基坑降排水方案改2011.12.24.docx

浙江富成建设集团有限公司 莘庄商务区强劲大厦工程

莘庄商务区27A-05A地块
（莘庄商务区北M02地块）
强劲大厦工程

基坑降排水专项施工方案

编制人： 贾 云 峰
审核人：
审批人：

浙江富成建设集团有限公司

FUTURE CONSTRUCTION
目录

一．编制依据和参考资料…………………………………………….2
二．工程概况……………………………………………………...2
三．施工部署………………………………………………………3
四．施工工艺……………………………………………………….4
4.1 材料要求………………..…………..………….4
4.2 主要机具设备………………………………………4
4.3 施工操作要点………………………….………….6
五．质量要求及保证措施…………………………………………….7
六．安全保证措施…………………………………………………10
七．文明施工…………………....................................12
八．应急措施……………………………………………………..12
九．计算书………………………………………………..……..13
9.1 计算依据及参考资料…………………………………….….13
9.2 计算过程……………………..……………………….….13
十．附图
一．编制依据和参考资料
1、 本工程总施工组织设计和水文地质报告；
2、《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-99；
3、《建筑施工手册》(第四版)；
4、《基坑降水手册》姚天强编著。
二．工程概况
2.1上海强劲股份有限公司开发的莘庄商务区27A-5A地块项目位于上海市闵行区莘庄镇七莘路以东，黎安路以北。建筑场地面积8065.9平方米，设计总建筑面积31523.19平方米（含保温层水平面积），其中地上建筑面积不含保温）25004平方米(1#楼21089.99M2,2#楼1886.92M2，3#楼2418.4平方米)地下建筑面积6127.88平方米，保温层水平面积198.3平方米。1#—3#楼地下部分均归入地下车库，1#建筑层数为15层，规划建筑高度为80.000米：2#、3#建筑层数为3层，规划建筑高度为15.900米。1#部分采用剪力墙结构，裙房、2#楼、3#楼采用钢筋混凝土框架结构。
2.2地下车库底板顶标高为-6.500m，板厚度分600mm、700mm、1300mm、1900mm四种，素混凝土垫层厚度为150mm。+0.000相当于吴淞高程6.700m，场外设计绝对标高为6.400m，现场自然地坪平均相对标高为-1.65m。
2.3本基坑开挖深度为5.6m~7.7m，局部落深1.2m。基坑安全等级为三级，环境等级定为三级。基坑平面大致呈方形，周长约346米，面积约6673平方米，挖土量约4万立方米。本工程地处闹市区，场地非常紧凑，基坑边至围墙只有5米。根据现场条件，挖出的土将全部外运。
2.4根据上海现代建筑设计集团 申元岩土工程有限公司提供的《莘庄商务区27A-05A地块（莘庄商务区北M02地块）强劲大厦项目 岩土工程勘察报告》，
水文地质资料如下：
土层编号
土层名称
埋深 (m)
厚度 (m)
容重(kN/m^3)
粘聚力 (kPa)
渗透系数(m/d)
1
杂填土
0
0.7

2
素填土
0.7
0.8

3
粉质粘土
1.5
2.2
18.7
22
1.19
4
淤泥质粉质粘土
3.7
3.7
17.5
12
4.05
5
淤泥质粘土
7.4
5.2
16.7
10
7.65
6
粘土
12.6
7.8
17.4
12
8.1
7
粉质粘土
20.4
4.8
18.1
16
4.37
8
粉质粘土
25.2
3.1
19.5
38

