目录一、工程概况 (1)二、地质条件 (1)三、降水方案 (2)3.1 井点数量布置方案 (2)3.2 承压水井数量布置方案 (3)3.3 降水井数量计算 (3)3.4 降水施工关注要点 (4)3.5 井点封闭措施 (4)四、工艺流程 (6)五、施工方法 (6)六、深井降水技术措施 (7)七、深井降水安全措施 (8)八、深井降水井点布置平面图 (9)真空深井降水施工组织设计一、工程概况二、地质条件1、地形地貌拟建零陵路站位于东安路,车站大部分位于零陵路北侧,南端与在建轨道交通4号线东安路站呈十字交叉。
场地周围以住宅、医院和单位厂房为主。
场地地势较为平坦,地面标高(吴淞高程)一般在3.85~4.69 m之间。
地貌形态单一,属滨海平原地貌类型。
本车站范围地基土分布有以下特点:(1)浅部以饱和粘性土为主,无粉性土分布,第②层褐黄~灰黄色粉质粘土下为第③1层淤泥质粉质粘土和第④1层淤泥质粘土,其中第③1层中夹较多薄层粉性土。
(2)第⑤1层土分布较为稳定,上部粘性较重,向下夹较多薄层粉土,划分为⑤1-1、⑤1-2层两个亚层。
(3)本车站第⑥层缺失,分布次生土层⑤3、⑤4层。
第⑤4层层顶埋深一般在41.50~43.50m,厚度1.30~3.10m左右。
(4)第⑦层可划分为⑦1-1、⑦1-2层两个亚层,其中⑦1-1层顶埋深一般在43.5~45.7m左右;第⑦1-2层层顶埋深约为48.0~50.45m左右。
2、地下水类型据上海地区区域资料地下水主要有浅部粘性土层中的潜水,部分地区浅部粉性土层中的微承压水和深部粉性土、砂土层中的承压水。
据区域资料,承压水位,一般低于潜水位。
浅部土层中的潜水位埋深,离地表面0.3~1.5m,年平均地下水位离地表面0.5~0.7m。
深部承压水位(第⑦层),埋深在3~11m之间。
潜水位和承压水位随季节、气候、潮汐等因素而有所变化。
本次勘察期间测得的潜水水位埋深为0.40~1.90m,通过现场试验测得第⑦1层承压水水位埋深为10.25m。
本工程上海市政设计研究院已考虑在充分考虑交通管线状况下分阶段施工减少对周边环境的影响。
我司认为:在施工期间,在本基坑为地下三层结构,挖深较深,虽采用多道支撑确保基坑稳定,但在基坑降水阶段仍需对原东安路站进行严密监测,确保原建地铁站的安全,若施工不当,仍然会对4#线造成不可估量的损失。
本方案基坑降水必须在基坑整个施工过程中,对坑壁渗漏水情况严加观察,做好对周围环境的监测,尤其是地下管线的沉降及位移,以及周围地面的沉降,并且时刻关注坑内外水位的变化情况等。
三、降水方案根据本基坑挖深在21.6~23.5米,在⑦1层有承压水,因此对本基坑的降水应分为疏干井和承压井两种。
3.1 井点数量布置方案1、第一阶段南北端头井及北风井施工期间,施工两区域内共设8口深井,其中部分只降潜水为一般深井,部分需降承压水为承压井。
南端头井设置3口,北端头井设置2口深井,北风井布置3口,南端头井与北端头井内两口井施工阶段用于降低地下潜水,南端头井东侧一口井用于降承压水,北风井由西向东三口井作用依次为:第一口同时降低潜水与承压水,第二、三口施工阶段仅用于降低地下潜水。
详细位置及用途见第一阶段深井平面布置图。
各井均在打设完毕后开始降水,在底板施工阶段深井井点兼作泄水孔,待结构全部完成后封闭,做好井管在底板埋设处的防水抗渗漏工作。
深井水泵抽水以达到基坑降水和土体排水固结的目的,土体空隙比下降,密实度提高,进而提高土体强度,使基坑内被动土压力增强,减少围护墙体根部的位移,为基坑开挖创造有利条件。
