管井降水方法

观湖名邸大车库工程降水施工方案江苏燕舞建设工程有限公司二0一六年二月二十八日目录一、工程概况二、降水施工方案编制依据三、地质条件3.1地层情况3.2水文地质条件四、降水目的及要求4.1降水目的4.2降水要求五、降水方案设计5.1成井施工工艺六、设备人员配备七、应急预案八、安全、文明施工措施九、施工工期及工期保证措施十、降水质量保证措施十一、降水对周边环境的影响一、工程概况1.1、本工程观湖名邸人防大车库工程主体结构形式为剪力墙框架结构，基础为桩基础。1.2、本工程基坑四周场地一般，基坑相对开挖较深，周边及中间均采用管井降水进行施工，基坑上部距基础坑壁1.0~1.5M左右设置排水沟，将雨水及其它地面水引流至远离基坑处排水，基坑内在基础轮廓线的外侧增设集水坑及明沟，利用潜水泵及时将积水排除。二、编制依据：本施工方案仅为该工程基坑降水施工所用，具体编制依据如下：2.1、业主提供的《岩土工程勘察报告》；2.2、业主提供的本项目的的地下室基础结构平面设计图；2.3、其它有关的规范及规程三、地质条件3.1、地层情况根据业主提供的《岩土工程勘察报告》，拟建场地基坑开挖影响范围内的地质情况如下：根据钻探所揭示，地基土层自上而下分述如下：1,素填土:灰～灰黄色,湿,主要成份为粉质黏土,夹较多植物根茎,松散,土质不均匀。2,粉质黏土:灰黄色,湿～饱和,可塑,见少量铁锰氧化物斑纹,无摇震反应,切面稍有光滑,干强度及韧性中等,土质欠均匀。拟建场区内普遍分布。3,淤泥质粉质黏土:灰黄～灰色,饱和,流塑,局部不均匀地夹少量粉土团块,无摇震反应,切面稍有光滑,干强度及韧性中等,土质较均匀。拟建场区内普遍分布。4,粉质黏土:灰黄色,湿～饱和,可塑,见少量铁锰氧化物斑纹,无摇震反应,切面稍有光滑,干强度及韧性中等,土质欠均匀。拟建场区内普遍分布。5,粉砂:灰色,饱和,中密,局部密实,颗粒级配良好,见少量云母碎屑与贝壳碎屑,平均黏粒含量为5.5%，土质不均匀。拟建场区内普遍分布。6,粉土:灰色,湿,稍密～中密,见少量云母碎屑及黏性土条带,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度及韧性低,土质不均匀。拟建场区内普遍分布。7,黏土:灰绿～灰黄色,饱和,硬可塑,夹少量钙质结核,偶见少量铁锰质斑点,无摇震反应,切面光滑,干强度及韧性高,土质较均匀。拟建场区内普遍分布。8,粉土:灰黄色,很湿,稍密,夹大量黏性土条带,摇震反应中等,无光泽反应,干强度及韧性低,局部粉砂团块富集,土质不均匀。拟建场区内普遍分布。9,粉土:灰色,湿,中密～密实,见少量云母碎屑及少量黏性土条带,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度及韧性低,土质不均匀。拟建场区内普遍分布。10,粉质黏土:褐黄色,饱和,硬可塑,无摇震反应,切面稍有光滑,干强度及韧性中等,土质欠均匀。拟建场区内普遍分布。11,粉土:灰色,湿,中密,见少量云母碎屑及黏性土条带,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度及韧性低,土质不均匀。拟建场区内普遍分布。12,粉砂:灰色,饱和,密实,局部中密,见少量云母碎屑与贝壳碎屑,平均黏粒含量为5.1%，土质不均匀。拟建场区内普遍分布。3.2、水文地质条件盐城属亚热带季风气候，雨水量较大，轻度湿润，拟建场地区域地表水系纵横交错，排泄通畅，内河水位受当地气候及潮汐影响，并受内河水闸调节控制。地下水场地内地下水类型主要为孔隙潜水，其次为承压水,勘察期间测得场地内初见水位标高为0.95～1.00m，稳定水位标高为1.00～1.05m（黄海高程）。拟建场地近3～5年内最高地下水位为1.88m(黄海标高)，历史最高地下水位为1.90m（黄海标高），历史最低地下水位为0.38m，年变化幅度为1.30m，季节性变化幅度为1.20m。承压水赋存于4层之下含水土层中，主要为第5、6层土中的承压水，由水位观测孔1、2、3、4孔测得第5、6层承压水头标高分别为0.62m、0.61m、0.65m、0.64m。近3-5年最高承压水位标高为+0.70m（黄海高程）。地下水迳流缓慢，处于相对停滞状态。拟建场地在基础影响深度范围内地下水类型主要为孔隙潜水。