9
砂质粉土
28.3
6.7
18.8
5

10
粉砂

35

19.0
3

三．施工部署
1、根据施工现场平面布置图、施工组织设计、水文地质报告，做好管井及观测井的平面定位、降水深度等设计工作；
2、根据施工进度计划安排，做好渣土外运申报和天气预报资料收集工作，保障土方开挖的顺利进行；
3、排水所使用的电气元件，设备须符合《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005的相关要求，经验收合格后方可投入排水施工；
4、落实专人负责设备的管理工作，保证基坑内降水深度符合设计要求，视水量多少连续或间断抽水，直至基础施工完毕、回填土为止；
5、土方开挖及基础结构施工阶段，组织人员对基坑的变形进行检测，若遇紧急状况，立即启动应急预案。
6、降水采取在基坑外围一周环形布置轻型井点降水，基坑内布置两排贯通的井点管（间距为1.5米），整个井点管练成一个整体。基坑东侧大底板局部挖深7.7米区域设置四口20米深井。具体布置见附图。
四．施工工艺
4.1 材料要求
1、井点管
用直径38-55mm钢管，带管箍，下端为长1.2-2m的同直径钻有φ10-18mm梅花形孔（6排）的滤管，外缠8号铁丝、间距20mm，管壁外包二层滤网，内层为细滤网，采用网眼30-50孔/cm2的黄铜丝网或尼龙丝网，外层为粗滤网，用网眼3-10孔/ cm2铁丝网或尼龙丝网或棕树皮，滤网外再缠20号铁丝、间距40mm。
2、连接管
用塑料透明管、胶皮管，直径38～55mm；顶部装铸铁头。
3、集水总管
用直径75-100mm钢管带接头。
4、滤料
粒径0.5-3.0cm石子，含泥量小于1%。
4.2 主要机具设备
喷射井点根据其工作时使用的喷射介质的不同，分为喷水井点和喷气井点两种。其主要设备由喷射井点、高压水泵（或空气压缩机）和管路系统组成。
1、喷射井管
分内管和外管两部分，内管下端装有喷射器，并与滤管相接。喷射器由喷嘴、混合室、扩散室等组成。常用φ100mm、φ75mm喷射井点的主要技术性能见表7.2.1。
2、高压水泵
用6SH6型或150S78型高压水泵（流量为140～150 m3/h，扬程78m或多级高压水泵（流量50-80m3/h，压力为0.7-0.8MPa）1-2台，每台可带动25-30根喷射井点管。
3、循环水箱--钢板制，尺寸为2.5m×1.45m×1.2m。