为提高各土层的降水效果,本深井采用带滤孔标准节与一般标准节间隔布置,且使真空能作用于地表以下各土层,将土层中自由水充分吸出,再由深井内水泵排除,根据我司以往众多工程实践,效果特别好;同时,为确保降水不对周围造成影响,采取分层分节降水------降水深度始终控制在每层挖土标高以下1m左右。
3.2 承压水井数量布置方案根据南北端头井挖深在23.5m,根据地质报告所提,本场地埋深约45米下存在第7-1层为承压含水层,椐上海地区已有工程的长期水位观测资料,该层承压水位呈年周期性变化。
根据总包要求第一阶段施工期间在南北端头井东侧各布置1口承压井,其中北面1口兼降潜水与承压水,并在北风井底板施工以后在井口设置压力感应装置及抽水泵,当压力超出警戒线(0.22kg/cm2)时用水泵进行抽水,低于安全线(0.05kg/cm2)停止抽水;南面1口专降承压水,并设置液面感应装置,当承压水头超出超出警戒线(地面下11m)开始抽水,当水头低于安全线(地面下12m)时停止抽水。
3.3 降水井数量计算本计算仅核疏干井(承压井兼做考虑)数量。
一、基坑涌水量计算:1、基坑中心要求降低水位深度S’:S’=21.5-0.5+0.5=21.5m2、地下水位以下井管长度:S=21.5+1/10*20/2=22.5 m3、有效带深度Ho:S / (S+L)= 22.5/ (22.5+3) =0.88,查表:Ho=1.85(S+L)=1.85* (22.5+3)=47.2 m4、影响半径R:现场渗透系数K平均按5*10-6cm/sec计算,即0.00432m/d计算R=2S(HoK)1/2=2*22.5*(47.2*0.00432)1/2=20.3 mro= (140*20/3.14)1/2=29.9 m5、基坑涌水量:(2Ho - S’)S’Q=1.366Klg(R+ ro)-lg ro(2*47.2-21.5)* 21.5=1.366*0.00432*lg(20.3+29.9)- lg29.9=41.1 (m3/d)3.4 降水施工关注要点对于本工程监理环境的特殊性,以及配合现场施工进程,我司对降水措施的必须注意事项如下:1、在工程具备挖土前一个月,进行预降水,为确保基坑挖土顺利,保证基坑的降水量为2方/天/口井的出水量,以后随着挖土的进程,也有约0.5~1方/天/口井的正常出水量;2、挖土前期进行预降水,为保证基坑下部的降水效果,通过增加降水频率,保证每天有8~10次的抽水次数,且根据每口井出水量情况加真空确保出水量;3、根据基坑内布置的深井,应针对基坑周边情况来确定水位观测井,按照我司长期从事井点降水施工的经验,在坑内另设水位观测孔往往不能准确反映该处的水位下降情况,因此按我司做法,将水位观测井与降水井合二为一,即在管顶的盖板上另设置一个专用于观测井内水位的装置,这样既能观测到该井水位情况,也不影响该井的抽水效果;4、深井布置按避开工程桩、土体加固区,以及尽量靠近格构柱便于固定,目前拟定的位置可根据实际情况作微量调整。
待正式深井定位时,即进行深井成孔,各深井成孔皆采用湿钻。
5、考虑到基坑挖深较深,采用分层降水、自上而下的降水方式,以确保上部先降水先开挖之目的,即确保在每层支撑、挖土及垫层施工的前后10天内,保持地下水位在每次挖土面下1米的深度范围。
6、为提高降水效率,本工程采用每节2.0米标准节井管用联接法兰联接,并按拆除顺序分段设置带滤孔标准节,井管底部下滤头长3m,坑底以上所有标准节每节长2.0m,见图。
最终降水标高达到基坑底标高0.5m以下。