主要接受地表水和大气降水补给，排泄方式主要为自然蒸发和侧向径流。勘察期间测得初见水位埋深约为在0.5m—3m之间，稳定水位埋深约在3m。盐城地下水位主要受大气降水、蒸发等的影响，呈季节性周期变化，雨季地下水位上升，旱季地下水位下降。地下水位年变化幅度在埋深0.5—2.5m左右。据盐城市气象局资料，盐城市年降水量在1000mm左右，年蒸发量在600mm左右，近3～5年和历史最高地下水位在埋深0.5m左右，地基基础设计水位可按埋深0.58m考虑。根据施工需要采用专门的降水措施降水后方可开挖其下部土方，根据本工程特点，上部为可塑性粘土，下部为深厚的粉土夹粉砂，结合地区的类似基坑降水经验，拟采用管井对其进行降水。四、降水目的及要求4.1、降水目的根据地质条件、设计、工程的基坑开挖及基础底板结构施工的要求，本工程降水目的主要为以下方面：降低基坑内地下水位至基坑底板以下0.5M，为基坑开挖施工提供良好的干施工环境。4.1.2、通过及时疏干基坑内地下水，提高土体的有效应力，为稳定边坡、减缓基坑围护变形创造条件，满足施工要求。4.1.3、通过及时降低基坑内微承压水水头，防止开挖过程中基坑突涌等不良情况出现，保证施工的顺利进行。4.2、降水要求根据土方开挖施工进度，降低基坑范围内地下水水位至开挖面以下0.5M，最终降低到基坑底以下0.5M，因此本区要求地下水位降低到基底标高为5.5M以下，尽可能做到按需有效降水,对于超深基坑的部位采用管井降水，将地下承压水的压力便于基坑施工。五、降水施工工艺1、根据施工平面图放出位置线，在基坑四周采用管井降水，经计算基坑周长455.6米计划安装11套真空泵进行降水，中间延南北方向在基坑中间采用管井降水，打井深度为12m，管井直径400mm,内置300mm波纹管，管壁打直径16mm的梅花孔外面缠绕80目的纱布，波纹管安装好后用黄沙填至距地面2m处做过滤层，每口井安装一台潜水泵进行抽水，将水位降到距地面10m深处方能达到降水效果，管井间距不大于15m。2、在自射式插管器上装好高压胶管与高压水泵连接，利用水泵的高压水径为ф250的插管器冲刷土层，沉孔到设计深度，取出插管器。3、分别将所有管井与总吸管联接，并检查有无漏水、漏气、淤塞等现象。4、根据施工现场的实际情况安装好水泵和射流设备，接好排水管道，接通电源调试运行，接通知后正式施工。我项目部按勘察设计的平面布置图布设管井降水，施工现场在基坑周边设真空泵，并留有车碾压破坏管井造成漏气。设备、人员配置根据新建的地下工程施工现场的具体情况，现确定配置如下设备：出土车道（根据施工现场确定），出土车道与管井衔接处先用土方稳定，再用钢板铺设以防汽设备数量人员配置：工种数量3BA-9（台）射流器（台）1111电工1机械工1普工1工程中地下水稳定水位的标高为1m～2m之间，要求降水后基坑中部地下水水位比基底低0.5M以上。2）按单口径降水面积要求布井数量：依据地质资料提供的渗透系数，结合以往本地区施工经验暂按管井的布置纵向间距为15米左右，并沿基坑外侧布设，基坑内侧在各栋根据地区类似工程深基坑降水施工经验，无围幕止水降水管井宜取最低值。4）根据图纸要求布置管井，基本满足要求。管井深度控制一般为12m。六、管井降水1.降水验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为基坑涌水量；k为渗透系数(m/d)；H为含水层厚度(m)；R为降水井影响半径(m)；R＝2Sw(KH0)1/2r0为基坑等效半径(m)；S为基坑水位降深(m)；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)；通过以上计算可得基坑总涌水量2）、降水井数量确定：单井出水量计算：降水井数量计算：q为单井允许最大进水量(m3/d)；rs为过滤器半径(0.2m)；l为过滤器进水部分长度(m)；k为含水层渗透系数(m/d)。通过计算得井点管数量为8个左右。根据以上参数的计算，沿基坑布置井群8口，单井深度12m，能达到降水要求。2、成井施工工艺根据本工程的施工工况及工期要求，结合我公司多年的成井施工经验，降压井成孔施工机械采用GPS-10型工程钻机及配套设备。成孔均采用正循环回转钻进，清水钻进自然造浆的成孔工艺，及下井壁管、滤水管、填砾、粘性土封孔等成井工艺。