基坑降水專項方案與降水計算

PAGEPAGE18基坑降水專項方案與基坑降水計算書山東省城鄉(xiāng)建設勘察院2009.6一、基坑降水方案：1、本次降水方案編制的主要依據(jù)規(guī)范、標準如下：《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021－2001《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-99《建筑與市政工程降水技術工程技術規(guī)范》JGJ/T111-98《工程地質手冊》第三版（參考資料）附近正在施工的A區(qū)基坑降水方案2、場地地質條件：該場地主要含水層為第2層黃土狀粉質粘土、第4-1卵石土及閃長巖殘積土、全風化層。場地地下水位按照31.00米（絕對標高）考慮，綜合滲透系數(shù)參考附近地質報告（該場地北側濟南萬達廣場住宅區(qū)C區(qū)、D區(qū)）和有關文獻規(guī)范，綜合考慮場地地質條件，取3m/d，水位降深酒店部分和商業(yè)部分分別為6.90米和8.40米。3、周邊環(huán)境情況：商業(yè)綜合體基坑北側為拆遷場地，平坦開闊，規(guī)劃為萬達廣場美食街；東側距現(xiàn)有人民商場最小距離約8米；人民商場基礎形式為天然基礎，基礎埋深約2.00米，無地下室。南側為經(jīng)四路，西段距規(guī)劃紅線15～16米，紅線外分布有管線和下水道，距現(xiàn)有人防工程最小距離20.7米；南側東段距規(guī)劃紅線約10米，紅線外為人行道，分布有管線和下水道，距現(xiàn)有人防工程最小距離13.20米；城市管線埋深一般為1.50米--4.00米；基坑西側北段和酒店基坑相距18.85米，間為場地內施工道路。西側南段分別分布有6層磚混辦公樓和魯能大廈，其中6層樓為天然地基，一層地下室，基礎埋深約3.50米，距基坑約3米；魯能大廈13層，采用承臺嵌巖樁基，底板埋深約3.6米，距基坑約4.80米。酒店基坑北側為拆遷場地，平坦開闊，規(guī)劃為萬達廣場美食街；東側北段與商業(yè)綜合體為鄰，間距18.85米；東側南段分別分布有6層磚混辦公樓和魯能大廈，距離分別為4.3米和9.5米；南側為經(jīng)四路，距規(guī)劃紅線17～18米，紅線外為人行道，分布有管線和下水道；西側為緯一路，距規(guī)劃紅線8～10米，紅線外為人行道，分布有管線和下水道，城市管線埋置深度一般為1.50--4.00米。4、降水方案：降水設計時，我院已進行了充分論證和對比，特別是擬建場地北側萬達廣場D區(qū)降水類比，D區(qū)水位降深一般為6.00米，基坑面積與本基坑類似，且降水時間至現(xiàn)在已經(jīng)延續(xù)有四個多月時間，周邊建筑物、管線以及地面沉降變形不明顯，基坑降水對周圍建構筑物影響經(jīng)實踐證明影響不大。根據(jù)濟南萬達廣場住宅區(qū)現(xiàn)在正在降水施工的效果，以及基坑降水對周邊建構筑物的影響程度綜合分析，認為采取大口徑管井降水結合坑內疏干明排措施可以保證工程施工要求，同時，采取密切的監(jiān)測和必要的回灌措施可以保證基坑周圍建構筑物的安全。⑴.基坑采用大口徑管井外圍降水、坑內疏干降水方案，結合坑底根據(jù)基礎分布情況布設排水溝明溝排水措施。⑵酒店基坑降水井間距11.0-13.0米，在樁錨支護部分設置在基坑周邊操作面內，其它段布置在基坑開挖上邊線外1.00米處；疏干井間距25.00米左右，并結合土建結構設計境況，布置在后澆帶等有利于封井的部位，井深以井底進入基坑以下6.50米為標準，分別為15.50米和19.00米。共布置降水井32眼，疏干井5眼。