降压井降水工程施工组织设计方案

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1、1工程概况1.1参建单位建设单位：上海前滩国际商务区投资集团有限公司设计单位：同济大学建筑设计研究院集团有限公司围护设计：上海申元岩土工程有限公司人防设计：上海新华建筑设计有限公司勘察单位：中国建筑西南勘察设计研究院有限公司监理单位：上海工程建设咨询监理有限公司总包单位：上海建工一建集团有限公司1.2地理位置与周边环境本工程位于东方体育中心东侧.南北高架下匝道西侧.北靠泳耀路.南临规划企耀路.西侧为东育路.东侧为济阳路。本项目基地拟建场地位于前滩东侧地带.现为空地.场地内填土较厚.场地总体地势较周围偏高。该地块东侧临近济阳路.济阳路在该地段为连接中环与卢浦大桥的交通要道.道路下管线众多.济阳路

2、东侧为居民小区。场地西临东育路.东育路以西为东方体育中心.东方体育中心下有三条地铁通过.但本场地不在地铁的保护范围内。场地北临已建泳耀路.泳耀路以北现为空地.拟建前滩企业天地四期工程地下二层。南临规划企耀路未建.路南为前滩企业天地二期在建工地。1.3地质条件1.3.1地质及场地概况拟建场地地基基础影响深度范围75m范围内的地层均属第四纪全新世晚更新世长江三角洲滨海平原型沉积土层.主要由粘性土、粉性土以及砂土组成。按地基土层的成因类型、空间分布及土性特征.本次勘探深度范围内的土层自上而下分为8个主要层次。地层特征如下：层序土层名称层底一般标高m一般层厚m1杂填土2.023.152浜底淤泥-0.3

3、91.05粉质粘土0.821.72淤泥质粉质粘土-2.791.91t粘质粉土-2.341.77淤泥质粘土-11.236.561粘土-14.353.112砂质粉土-23.105.022夹粉质粘土-21.802.973粉质粘土夹砂质粉土-41.4714.09粉砂-51.9610.282砂质粉土-59.958.13粉砂未钻穿未钻穿1.3.2地下水情况对本工程基础设计和基坑施工有直接影响的为浅部土层中的潜水.其补给来源主要为大气降水。潜水位埋深随季节、气候、降水量、地表水、潮汐等因素而有所变化。本次勘察期间测得钻孔中地下稳定水位埋深约1.502.50m.相应绝对高程为2.453.73m。场地内微承压含

4、水层为第2层砂质粉土；第一承压含水层为第层灰色粉砂.第层青灰灰色粉砂为第二承压水含水层.第一层承压水含水层与第二承压水含水层通过第2层灰色砂质粉土相连。上海地区微承压水位低于潜水位.呈周期性变化.微承压水水位埋深约311m.承压水水位埋深约312m。根据野外勘探揭露本工程微承压含水层顶板埋深最浅为17.80m左右相应标高-14.41m左右.根据详勘期间在勘探孔Z03中的水位观测.微承压水位埋深为4.80m左右相应标高0.26m左右；第一承压含水层顶板埋深最浅为44.90m左右相应标高-40.87m 左右.根据详勘期间在勘探孔Z08中的水位观测.第一承压水位埋深为7.2m左右相应标高-1.73m

5、左右。1.4建筑设计概况本工程占地面积17736m2.总建筑面积约131449 m2地上85057 m2.地下46392 m2。本工程为商务办公中心.由2栋16层办公楼及1栋6层酒店式公寓.23层裙房及3层地下室组成。其中.办公楼地上16层.建筑高度为80.0m；裙楼地上23层.建筑高度16.8m；地下室3层.底板埋深14.0m。本工程0.000相当于绝对标高+5.200m。本工程地下室防水等级为一级。地下室外墙防水层为2层1.5厚YTL-VX交叉层压膜自粘性防水卷材。底板防水层为1.2厚PV100预铺式高分子自粘胶膜防水卷材+防水钢筋混凝土底板。1.5结构设计概况本工程采用桩筏基础。普遍区域

6、基础底板厚约1050mm.塔楼核心筒区底板厚1800.塔楼其他区域厚1400.桩承台厚度同相应区域底板厚度。本工程主楼区地下室采用钢筋砼框架剪力墙结构体系.裙房和地下室采用框架结构体系。典型柱断面有600600.600800.7001000.800800.8001000.900900.8001600等；剪力墙厚度有500mm、600mm、750mm；楼板厚度150mm、180mm、250mm。混凝土等级详见下表：构件位置混凝土等级地下室基础底板、地下室外墙C35P8剪力墙、柱C35梁、板C352 编制依据 本工程地质报告详勘和抽水试验报告；供水水文地质勘察规范；建筑与市政降水工程技术规范；供水