4、管路系统
包括进水、排水总管（直径150mm，每套长60m）接头、阀门、水表、溢流管、调压管等件、零件及仪表。
φ100mm（φ75mm）喷射井点主要技术性能表
项目
规格、性能
项目
规格、性能
外管直径
100mm（75）
喷嘴至喉管始端距离
25mm
滤管直径
100mm（75）
喉管长与喷嘴直径比
2
内管直径
38mm
扩散管锥角
8°、6°（8°）
芯管直径
38mm
工作水量
6m3/h
喷嘴直径
7mm
吸入水量
45m3/h
喉管直径
14mm
工作水压力
0.8MPa
喉管长
45mm
降水深度
24m
注： 1 适于土层：粉细砂层、粉砂层（K=1-10m/d）；粉质粘土（K=0.1-1m/d）；
2 过滤管长1.5m，外包一层70目铜纱网和一层塑料纱网，供水回水总管150mm。
4.3 施工操作要点
1、基坑面积较大时，采用环形布置；基坑宽度小于10m时，采用单排线型布置；大于10m时作双排布置。喷射井管间距一般为2-3.5m；采用环形布置，进出口（道路）处的井点间距为5-7m。冲孔直径为400--600nmm，深度比滤管底深lm以上。
2、施工工艺程序为：设置泵房、安装进排水总管→水冲法或钻孔法成井→安装喷射井点管、填滤料→接通进水、排水总管，并与高压水泵或空气压缩机接通→将各井点管的外管管口与排水管接通，并通到循环水箱→启动高压水泵或空气压缩机抽取地下水→用离心泵排除循环水箱中多余的水→测量观测井中地下水位。
3、安装前应对喷射井点管逐根冲洗，检查完好始可使用。井点管埋设宜用套管冲枪 （或钻机）成孔，加水及压缩空气排泥，当套管内含泥量经测定小于5%时，才下井管及灌砂，然后再将套管拔起。
4、下井管时水泵应先开始运转，以便每下好一根井管，立即与总管接通（不接回水管后及时进行单根试抽排泥，并测定真空度，待井管出水变清后为止，地面测定真空度不宜小于93.3kPa。全部井点管沉设完毕，再接通回水总管，全面试抽，然后让工作水循环进行正式工作。
5、使用时开泵压力要小些（小于0.3MPa），以后再逐渐正常。抽水时如发现井管周围有泛砂冒水现象，应立即关闭井点管进行检修。工作水应保持清洁，试抽2d后应更换清水，以减轻工作水对喷嘴及水泵叶轮等的磨损，一般经7d左右即可稳定，开始挖土。
五．质量要求及保证措施
1、采用机械开挖和人工修护相结合方式开挖，当机械开挖至距槽底200mm处时，改用人工开挖，以保证边坡坡度及槽底设计标高的准确性。
2、为了减小或平衡动水压力，防止流砂现象产生，基坑深度超过10m的，采用二级管井井点降水。
3、及时观测地下水位变化，定期观察井点管，应保证连续不断地抽水，正常的出水规律是“先大后小，先混后清”，如水上不来，或一直较混，或清后又混等，应立即检查纠正。
4、若基坑面积很大，明沟排水可划分若干区域，并设置在基坑边2m处。具体做法：挖一道深600mm、沟底宽300mm的排水沟，排水沟断面为梯形。
5、为了防止雨水淹没基坑，在基坑的四角（基坑尺寸不大的）或沿基坑边缘每隔30～50m设600集水井,井壁可用挡土板作临时支护，井底铺0.3m厚的砾石，以防泥砂堵塞水泵；安装3t/h深水泵，将水排至基坑外部，保持坑底干场作业
6、沉设井点管前，应先挖井点坑和排泥沟。井点坑直径应大于冲孔直径。冲孔直径不应小于400mm，冲孔深度应比滤管底深1m以上，冲孔完毕后，应立即沉设井点管。
7、井点管埋设在孔中心，避免插入泥浆中堵塞滤管。在井点与孔壁之间及时用中粗砂填灌实，至离地面1.0-1.5m，最后再用粘土夯实封口。
8、进水、回水总管与每根井点管的连接管均需安装阀门，以便调节使用和防止不抽水时，发生回水倒灌。井点管路接头应安装严密。
9、土方开挖容许偏差和检查方法，见下表。
项
序
项目
允许偏差或允许值
检验方法

