基坑降水方案
目 录
一、工程概况 ............................................................................................................ 2 二、场地工程地质及水文地质条件 ................................................................... 2 (一)场地地层 ........................................................................................................... 2 (二)场区地下水 ....................................................................................................... 2 三、设计依据 ............................................................................................................ 2 四、设计参数的选取 .............................................................................................. 4 五、降水施工方案 ................................................................................................... 4 (一)降水井施工 ....................................................................................................... 4 1、施工组织 ................................................................................................................. 4 2、准备工作 ................................................................................................................. 6 3、施工方法 ................................................................................................................. 6 4、成井技术要求 ......................................................................................................... 7 5、施工质量控制 ......................................................................................................... 7 6、降水安装 ................................................................................................................. 7 六、降水运行保障措施 .......................................................................................... 8 (一)用电保障 ........................................................................................................... 8 (二)排水设施 ........................................................................................................... 8 (三)降水运行管理 ................................................................................................... 8 (四)降水井保护 ....................................................................................................... 9 (五)基坑降水主要注意问题 ................................................................................... 9 七、应急预案 .......................................................................................................... 10 (一)用电应急预案 ................................................................................................. 10 (二)帷幕渗水应急预案 ......................................................................................... 10 (三)降水应急预案 ................................................................................................. 11
一、工程概况
新象区间1#竖井为盾构接收井和矿山法工作井,位于福建省电力有限公司电能计量中心西南规划道路路口,现状为空地,地势较为平坦。竖井周边主要建筑物为盛辉物流厂棚,为单层排架厂棚,距离基坑48.2m。
本竖井所处位置地面为空地,除周边存在一定架空线外,暂未发现地下管线。 1#竖井施工设计起点里程为CDK1+24.093,终点里程为CDK1+40.000,基坑开挖深度30.5m,基坑长15.9m,宽22.8m。按照国家《建筑基坑支护技术规程》和福建省《建筑地基基础技术规范》的有关技术规范和规定,本基坑支护工程安全等级为一级,基坑保护等级为一级,重要性系数1.1。基坑深度范围内多为杂填土、淤泥、淤泥质土、粘土层、残积土层和风化岩层,采用1000厚地连墙。
二、场地工程地质及水文地质条件
1、场地地层
根据设计文件,1#竖井地质情况至上而下为:第①1层杂填土; 第③层淤泥质填土;第④层粉质粘土;第⑤1层淤泥质土;第⑦层粉(砂)质粘土,第(13)a层残积(砂质)粘性土;第(14)层全风化;第(15)层散体状强风化岩;本场地地质相对稳定,区域稳定性较好。
2、场地地下水
本工程地下水分为上层滞水、第四系松散岩类孔隙水(包括潜水和承压水) 。上层滞水主要赋存于浅部杂(素)填土层中,为孔隙水,水量不大,补给主要为大气降水及地表径流,以蒸发及下渗方式排泄。根据福州市地区经验,该层水位埋深一般在1.0~3.0米间;拟建场地承压水-潜水主要赋存于粉(砂)质粘土、残积土、全风化、强风化岩层中,受大气降水及地表迳流补给, 并随季节性、降雨量变化而变化。粉(砂)质粘土、残积土中承压水-潜水不会形成统一的承压水位面,且由于补给有限,故富水性小;全风化、强风化岩层中承压水-潜水富水性较大。
拟建场地地下水对混凝土结构具有微腐蚀性,在长期浸水环境下和干湿交替环境下,对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性;地下水位以上的填土对混凝土结构具有弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。
表2-1 地基土物理学指标表
本工程安全等级为一级,根据地质报告,基底部分处在全风化,强风化岩层中。承压水-潜水富水性较大,另中间部分位于残积土层中,该土层遇水扰动后软化崩解,为确保残积土在干燥的条件下开挖,施工期间针对该地层采取降水措施,保证该地层在干燥的环境下开挖,并减小扰动。
三、设计依据
进行基坑支护的目的,是保证基础工程施工顺利进行并确保周围邻近建筑物的安全。基坑支护的设计应当本着安全可靠、经济合理、技术简单的原则,根据工程实际情况,依据有关规范规程因地制宜地进行。
本设计是依据下列文件资料及规范规程进行的: 1、建筑基坑工程技术规范(YB 9252-97); 2、建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98); 3、建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99); 4、基坑土钉支护技术规范(CECS96:97); 5、锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001); 6、土层锚杆设计与施工规程(CECS22:90); 7、本工程的岩土工程勘察报告
8、基坑内水位降至槽底标高以下1.0m,基坑按90度垂直开挖。
四、设计参数的选取
设计参数主要是根据《岩土工程勘察报告》选取的,个别参数是结合我公司多年的基坑降水支护施工经验选取的。