1、成井施工工艺流程图测放井位--埋设护口管--安装钻机--钻进成孔--清孔换浆--下井管--填砾--井口封闭--洗井2、成井施工工艺⑴、测放井位：根据井位平面布置示意图测放井位，如果现场施工过程中遇到障碍（如桩位等）或受到施工条件的影响现场可做适当调整。⑵、埋设护口管：护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土填实封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.30m～0.60m。⑶、安装钻机：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垂线。⑷、钻进成孔：深井成井采用机械旋高压冲洗成孔，孔径为φ400mm，一径到底，采用直径300mm的PVC波纹管自然透水，四周用中粗砂填充。钻孔施工达到设计深度时，宜多钻0.3～0.5m。做好钻探施工描述记录，在钻进过程中，如发现实际地质情况与勘察时提供的资料不一致时需及时通知设计人员，并对井的结构进行及时调整，确保滤水管的安放位置能够有效的进水。钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，钻进过程中要确保钻机的水平，以保证钻孔的垂直度(小于1%)，成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆比重控制在1.15～1.20，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。⑸清孔换浆：下井管前的清孔换浆工作是保证成井质量的关键工序，为了保证成孔中在含水层部位不形成过厚的泥皮，当钻孔钻至含水层顶板位置时即开始加清水调浆。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接近1.05，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆内不含泥块为止。第一次清孔换浆是成井质量得以保证的关键，它将直接影响成井质量，因此施工时清孔换浆工作没有达到规定的要求绝不允许进入下一道工序的施工。⑹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。下管前必须测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管，下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器（找中器），以保证滤水管能居中，井管连接要牢固、垂直，透水，下到设计深度后，井口固定居中。下井管过程应连续进行，不得中途停止，如因机械故障等原因造成孔内坍塌或沉淀过厚，应将井管重新拔出，扫孔、清孔后重新下入，严禁将井管强行插入坍塌孔底。⑺填砾：填砾前应用测绳测量井管内外的深度，两者的深度值均不能浅于沉淀管的深度以上50cm。填砾过程中应随填随测砾料的高度。填砾工序也应连续进行，不得中途终止，直至砾料下入预定位置为止。最终投入滤料量不应少于计算量的95％。⑻井口封闭：在采用粘性土封孔时，为防止围填时产生“架桥”现象，围填前需将粘土捣碎（粒径小于3cm为宜）后填入。围填时应控制下入速度及数量，沿着井管周围按“少放慢下”的原则围填。然后在井口管外做好封闭工作。⑼洗井：洗井的目的：①、清除井壁上的泥皮，并把深入到含水层中的泥浆抽吸出来，恢复含水层的孔隙；②、抽吸出含水层中一部分细颗粒，扩大含水层的孔隙，形成一个人工过滤层。③、降压井采用活塞洗井和压缩空气洗井联合洗井的方法；降水井采用压缩空气洗井方法。④、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，待井出水较清后提出钻杆再用活塞洗井，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。⑤、采用“压缩空气洗井”，其原理如下：当压缩空气通过进气管通到排水管下部时，排水管中变成气水混合物密度小于排水管外的泥水混合物密度，这样管内外产生压