7、管井设计施工及验收规范；建筑地基基础设计规范；建筑工程施工质量验收统一标准； 设计方提供的基坑围护设计资料；基坑降水手册.中国建筑工业出版社.2006.04；3降水施工方案3.1降水工程概况本工程0.000对应绝对标高为+5.200.场地自然地面绝对标高选取为+4.900.即相对标高-0.300。一般地下室开挖深度为14.5514.85m.集水井、电梯井等局部深坑落深1.22.7m。3.2降压井降水设计基坑开挖后.由于承压含水层上覆土层厚度变薄.其上覆土的压力降低。当上覆土的压力小于或等于承压含水层的顶托力时.承压水将可能使基坑底面产生隆起.严重时使土体被顶裂产生渗水通道.从而发生基坑突涌。通

8、常采用式2-1判别基坑开挖后是否处于抗底部承压含水层突涌以下简称抗突涌稳定安全的状态。 式2-1式2-1中：承压含水层顶面至基底面之间的上覆土压力.kPa初始状态下未减压降水时承压水的顶托力.kPa承压含水层顶面至基底面间各分层土层的厚度.m承压含水层顶面至基底面间各分层土层的重度.kN/m3高于承压含水层顶面的承压水头高度.m水的重度.工程上一般取10.kN/m3安全系数.工程上一般取1.051.20；本工程取1.05。根据本工程勘察报告.拟建场地存在第2层砂质粉土属微承压水含水层。基坑开挖面下部由于层承压含水层埋深较深.经初步计算.无需考虑对层进行降压处理。由于第2层为承压含水层.针对本工

9、程.主要针对2层进行基坑抗突涌稳定性进行验算。根据勘察报告.勘察期间拟建场地第2层承压水水位埋深实测为4.80相应标高约为0.26左右.按不利原则.故计算时2层承压初始水位取标高+0.26m。本工程安全系数取1.05。验算时参考ZJ16勘探孔.其揭露2层顶板标高为-13.17m。则承压水顶托力为13.17+0.26101.05=141.0kPa则基坑临界降压开挖绝对标高为-4.79m.相当于挖深9.69m。基坑底板抗突涌稳定性验算结果详见表1：表1基坑抗突涌稳定性验算表2层开挖深度m承压水顶托力kPa上覆土压力kPa水位降深需求m控制水位埋深m一般区域14.5514.85141.060.455

10、.47.688.1512.3212.79一般深坑16.0535.410.0614.69大深坑最大17.952.1最大13.23最大17.87根据以上计算.本工程中需要考虑对2层进行降压。具体降压井平面位置及降压井结构详见附图。3.3降压井设计根据计算.大底板收底时需考虑对2微承压含水层进行降压.降压幅度为7.6813.23m。由于第三道支撑底标高为-11.3m.大于临界降压开挖绝对标高为-4.79m相对标高-9.79.故在第三层土方开挖时就进行降压井降水。根据计算.大底板收底时需考虑2层进行降压.降压幅度为7.6813.23m。按照类似工程降水施工经验.暂考虑针对2层布置28口降压井.另考虑布

11、置6口2层水位观测兼备用井。降压井深度根据降压幅度设计为：普遍区域设计为28m深.大深坑附近设计为32m。后期应根据具体基坑设计资料进行具体降压设计.并设计合理的降水验证试验。由于第三道支撑底标高为-11.3m.大于临界降压开挖绝对标高为-4.79m相对标高-9.79.故在第三层土方开挖时就进行降压井降水。3.4降水井布置降压井工作量统计工程部位井类型编号数量口深度m坑内降压井Y1Y8828坑内降压观测井YG1YG2228坑外2层微承压水位观测井G1G4428详见附图3.5成井施工3.5.1前期准备测放井位根据设计图纸确定无误的井位测放井位.井位测放完毕后应做好井位标记.方便后期施工。若布设井