7、深井采用ZGJ-50型真空管井式井点,深井成孔直径550mm,考虑到沉渣的因素,每口井的凿井深度相应加深0.5~1m。
8、本工程坑底若有注浆加固区域,则建议在土面挖至离深坑基底6~7m时,再进行注浆施工,否则注浆过早会引起深井管的堵塞,而影响降水效果。
3.5 井点封闭措施底板施工时需在井管内埋设一段φ70水煤气管,钢管上口与底板上表面相平,底板混凝土浇捣时将管口螺丝暂时封住,底板施工完成以后再将管口打开用管道泵深入井点进行降水。
为防止水从钢管外测渗入,钢管埋设时需在管外壁设两道止水片,止水片宽度10cm,两道止水片相隔400mm,上一道止水片距底板面400mm,降水完成以后将关口螺丝拧紧。
详见下图。
深井井管φ70水煤气管止水片底板400400400压力表水泵一般井点封闭北风井承压井点口示意图南端头井东侧承压井设液面感应装置,若承压水头超出安全要求则进行抽水,北风井东侧一口在堵头处设置T 头,分别接压力感应装置及水泵,当压力超出安全范围时用水泵进行抽水。
北风井承压井点口示意图承压井在围护施工阶段打设完毕,结构施工完毕后封闭。
四、工艺流程本工程采用200型水文地质钻机,成孔采用水钻孔工艺。
流程如下:井管定位→钻孔、清孔→吊放井管→回填粗砂→安装深井降水装置→调试→预降水→施工首道支撑→随挖土进程→节节往下拆除井管(按实际情况)→降水至每层挖土面下1.0m处→继续降水至坑底1.0m →砼垫层浇捣后拆除井管、滤头→退场五、施工方法1、开凿深井(1)井点布位根据降水要求、降水有效范围,并考虑避开桩位、土体加固区,以有利于土方施工、有利于拆除为原则,实际施工井位可现场协调。
(2)井管安装:首先用钻机成孔,成孔孔径深度达到设计要求深度后,用高压水冲井,然后将深井管吊入孔中,并使井管下口悬挂于井底上0.5m,稍加固定,沿钢管外围四周均匀地投入粗黄沙,并使所填黄沙至自然地面标高下1.5m处,排除积水,投入粘土封口,以防漏气。
(3)深井降水效果好坏,关键是要抓好成孔、清孔、填沙、密封等四个环节,同时滤水的黄沙必须使用深井粗沙、小细石砂或瓜子片。
成孔、下管、回填、洗井应连续进行,不可中断。
(4)成井和下管应保证钻井深度到位。
2、安装深井水泵、真空泵:(1)安装前须检查电机和泵体,确保完好无误后方可安装;(2)施工过程中必须保证各连接部位密封可靠不漏气;(3)真空泵进出水、进出气调节好,保证正常运转;(4)吸水机组合全部安装完毕,检查无误后,可通过调试,有不正常现象必须及时排除。
中国工程监理人才网/(5)在基坑开挖过程中,为了确保围护结构、临近建筑及地下管线的安全,根据要求,降水施工也要配合有关部门加强结构监测和环境监测,以确保安全。
3、安装管路系统:(1)根据挖土施工特点,所有深井均随挖土进程一节节往下拆,排水管路则从地下室顶板的预留孔引出,在基坑边缘汇入总管,并将水排入下水道(清水)。
设在每口井内的单向阀门可确保抽上地面的水不会回流至井内。
(2)管理上应装有相应的仪表及闸阀,以便于控制和观测。
气管连接处必须注意密封,防止漏气。
4、降水管理(1)根据水位观测情况,控制降水井排水时间和时间间隔,控制真空泵抽吸力度。
开始预降水时不需加真空,待每口井的单次出水量低于0.3m3时再加真空,真空度一般控制在0.03—0.08mpa4之间,先期以小为好,后可逐渐增大。
(2)安排专业人员日夜值班,进行排水降水控制操作、水位观测和数据记录。
每天汇总报送总包一份。
(3)如在降水过程中,发现抽出的水质混浊,则采用洗井方式以保证水质较清。