⑶商業(yè)綜合體基坑降水井間距11.0-13.0米，AB、BC段設置在基坑周邊操作面內內，其它各段布置在基坑開挖上邊線外1.00米處；疏干井間距25.00米左右，并結合土建結構設計境況，布置在后澆帶等有利于封井的部位，井深以井底進入基坑以下6.50米為標準，分別為15.20米～18.50米。共布置降水井72眼，疏干井33眼。由于以EL為界分兩次開挖，需增加8眼降水井。⑷降水井、疏干井母孔直徑600mm，井管采用外徑400mm的水泥濾水管，濾料采用直徑5～10mm的級配碎石。⑸在基坑底邊線內300mm處設置寬300mm、深300mm的排水溝，每間隔30米左右設置一集水坑，集水坑較排水溝深500mm，以便在雨季迅速排出坑內積水。⑹基坑周邊地面應修整，構筑排水溝和混凝土地面，并里高外低，做好地面積水有組織的排放。坡頂設置200mm×240mm擋水墻，以防雨水流入基坑。⑺豎向、橫向平均間距3.00～5.00m設置泄水孔，孔徑不小于100mm，深入面層下不小于500mm。泄水孔位置可適當調整，盡量設置在滲透性較強的地層中。⑻根據(jù)周邊類似工程降水經(jīng)驗，工程降水對周邊建構筑物的影響不大，但為確保降水施工期間周邊建筑物的安全，特別是魯能大廈、市規(guī)劃設計院和人民商場以及經(jīng)四路、緯一路管線的使用安全，在基坑降水及開挖期間，應對以上建構筑物加強監(jiān)測，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)隨時分析其變形趨勢，必要時采取回灌或截水措施，確保周邊建筑物安全。同時在降水方案中要求前期降水盡可能減緩水位下降速度，并結合周邊建筑物地面的變形觀測，掌握水位降深與地面沉降的關系，確?；蛹爸苓叚h(huán)境安全。⑼為配合監(jiān)測，在魯能大廈周圍及商業(yè)綜合體基坑東側部位設水位觀測井，觀測井深12-14米，間距20米左右。結合監(jiān)測數(shù)據(jù)隨時分析水位降深與建筑物的沉降變形關系，以及時進行必要的變更措施，確保建筑物安全。二、酒店部分降水計算1、原始條件：計算模型:潛水完整井;基坑遠離邊界水位降深6.000(m)過濾器半徑0.300(m)含水層厚度12.000(m)滲透系數(shù)3.000(m/d)沉降影響深度內土層數(shù)：5地下水埋深:5.000(m)層號層厚度(m)Es(MPa)1填土2.8005.0002黃土3.4006.0003粘土3.50018.0004粘土2.00020.0005殘積土1.60016.000任意點降深計算公式采用：規(guī)程公式沉降計算方法:建筑地基基礎設計規(guī)范方法,考慮應力隨深度衰減的方法,且考慮相互影響半徑3、基坑涌水量計算書基坑屬于均質含水層潛水完整井基坑，且基坑遠離邊界，基坑降深按照6.00米計算計算公式：其中Q──基坑涌水量；k──滲透系數(shù)，k=3.00；(根據(jù)C地塊巖土工程勘察報告提供，并參考有關規(guī)范和文獻綜合取值）H──潛水含水層厚度，H=12.00m；S──基坑水位降深，S=6.00m；R──降水影響半徑，R=72.00m；r0──基坑等效半徑,r0=45.14m?；佑克縌=1068.60m4、每根管井允許進水量：q=120rLk1/3=52m計算最少管井根數(shù)：n=1.1×Q/q=22.6取整得：n=23根5、計算群井抽水情況下單井出水量：q=1.366×k(2H-s)s/(lgRn0/nrn-10r)=44.50m23根管井總出水量為1023.50m則需調整管井數(shù)量，取n=31根重新計算單井出水量：q=1.366×k(2H-s)s/(lgRn0/nrn-10r)≈3531根管井總出水量：Q＝1085m能滿足要求，同時考慮基坑面積較大，井排間距達90米左右，須在基坑內布置疏干井以滿足基坑總涌水量要求，根據(jù)當?shù)亟邓?jīng)驗，基坑內按照25米間距布設疏干井，共計布設疏干井5眼，共計井數(shù)6、水位降深計算：計算公式：其中n──降水井的數(shù)量，n=31r1,r2,……rn──各井距基坑中心或各井中心處的距離。