柱基、基坑、基槽
挖方场地平整
管沟
地（路）面基层

人工
机械

主 控 项 目
1
标高
-50
±30
±50
-50
-50
水准仪

2
长度、宽度（由设计中心线向两边量）
+200 -50
+300 -100
+500 -150
+100
-
经纬仪，用钢尺量

3
边坡
设计要求
观察或用坡度尺检查
一 般 项 目
1
表面平整度
20
20
50
20
20
用2m靠尺和楔形塞尺检查

2
基底土性
设计要求
观察或土样分析
10、喷射井点降水质量验收记录表，见下表：
轻型井点、喷射井点检验批质量验收记录
编号

单位（子单位）工程名称

分部（子分部）工程名称

验收部位

施工单位

项目经理

分包单位

分包项目经理

执行标准名称及编号

质量验收规范的规定
施工单位 检查评定记录
监理（建设） 单位验收记录
主控项目
1
井深
≮设计深度，且比井点管深500mm

2
滤料
含泥量<3%

3
井点真空度：轻型井点 喷射井点
≥60Kpa ≥93Kpa

4
洗井
水清砂净

一般项目
1
井位
明挖
排桩、地下连续墙支护
降水井与支护结构外皮之间的净距离应≥1.5m

土钉墙支护
降水井距槽边的距离槽边（壁）应≥1.0m。

暗挖
降水井与地铁结构之间的最小净距离应≥2.0m

2
井径
±20mm

3
垂直度
1%

4
填料量（与计算量相比）
≮95%

5
下管（与井轴相比）
居中

施工单位检查评定结果
专业工长（施工员）

施工班组组长

项目专业质量检查员： 年 月 日
监理（建设）单位验收结论
专业监理工程师： （建设单位项目专业技术负责人） 年 月 日

11、降水监测记录表，见下表
降水监测检验批质量验收记录
编号

单位（子单位）工程名称

分部（子分部）工程名称

验收部位

施工单位

项目经理

分包单位

分包项目经理

执行标准名称及编号

质量验收规范的规定
施工单位 检查评定记录
监理（建设） 单位验收记录
主控项目
1
抽排水 含砂量
粗砂含量<1/50000；中砂含量<1/20000；细砂含量<1/10000。

2
降水引起的地面沉降和建筑物变形
符合设计及规范要求

一般项目
1
监测时间及频率
⑴降水前应统测一次自然水位； ⑵抽水开始后，在水位未达到设计降水深度以前，每天观测1次水位、水量； ⑶当水位已达到设计降水深度，且日趋稳定时，可每5天观测1次。

2
维护期间水位控制
⑴结构底在含水顶板以上，承压水压力水头高度≤2H/γ.Ks(H：承压含水层顶板底至槽底的厚度(m)，γ：土的天然容重(t/m3)，Ks：取1.1～1.2)； ⑵结构底在含水层中，控制水位应在槽底以下≮0.5m； ⑶结构底在含水层底板内，要求将开槽范围内的地下水基本疏干。

3
水位 观测
读数到厘米

施工单位检查评定结果
专业工长（施工员）

施工班组组长

项目专业质量检查员： 年 月 日
监理（建设）单位验收结论
专业监理工程师： （建设单位项目专业技术负责人） 年 月 日
12、喷射井点降水记录表，见下表：
喷射井点降水记录表
工程名称 工程里程 降水泵房编号
机组编号 运转 停运 维修 井点开 根停 根
观测日期：始 年 月 日 至 年 月 日
施工单位 施工班组
观测时间
工作水压力(kPa)
地下水流量(m3/h)
观测孔水位读数(m)
实际抽水井点编号
记事
观测记录者
时
分