12、位无法正常施工.应及时沟通、处理.必要时适当调整井位。埋设护口管埋设护口管时.护口管底口应插入原状土层中.管外应用粘性土或草辫子封严.防止施工时管外返浆.护口管上部应高出地面0.10m0.30m。安装钻机安装钻机时.为了保证孔的垂直度.机台应安装稳固水平.大钩对准孔中心.大钩、转盘与孔的中心三点成一线.严把开孔关.钻头与钻杆连接处带两根钻铤.并且.弯曲的钻杆不得下入孔内。3.5.2成井施工降水井施工机械设备选用GPS-10型工程钻机及其配套设备。成孔时采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺。钻进成孔上部钻进采用轻压慢转.钻压为1535KN.转速2050rpm。成孔施工采用孔内自然造浆.钻进过程中

13、泥浆密度控制在1.101.15.当提升钻具或停工时.孔内必须压满泥浆.以防止孔壁坍塌。泥浆循环宜在泥浆池中进行循环.在现场不具备泥浆池的条件下.可考虑在基坑中开挖一个小泥浆池进行泥浆循环。清孔换浆钻孔钻进至设计标高后.在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m.进行冲孔清除孔内杂物.同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10.孔底沉淤小于30cm.返出的泥浆内不含泥块为止。使用完后的泥浆通过泥浆箱运出场地进行处理。下井管井管进场后.应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。首先必须测量孔深.并对井管滤水管逐根丈量、记录。封堵沉淀管底部.为保证沉淀管底部封堵牢靠.下部封堵铁板不小于6mm。其次要检查井管焊接.井管焊

14、接接头处应采用套接型.套接接箍长20mm.套入上下井管各10mm；套管接箍与井管焊接焊牢、焊缝均匀.无砂眼.焊缝堆高不小于6mm。检查完毕后开始下井管.下管时为保证滤水管居中.在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器找正器.扶正器采用梯形铁环.上下部扶正器铁环应1/2错开.不在同一直线上。围填滤料填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m0.50m.井管上口应加闷头密封后.从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆.使孔内的泥浆密度逐步调到1.05.然后开小泵量按井的构造设计要求填入滤料.并随填随测滤料的高度.直至滤料下至预定位置。填滤

15、料时.根据孔口返水情况调整泵量。填滤料过程中要跟踪滤料上返高度。3.5.3洗井措施空压机洗井原理示意图在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水.待井能出水后提出钻杆再用活塞洗井。活塞直径与井管内径之差约为5mm左右.活塞杆底部必须加活门。洗井时.活塞必须从滤水管下部向上拉.将水拉出孔口.对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动.冲击孔壁泥皮.此时应向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后.可换用空压机抽水洗井.吹出管底沉淤.直到水清不含砂为止.原理见上图。洗井完毕后.试抽成功则代表成井完成。3.5.4特殊质量控制要求针对本工程降水施工过程中的特殊过程.应按下表中所列

16、进行质量控制。特殊过程质量控制要求序号检查项目技术要求检查数量1成孔直径井管外径280mm全数2井管沉设深度偏差0.20m疏干井50%井数偏差0.15m降压井全数3井管间距m偏差1.00m50%井数4滤料规格D50=612倍d50全数5滤料围填高出滤管顶2m以上.滤料体积95%全数6孔口段粘土封填不得使用粉性土.厚度1.5m50%井数3.6降水运行管理降压井运行工况降压运行时根据基坑开挖进度做到按需降压.以减少降压对坑外环境的影响.降压的同时密切关注坑外观测井的水位变化情况。正式运行前应进行抽水试验.具体降压运行工况根据后期抽水试验结果安排。3.6.2常规管理措施降水运行前.降水井应合理布设排

17、水管道并便于接入施工现场排水设施；降水运行前应做好降水供电系统.配备独立的电源线；降水正式运行前降水工人应熟悉水泵开启、电路切换.以确保降水连续进行.避免因供电原因造成井底突水；降水前各降水井均应测量其井口标高、静止水位并进行相关记录；正式降水前必须进行试运行.进一步检验供电系统、抽水设备、排水系统及应急预案能否满足降水要求；试运行结果进行记录并备案.根据试运行结果.对于无法满足降水要求的部分进行相应整改；疏干井应成井一口投入降水运行一口.并尽可能保证在基坑正式开挖前25天抽水.确保能及时疏干基坑开挖范围.土体并降低其水位在当前开挖面以下1m。抽水过程中各应做好抽水井流量及观测水位观测数据记录

