形,而引发基坑外水位改变。 9.5 回灌方法 本工程基坑北侧有正在运行地铁二号线区间隧道,假如地下连续墙有渗漏情况,为了预防减压降水对其影响,可在基坑外围靠近地铁二号线一侧部署回灌井,连续用水回灌,补充该处地下水,使降水井点影响半径不超出回灌井
38、点范围。具体施工时可依据现场情况决定选择井点加压灌注法或自流回灌法。 §10 减压降水引发地面沉降估计分析 10.1减压降水引发地面沉降初评 近二十多年来上海深层(针对第⑦层及其以下层)降水实践经验证实,深层降水对地面沉降影响是较小,成井和降水运行管理控制得好,抽水结束后部分能够回弹,因为降水引发承压水头降落漏斗坡度不大,对建、构筑物产生差异沉降能够忽略不计,不会影响其安全性。但应部署监测点,随时注意这些关键建筑物地基变形情况。 10.2减压降水引发地面沉降控制 1)临近建筑物和地下管线减压井抽水时间应尽可能缩短。 2)采取信息化施工,对周围环境进行监测,发觉问题立即调整抽水井数
39、量及抽水流量,以指导降水运行。 3)监测资料立即报送降水项目部,以绘制相关图表、曲线,调控降水运行程序。 4)鉴于减压降水引发地面沉降对周围环境影响,必需时,提议采取有效方法对周围环境进行保护。 5)在降水运行过程中随开挖深度逐步降低承压水头,依据抽水试验得到参数,计算不一样井群组合下坑内地下水深度,随基坑开挖深度确定井群运行。在控制承压水头足以满足开挖基坑稳定性要求前提下,尽可能减小承压水位降深,以尽可能减小和控制降水对环境影响。 6)对多种管线、要保护建筑、已建成隧道等,必需由专业监测单位进行监测。 7)基坑施工过程中,如地下连续墙发生渗漏或严重渗漏,应立即采取封堵方法
40、以避免造成基坑外侧浅层潜水位发生较大幅度下降和由此引发严重地面沉降。 §11 施工工艺及技术要求 11.1 工艺步骤 准备工作→钻机进场→定位安装→开孔→下护口管→钻进→终孔后冲孔换浆→下井管→稀释泥浆→填砂→止水封孔→洗井→下泵试抽→合理安排排水管路及电缆电路→试验→正式抽水→统计。 11.2 设备选型 本工程降压深井孔径为φ650mm,设计最深井为50m,设备选择GPS-10型,成孔采取正循环自然泥浆造浆,泥浆护壁回转钻进成孔,钻头选择带保径圈三翼钻头,钻头直径按设计及规范要求选择φ630mm。使用这些钻头施工稳定性好,能确保成孔质量,能有效控制成孔中缩径现象,为确保工程质量奠
41、定基础。 本工程疏干深井孔径为φ650mm,设计最大深井为31m,拟设备采取GPS-10型钻机或水-200型回转钻进清水护壁成孔工艺,和下井壁管、滤水管,围填填滤、粘性土等成井工艺。 11.3 施工技术要求 11.3.1准备工作 协议签署后,即开始施工布署,首先组建项目经理部,落实材料和人员,合理安排人财物,和甲方及工地上各相关单位保持亲密协作。 11.3.2 材料到位 专员负责进料,工程师核定,确保井壁管、过滤管、填砂、粘土等材料质量。材料不到位,质量不符合要求不能开钻。 11.3.3 进出场、定位、埋设护孔管 由总包方提供“三通一平”,钻机进场。依据降水井平面部署图测放井位
42、钻井井位确定后应由总包方签字认可,基础牢靠,应放在硬粘土或碎石道渣上。钻机安放稳固、水平、护孔管中心、磨盘中心、大钩应成一垂线。埋设护孔管要求垂直,并打入原状土中10-20cm,外围用粘土填实扎实,井管、砂料到位后才能开钻,钻孔孔斜不超出1%(对转盘采取水平尺校平),要求整个钻孔孔壁圆整光滑,钻进时不许可采取有弯曲钻杆。 11.3.4 钻进清孔 钻进中保持泥浆比重在1.1~1.2,尽可能采取地层自然造浆,整个钻进过程中要求大钩吊紧后渐渐给进(一直处于减压钻进),避免钻具产生一次弯曲,尤其是开孔口不能让机上钻杆和水接头产生大幅摆动。每钻进一根钻杆应反复扫孔一次,并清理孔内泥块后再接新钻杆,
43、终孔后应根本清孔,直到返回泥浆内不含泥块,返出泥浆含砂量<12%后提钻。 11.3.5 下井管 按设计井深事先将井管排列、组合,下管时全部深井底部按标高严格控制,而且保持井口标高一致。井管应平稳入孔,每节井管两端口要找平,其下端有45度坡角,焊接时二节井管应从二个方向找直,并有二人对称焊接,确保焊接垂直,完整无隙,确保焊接强度,以免脱落。为了确保井管不靠在井壁上和确保填砂厚度,在滤水管上下部各加一组扶正器4块,确保环状填砂间隙厚度大于200mm,过滤器应刷洗洁净,过滤器孔径均匀且大于2cm,外包两层30~40目滤网。下管要正确到位。自然落下,稍转动落到位,不可强力压下,以免损坏过滤结构。井