1#
2#
3#
4#
5#
6#

工程负责人：
注：1 记事包括换工作水时间、工作水含泥量、真空度、基坑边坡稳定及井点系统运转情况表。
2 观测水位读数一栏，如井孔多时可根据实际数量增列其序号

六．安全保证措施
1、装设符合《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005的用电系统，以防止触电等事故；
2、选用质量合格的水泵，安全性可靠，扬程和功率等性能满足要求；
3、降水施工过程中改变降水设计方案，应具有设计人员与施工人员的洽商处理意见书，必要时尚应具有审批手续；
4、抽水设备应进行定期保养，降水期间不得随意停抽；当发生停电时，应及时更新电源，保持正常降水；
5、发现基坑（槽）出水，涌砂，应立即查明原因，组织处理；
6、降水过程中，特别是基坑开挖时，应随时观察基坑边坡的稳定性，防止边坡产生流砂、流土，潜蚀、塌方等现象；
7、在正式开工前，由电工及时办理用电手续，保证在抽水期间不停电。抽水应连续进行，特别是开始抽水阶段，时停时抽，会导致井点管的滤网阻塞。同时由于中途长时间停止抽水，造成地下水位上升，会引起土方边坡塌方等事故。
8、在抽水过程中，应经常检查和调节离心泵的出水阀门以控制流水量，当地下水位降到所要求的水位后，要减少出水阀门的出水量，尽量使抽吸与排水保持均匀，达到细水长流。
9、在抽水过程中，特别是开始抽水时，应检查有无井点管淤塞的死井，可通过管内水流声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。如“死井”数量超过10%，则严重影响降水效果，应及时采取措施，采用高压水反复冲洗处理。如粘土层较厚，沉管速度会较慢，如超过常规沉管时间时，可增大水泵压力，但不要超过1.5MPa。
10、水泵抽出的水应按施工方案设置的明沟排出，以防止渗下回流，影响降水效果。
11、基坑开挖应严格按规定放坡，操作时应随时注意土壁的变动情况，如发现有裂缝或部分坍塌现象，应及时进行支撑或放坡，并注意支撑的稳固和土壁的变化。一有危险情形，立即停止施工，消除隐患后，方可继续施工；
12、基坑开挖时，两人操作间距应大于3.0m，不得对头挖土；挖土面积较大时，每人工作面不应小于6㎡，挖土应由上而下、分层分段按顺序进行，严禁先挖坡脚或逆坡挖土，或采用底部掏空塌土方法挖土。
13、重物距土坡安全距离：汽车不小于3m；起重机不小于4m，堆土高不超过1.5m。
14、喷射井点一般是将内外管和滤管组装在一起后沉设到井点孔内。井点管组装时，必须保持喷嘴与混合室中心线一致；组装后，每根井点管应在地面作泵水试验和真空度测定。地面测定真空度不宜小于93.1kPa。喷射井点抽水时，如发现井点管周围有翻砂冒水现象时，应立即关闭此井点，及时检查处理。
七．文明施工
1、在建筑物、构筑物、地下管线受降水影响范围的不同部位应设置固定变形观测点，观测点不宜少于4个，另在降水影响范围以外设置固定基准点；降水之前测量不少于2次，降水开始至达到设计降水深度期间，每天观测1次，达到降水深度后每2-5d观测一次，直至变形影响稳定或降水结束为止。
2、降水施工期间洗井抽出的淡水，在现场基本澄清后排放，并应防止淤塞市政管网或污染地表水体；
3、降水施工排出的土和泥浆，不得任意排放，防止污染城市环境或影响土地功能；
4、注意保护井口，防止杂物调入井内，经常检查排水沟、管，防止渗漏，冬季降水，须采取防冻措施。
八．应急措施
1、基坑侧壁少量渗水时，可浅插小孔径滤水管排水；
2、基坑侧壁渗水较大时，可采用导水管、插铁板、码草袋。砖砌沟等方法导水至基坑明排井并排出；
3、连续桩护坡桩间渗漏水，可采用喷射混凝土，桩间加孔灌注混凝土、粘土封堵；
4、局部地段集中渗漏严重，可采用基坑外加降水井、井排；
5、基坑底部或拱顶、侧壁见水时，可采用速凝混凝土灌、喷护；
6、地表水底铺设粘土，塑膜等增加渗透路径；
7、当工程降水可能影响基坑稳定和地面沉降时，可采取人工回灌地下水；如地面出现裂缝，应及时灌浆修补，防止地表水渗入；
8、基坑底部隆起时，可采取重压法，降水法。
9、井点使用后，中途不得停泵，防止因停止抽水使地下水位上升，造成淹泡基坑的事故，一般应设双路供电，或备用一台发电机。
10、成孔时，如遇地下障碍物，可以空一井点，钻下一井点。井点管滤水管部分必须埋入含水层内。
11、井点使用时，正常出水规律是“先大后小，先混后清”，如不上水，或水一直较混，或出现清后又混等情况，应立即检查纠正。真空度是判断井点系统是否良好的尺度，一般应不低55.3-66.7kPa，如真空度不够，表明管道漏气，应及时修好。井点管淤塞，可通过听管内水流声，手扶管壁感到振动，利用手摸管子冷热、潮干等简便方法检查。如井点管淤塞太多，严重影响降水效果，应逐个用高压水反复冲洗井点管或拔出重新埋设。
九．计算书
9.1 计算依据及参考资料
该计算书计算主要依据为国家行业标准《建筑基坑支护技术规范》(JGJ 120-99)，同时参阅了《建筑施工手册》(第四版)和姚天强等编写的《基坑降水手册》。
9.2 计算过程