五、降水施工方案
根据地质报告,基坑部分处在残积土中,该土层遇水软化崩解,为确保残积(砂质)粘性土在干燥的条件下开挖,施工期间针对该地层施工条件采取深井(管井)相结合的井点降水,保证水头处在基坑底面以下1.5m。1#竖井基坑内布置2口,井深38.5米,基坑外布置四口,井深40米,且需在开挖基坑前一个月开始降水,以保证降水效果。实际运行时可根据工况与实时情况将场地承压水头标高降至合理的标高。其平面布置见图5-1:
图5-1 1#竖井井点降水井平面布置图 1:200
(一)降水井施工 1、施工组织
(1)组织管理 ①管理体系
②人员配备及岗位职责
施工工艺流程:
2、准备工作
(1)在工程正式开工前,建设单位应做好三通一平(电、水、路通和场地平整),并提供地下市政管道位置。同时对工作面内的障碍物予以清除,以保证施工现场畅通无阻。
(2)泥浆集中入池,保证现场文明。
(3)根据井距设置泥浆循环系统,按方便施工的需要开挖。
(4)钻机就位:钻机安装与井位偏差不大于20cm,天轮、磨盘中心,井中心三点一线,磨盘水平,钻机安装稳固,预防钻进和调整过程中的倾斜位移。 3、施工方法
A、根据地层情况,施工中采用与之相应的钻头及钻进技术参数,当钻进地层为粘土和强风化岩时,使用三翼合金钻头,施工砾岩、粘土碎石及中风化岩层时,采用牙轮钻头。
B、泥浆使用与处理:钻进过程中,泥浆比重控制在1.1-1.3之间,以保证钻进时的适宜性和岩粉颗粒净化沉淀的随时性。
C、钻进中及时丈量钻杆长度,并保证钻进中的机台水平和井孔垂直,钻孔达到设计深度后立即自检,并报建设单位验收,合格后方可转入下一道工序施工。
D、破壁换浆
破壁采用钢丝束破坏井筒内的泥皮,再采用泥浆循环稀释井筒内泥浆,使井内泥浆浓度小于1.2,本工程井筒不易坍塌,亦可下管前抽水洗井,达到处理泥皮的效果。
(1)井管安装
下管方法采用托盘法,先将井底托盘与第一节井管安放连接好,并用尼龙网包扎,三根竹片用铁丝绑扎牢固缓慢下放,然后逐节按其方法下至井底。
(2)填砾
为保证填砾四周厚度的均匀性和防止井管倾斜,填砾前先将井管固定好,然
后从四周同时进行填砾,直至地平。
(3)洗井
填砾后迅速洗井,直至井内水清砾净,沉淀物小于30cm。 4、成井技术要求
根据施工规范的规定,结合本工程的实际情况,成井质量要求如下: (1)井深必须达到设计要求,确保井孔的垂直度,并经建设单位验收签证后为准。
(2)破壁换浆后,必须保证井内泥浆比重小于1.2。(可下管前抽水洗井,最大限度地破坏泥皮,使含水层与降水井最大限度的沟通,以利于提高降水效果)。
(3)托盘法下管。井管采用无砂滤水管,并且尼龙网全部包扎,竹片连接,铁丝绑扎牢固后,慢慢下入孔内,确保井盘扶正居中。
(4)填砾:填砾后应迅速洗井,直至井内水清砾净,沉淀厚度小于30cm。 5、施工质量控制
为保证质量完成该项工程,针对工程特点,重点突出以下方面的工作进行质量控制:
(1)选施工经验丰富、组织强有力的施工机台,技术水平高的技术工人投入该项目。
(2)建立完善的质量保证体系,责任到人,层层把关,以保证工程质量。 (3)值班技术人员注重监督检查各工序环节的控制标准,发现问题及时纠正处理。 6、降水安装
(1)吸水器制作:采用—井—泵,吊索吊泵至井底0.5m处,水管自井下至汇水总管。
(2)汇水总管制作:采用镀锌管绕基坑槽边,引水至沉淀池,流入指定排放地点。在降水井处设支管,并预留基坑内排水支管。
(3)自动控制管理:安装自动控制装置,每泵一组,利用热继电器开启时,按调整的时间继电器相互作用,井内水位降至设定深度自动停泵,使井内水位始终限定在要求深度内。
(4)管理人员:每班按四人检查值班,昼夜值班检查水泵系统、自控系统、
输水系统,出现故障及时排除。
六、降水运行保障措施
降水成功与否直接关系到整个工程的安全,所以在施工过程中不能忽视一些保障降水运行的措施。
(一)用电保障
对于工程降水,尤其是有减压降水措施的工程降水,在正常的降水运行过程中,必须有合理的用电保障已满足降水运行的需求。通常要求施工现场应有两路工业用电,降水运行中应保证一路工业用电停电后另一路工业用电能及时使用,保证停电10分钟内能将确保降水井正常运转,避免影响降水效果甚至危害基坑安全。
(二)排水设施
工程降水抽取地下水,减少基坑开挖范围内土体中含水量或降低承压水水压力,这就要求施工现场必须有合适的排水设施已满足工程降水的需求,确保降水运行排水的顺畅,保障降水效果。
对于施工现场的排水设施,根据工程实际情况进行设计,但一般应满足以下要求:
1、排水设施满足工程降水最大出水量的需求,并保障排水的顺畅; 2、尽量缩短降水井与排水设施之间的距离,减少降水井排水的沿程水头损失,降低抽水设备的扬程消耗;
(三)降水运行管理 一、基本原则
1、降水运行前,降水井合理布设排水管道并便于接入施工现场排水设施; 2、降水运行前做好降水供电系统,配备独立的电源线;
3、所有抽水井在供电电箱插座、抽水泵电缆插头及排水管上做好对应的标示,并在每次发生变动时进行相应的标示变更,便于抽水运行管理;供电电箱应定期进行检查并备有检查记录;