44、管到位后下钻杆泥浆稀释到1.05左右,在稀释泥浆时井管管口应密封,使泥浆从过滤器经井管和孔壁环状间返回地面,稀释泥浆应逐步缓慢进行。 11.3.6 填砂 稀释泥浆比重在1.05后关小泵量,将填砂渐渐填入,并随填随测填砂顶面高度,不得超高。降压井填砂应严格填砂规格和级配,填砂为砾砂d50为地层砂d508-12倍,井管直径273mm,水平向填砂厚度大于150mm,填砂高度严格按设计图纸进行。 11.3.7 止水 降压井在填砂顶部填5m厚粘土球,以上再用一般粘性土填实,一直填到地面,才能开始活塞洗井。疏干井上部2m左右用一般粘性土填实就能够了。 11.3.8 洗井 疏干深井采取空压机洗井
45、方法,要求洗井到水清砂尽为止,确保洗井质量。降压深井拟采取活塞空压机联合洗井方法,先用空压机洗井,待出水后改用活塞洗井,活塞洗井一定要将水拉出井口,形成井喷状,要求洗井到清水,然后再用空压机洗井并清除井底存砂。成井后水含砂量达成凿井验收标准,确保洗井质量。 11.3.9下泵抽水 降压井:安装泵体要稳,泵轴垂直,深井下泵深度在过滤器下部,连接好排水管及电源线路进行试抽水,测定井内水位及观察孔水位改变及流量。用10~20T泵进行抽水。 11.4 降水技术要求 11.4.1 降水试运行 在开始降水运行之前,正确测定各井口和地面标高,测定静止水位,安排好抽水设备、电缆及排水管道作试运行,以确
46、保抽水系统完好。抽出来水应排入场外市政管道中,以免抽出水就地回渗,影响降水效果,坑内降雨积水应立即排出坑外,尽可能降低大气降水和坑内积水入渗。 11.4.2 正式运行 (1) 减压井 ① 抽水井个数和抽水量大小应依据基坑开挖深度和承压水头埋深要求进行控制。经基坑稳定性验算,减压深井基础上在基坑开挖电梯井和集水井时再开启运行,并随开挖逐步降低承压水头,以降低对周围环境影响。 ② 抽水需要二十四小时派人值班,并做好抽水统计,统计内容包含降压深井涌水量Q和水头降s,并在现场绘制s~t曲线,以掌握抽水动态,指导降水运行达成最优。 ③ 应急方法:若水头降深不能完全满足要求,可增大单井出水量,原
47、来作为备用井,也进行抽水。 ④ 整个降水过程中应备有双电源,以确保降水连续进行。如电源供电无法确保会造成基坑坑底突水,后果不堪设想。 ⑤ 降水工作应在地下构筑物施工至上覆压力和地下水头顶托力平衡后才能停止降水。停止降水时间依据上覆压力和顶托力平衡计算结果确定计算结果应报送设计并取得设计认可后,施工现场才能停止降水。经估算,本工程承压水可在基坑底板浇筑完成后混凝土强度达成设计要求即可停止降水。 (2) 疏干深井 ① 降水运行应和基坑开挖施工相互配合。 ② 在开挖前提前抽水,开挖前须确保有二周左右预抽水时间,开挖阶段降雨积水派专员负责,立即抽干。 ③ 降水运行阶段对坏掉泵应立即调泵并修
48、整。 ④ 降水阶段开始时排在±0.00m平台上,伴随施工进程和降压深井运行,疏干深井井管能够割下去,井管暴露部分随开挖进度分层分割并回收。当基坑开挖到底后,疏干深井直接拔除,不需要封井处理。 11.5 成井施工控制表 序号 检验项目 质量标准 检验方法 分包责任人 成 孔 阶 段 井位 <500mm 经纬仪、钢尺 测量员 孔深(mm) ±500mm 测绳、钻杆 机长质量员 垂直度 1% 水平尺 机长质量员 井径 >500mm 测量钻头 质量员 泥浆比重 1.15-1.20 比重计 机长质量员 沉渣厚度: ≤300mm 测
49、 绳 机长质量员 成 井 阶 段 泥浆比重 1.05-1.10 比重计 机长质量员 井管及滤管长度 ±500mm 钢 尺 质量员 填砂厚度 +1000mm 测 绳 机长质量员 粘土厚度 +1000mm 测 绳 机长质量员 活塞洗井 井喷状 目 测 项目工程师 空压机洗井 水清砂尽 目 测 项目工程师 抽 水 安装泵 ±3m 钢 尺 质量员 水位 ±200mm 水位计 测量员等 流量 ±2m3/h 水 表 测量员等 真空度 >–0.06MPa 真空表 施工员等 §12 质量确保方法
50、 1、施工质量标准及技术交底工作要严格按供水管井技术规范降水方案设计要求各项要求进行开工前进行技术交底; 2、施工交接班质量检验要落实下岗检验精神,严格实施“班组施工十不交制度”; 3、施工现场必需坚持“三检”制度,即操作人员自检,班和班之间互检,质量员和监理专检,检验内容必需有统计和整理方法; 4、工程资料由技术人员和项目工程师统一搜集、整理、存放,并按要求报相关技术部 5、降水井质量验收标准 (1)、井深弯曲度:井身应圆正,井顶角及方位角不能突变,井斜不超出1度。 (2)、井管安装误差:井管应安装在井中心,上口保持水平。井管和井深尺寸偏差不得超出全长±2%,过滤管安装上下偏差