9.2.1.、井点吸水高度计算：
根据所选施工机械设备的参数，井点管的最大吸水高度计算如下：
H1=Hv/100×10.3-Δh
HV为抽水装置所产生的真空度(kPa)；
△h为管路水头损失(取0.3～0.5m)；
H1=8.41m；
sw+D=2+6.1=8.1m；
根据计算得H1>=sw+D，故该设备满足降水施工要求！
9.2.2、井点布置计算：
(1)、基坑等效半径的确定：
r0=(A/π)1/2
A为基坑面积(m2)；
r0为基坑等效半径(m)；
(2)、井点系统影响半径的确定：
R0=R+r0
R=2S(KH)1/2
S=(D-dw)+Sw
R为降水井影响半径(m)；
r0为基坑等效半径(m)。
S为基坑中心处设计水位降深(m)；
dw为地下静水位埋深(m)；
sw为基坑中心处水位与基坑设计开挖面的距离(m)。
H为含水层厚度(m)；
k为渗透系数(m/d)。
通过计算得到R0=268.83m；
9.2.3、基坑总涌水量计算：
根据基坑边界条件选用以下公式计算：

基坑降水示意图
Q=1.366KS[(l+S)/log(2b/r0)+l/log(0.66l/r0)-0.22arsh(0.44l/b))] b>l
Q为基坑涌水量(m3)；
k为渗透系数(m/d)；
H为含水层厚度(m)；
h为设计降水面到潜水层底面的距离(m)；
S为基坑水位降深(m)；
S=(D-dw)+Sw
D为基坑开挖深度(m)；
dw为地下静水位埋深(m)；
sw为基坑中心处水位与基坑设计开挖面的距离(m)；
R为降水井影响半径(m)；
r0为基坑等效半径(m)；
b为基坑中心到水体边缘的距离(m)；
通过以上计算得基坑总涌水量为4259.79m3。
9.2.4、每根井点允许最大出水量计算：
qt=120πrvl3k1/2
q为单井允许最大出水量(m3/d)；
rv为过滤器半径(m)；
l为过滤器进水部分长度(m)；
k为含水层渗透系数(m/d)。
通过计算得每根井点允许最大出水量为28.17 m3/d。
9.2.5、井点数及每根井点实际出水量计算：
n=1.1Q/qt q=Q/n
通过计算得到井点管数量为167个
9.2.6、基坑中心水位降深计算：
S1=H-{H2-Q×[logR0-(log(r1r2...rn))/n]/1.366k}1/2
S1为基坑中心处地下水位降深；
ri为各井距离基坑中心的距离。
根据计算得S1=18.15m >= S=6.6m，故该井点布置方案满足施工降水要求！
9.2.7、井点管长度计算：
Lc=D-hd+Sw+r0/10
D为基坑开挖深度(m)；
dw为地下静水位埋深(m)；
sw为基坑中心处水位与基坑设计开挖面的距离(m)。
hd为井点管顶部离地面的距离(m)。
根据计算井点管长度为12.65m。
9.2.8、滤水管设计计算：
(1)、滤管长度
l=Q/dπnev
Q为流入每根管井的流量；
d为虑管外径；
ne为滤管孔隙率，一般为2%～5%；
v为地下水进入滤管的速度；由经验公式v=k1/2/15求得；
根据计算滤管长度为311.55m。
(2)、滤网孔隙控制，要求dc>2d50
dc为滤网孔隙(mm)；
d50为含水层颗粒50％的直径(mm)，d50=2.32mm。
(3)、填料颗粒的控制
砂滤层颗粒尺寸应控制在5d50≤D50≤10d50并且建议D50=(6～7)d50，其中D50为填料粒径(mm)。
十．附图
16
降排水专项施工方案