18、；抽水井应均安装流量表进行流量测量；降水井水位观测利用布置的各层的观测井；降水停止并提泵后应及时将井封闭.补好盖板。3.7封井方案封井时间本工程降水井分为疏干井和降压井.根据每种井的工作性质不同.其封井时间也不相同.具体封井时间为降压井在地下室结构首层板完成后封闭。降压井封井方案1基坑挖至设计标高后.在基坑底开挖面以上50cm处.在降水井管外距离基坑底面50cm高度位置焊烧一道环形止水钢板；止水钢板外径不小于650mm；2按照设计图纸计算单井封井混凝土用量.现场根据实际封井数量预拌足量的混凝土；3井内下入抽水泵.用抽水泵将井内水位抽至最低.然后快速拔除抽水泵；4井内首次浇灌混凝土至底端滤水管顶

19、部以上2.003.00m位置.尽可能捣实井内混凝土；5混凝土初凝后观察井内渗水情况.如有大量余水高度大于50cm.应下泵抽出余水；6二次浇灌混凝土至距离基坑底板顶面10.00cm位置.再次捣实混凝土；7二次浇灌的混凝土初凝后割除剩余井管使井口低至基坑底板顶面以下约10.00cm；8井口处井内焊烧一道4mm厚止水钢板.然后采用水泥砂浆抹平井口.至此封井完毕。注：封井后要严格做好封井效果的检验工作.当检测符合设计要求后.方可逐个实施封井工作。4 质量、安全及文明施工保证措施4.1 质量保证措施1责任保证措施：施工全过程实行责任制.项目负责人.技术负责人.施工人员责职明确.保证工程质量和施工安全。2

20、值班制度：实行工程各班组管理人员现场值班制度.保证现场施工管理人员在岗在位。3技术培训制度：技术人员定期向施工班组技术交底.做好技术培训和劳动教育.使全体施工人员了解设计意图.熟悉操作规程。4每天上班时开好碰头会.值班负责人及施工班组开好施工碰头会.及时布置施工计划.解决施工难题。5加强施工质检工作：1成孔、下管、回填滤料要求深度准确.成井要做到连续快速。钻孔.倾角.孔深回填料达到方案要求.由质检员对每道工序进行质量检查验收.做好施工记录。2加强降水管理.根据水位观测情况.控制降水井排水时间的间隔.控制真空泵抽吸力度.每日早、晚两次做好水位观测和排水数据记录。3规定技术人员负责工程进度、质量密

21、切注意有关地下水位.有关管线等移位和地面沉降.发现问题.及时向有关部门报告.立即采取措施处理。4降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查.每天检查不应少于3次.并应观测记录水泵出水情况.发现问题及时处理.使抽水设备始终处于正常运行状态。5抽水设备应定期保养.降水期间不得随意停抽.当发生停电时.应及时更换电源保持正常降水。6降水施工时.应对因降水造成的地面沉降进行监测.如出现沉降过大时.应采取相应的应对措施。7降水时.应加强对周边建筑物和基坑的观测.首先对降水影响范围外建立水准点.降水前对建筑物基础进行观测并进行记录.降水开始阶段每天观测两次.进入稳定期后每天可以只观测一次。4.2 安全措施1

22、施工人员服现场管理.遵守各项政策法规。2施工结束时.做好现场清理工作。3严格遵守施工操作规程.严禁违章施工。4不准向基坑抛掷工具.钢筋等重物。5现场用电缆根据基坑外围护栏杆架空.挖土施工中注意保护电缆和管路不受破坏.严防施工机械碰撞降水设施。6坑内、外必须设置明、盲沟及集水井等排水措施.不得向基坑内排放明水。7安全用电.注意防火.防盗。8降水井施工应严格遵守操作规程.在岗人员要戴安全帽.起落钻具下不得站人.下入井管时管钳、扳手不能放在底部.用电应有专人负责安装.自动控制箱应放在距地面1.2m以上处.并接上地线.电线接头应用防水胶布包裹。4.3 文明施工措施认真执行公司文明施工管理细则.提高企业施工管理水平及施工人员素质.统一规则.科学布置.创造一个文明、整洁的工地。1施工现场做到落手清.不乱用其他单位的材料；2成井施工阶段.钻井产生的泥浆水要统一放入浆池中.采用专用泥浆泵排除泥浆水.以确保泥浆水不溢流、不乱流；3搞好宿舍的卫生.制定值日表.宿舍人员每天轮流打扫.努力创造良好的生活、工作环境；4焊接或切割井管时.做到轻敲、轻用力.尽量减少噪音等手段有效地降低和减少噪音对周边的影响；5现场降水井多余的材料做到分类、平头、堆放整齐；12 / 12