4、降水正式运行前降水工人必须熟悉水泵开启、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;
5、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; 6、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;
7、靠近基坑止水帷幕的降水井拟搭设辅助平台的进行保护,保持持续性抽水,确保基坑止水帷幕出现异常时可以保障基坑的稳定性;
8、其他降水井随着基坑开挖割除上部井管,便于基坑开挖;
9、降水运行终止严格照5.5节要求进行,禁止的基坑底板浇筑完毕前终止降水运行,避免突发性事件造成基坑危害; 10、降水停止并提泵后及时将井封闭,补好盖板; (四)降水井保护
1、靠近基坑止水帷幕的降水井位尽可能靠近支撑边,沿支撑的垂直向离支撑约80cm~100cm;井管口设置醒目标志;
2、靠近基坑止水帷幕的降水井采取搭设辅助工作平台进行后期的运营管理与保护;
3、靠近基坑止水帷幕的降水井随着基坑开挖深度的不断加深,井管的暴露长度不断加大,其井管沿纵向与每道支撑及时焊接钢筋进行加固;
4、其他降水井注意开挖过程中的现场看护,并经常测量井内沉淤,确保降水井正常运行;
5、现场管理人员与其他相关施工单位应重视对降水井的保护,避开施工过程中对降水井的损坏;
(五)基坑降水主要注意问题
1、基坑开挖时,坑内的疏干井全部开放,并有提前三周的预降水时间。 2、靠近基坑周边的管井确保底部降水不对坑外产生影响。
3、坑底加固区以上土体须满足挖土要求,坑底加固区以外范围要求降水后水位距离坑底为0.5-1.0米(含落深区),管井布置避免穿越地下结构墙板、梁和柱子,穿越底板应设置止水片。
4、在降水开始前做好井点和管路的清洗和检查工作,如发现问题及时处理,防止“死井现象”的发生。在降水过程中要加强管理,确保管路畅通和井点正常工作。
5、基坑周围上部做好排水工作,防止雨水流入基坑。
6、井点在土方开挖过程中须保持降水,随土方开挖过程暴露出井管段须进
行密封。基坑开挖到设计标高,浇筑垫层时根据具体情况以及地下室的抗浮设计工况,与主体设计单位共同协商确定需保留的井点数。
七、应急预案
(一)用电应急预案
1、双电源保证
施工现场配备一台发电机,降水运行中保证工业用电停电后发电机能够及时供电,保证停电2分钟内能将降压井的电源得到更换,确保在基坑开挖过程中降水不得长时间中断,否则造成的后果无法估量,影响基坑的安全。 2、电源切换流程
电源切换时电工、发电机工和降水人员要统一指挥,协调操作,各负其责。切换电源时,各位置工作人员职责如下:
(1)发电机操作工:在发电机所在位置,迅速启动发电机,待正常之后立即通知电工切换电源;
(2)电工:位于双向闸刀位置,接到发电机工的指令后,迅速切换电源; (3)降水班人员:位于各降压井启动箱和分电箱位置,根据启动箱指示灯状态或电表状态随时合上开关启动指定按钮。
以上工作人员必须在断电10分钟内各就各位,确保10分钟内恢复降水运行。 3、其他注意事项
(1)切换电源会造成所有水泵停止工作,切换电源时降水人员必须在启动箱旁随时准备启动水泵;
(2)先发电后切换电源,且必须在发电机工作稳定后方可切换; 一旦恢复供电,先切换电源,再关闭发电机,且必须是在供电工作稳定后方可切换。 (二)帷幕渗水应急预案
由于本工程可能存在帷幕渗水的可能,在工程施工过程中可以考虑以下预防措施。
1、靠近基坑止水帷幕的降水井采用搭设辅助平台进行降水井保护,保持其降水的持续性。这样可以及时截住坑外承压含水层通过帷幕渗水处补给,保障基坑的干开挖以及降低基坑突涌的风险;
2、加强坑外沉降监测。由于基坑帷幕渗水时,坑内外较大的水位差容易造成帷幕渗水处砂土流失,造成沉降,因此,加强坑外的沉降监测有利于及早发现异
福州市轨道交通1号线工程(一标段)1#竖井基坑降水施工方案
常;
3、严格按照降水运行管理需求进行降水控制,避免在基坑开挖中后期基坑下部止水帷幕出现异常,坑外承压水在开挖面底部进行补给造成基坑突涌的危害。因此,在基坑底板未完全浇筑完毕前,所有降水井均保持抽水状态;
4、针对已发现的渗水点及时采取封堵措施,止住其对坑内承压水的补给;
5、必要时在坑外渗水点处施工降水井降低坑外水位。
(三)降水应急预案
1、配备降水备用物质
降水井在实际运行中,由于各种原因,可能出现机械损坏的情况,而造成降水工程的中断。为了避免出现这种情况,在进行物资配备时,适当考虑配备降水备用物资,在现使用物资出现异常时,及时更换备用物资,确保降水运行的顺利进行。
2、成立降水应急抢险队伍
组织成立降水应急抢险队伍,对施工过程中降水引发的各种异常及时采取相应的应急抢险措施,相应管理人员、成井队伍、降水物资应在5小时内赶赴现场,确保施工安全。
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