其余符號意義同前計算結果：基坑中心點水位降深S=6滿足要求!7、井深計算：Hw=H1+H2+H3+H4+H5+H6考慮基坑內布設疏干井，井排間距按照30H1=9.80米（基坑深度），H3=3.0米（水力坡度），H4=1.0H5=1.00米（過濾器長度），H6=1.0計算得：井深Hw=16.8、周邊建筑物各角點沉降計算1）建筑物各角點降深與沉降計算: 建筑物角點1:降深=3.666(m)沉降=2.196(cm) 建筑物角點2:降深=4.738(m)沉降=2.954(cm) 建筑物角點3:降深=6.150(m)沉降=1.412(cm) 建筑物角點4:降深=4.621(m)沉降=2.911(cm) 建筑物角點5:降深=3.071(m)沉降=1.825(cm) 建筑物角點6:降深=2.292(m)沉降=1.331(cm) 建筑物各角點:最小降深=2.292(m)最大降深=6.150(m) 建筑物各角點:最小沉降=1.3(cm)最大沉降=3.0(cm) 建筑各角點之間最大傾斜率=千分之0.7496.觀察剖面上各點降深與沉降計算: 觀察剖面上:最小降深=3.474(m)最大降深=5.967(m) 觀察剖面上,地表:最小沉降=2.8(cm)最大沉降=3.2(cm) 觀察剖面上,建筑物埋深平面:最小沉降=1.5(cm)最大沉降=3.0(cm)三、商業(yè)綜合體部分降水計算：1、本次降水方案編制的主要依據(jù)規(guī)范、標準如下：《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021－2001《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-99《建筑與市政工程降水技術工程技術規(guī)范》JGJ/T111-98《工程地質手冊》第三版（參考資料）2、原始條件：計算模型:潛水完整井;基坑遠離邊界水位降深9.300(m)過濾器半徑0.300(m)含水層厚度12.000(m)滲透系數(shù)3.000(m/d)沉降影響深度內土層數(shù)：5地下水埋深:5.000(m)層號層厚度(m)Es(MPa)1雜填土2.0005.0002黃土2.4008.0003粘土0.70020.0004粘土2.50024.0005碎石2.50045.000任意點降深計算公式采用：規(guī)程公式沉降計算方法:建筑地基基礎設計規(guī)范方法,考慮應力隨深度衰減的方法,且考慮相互影響半徑3、基坑涌水量計算書基坑屬于均質含水層潛水完整井基坑，且基坑遠離邊界，基坑降深按照9.3米計算公式：其中Q──基坑涌水量；k──滲透系數(shù)，k=3.00；(根據(jù)C地塊巖土工程勘察報告提供，并參考有關規(guī)范和文獻綜合取值）H──潛水含水層厚度，H=12.00m；S──基坑水位降深，S=9.30mR──降水影響半徑，R=111.60mr0──基坑等效半徑,r0=126.15m基坑涌水量Q=2035.50m4、每根管井允許進水量：q=120rLk1/3=52m計算最少管井根數(shù)：n=1.1×Q/q=43.1取整得：n=44根5、計算群井抽水情況下單井出水量：q=1.366×k(2H-s)s/(lgRn0/nrn-10r)=37m44根管井總出水量為1628m則需調整管井數(shù)量，取n=73根重新計算單井出水量：q=1.366×k(2H-s)s/(lgRn0/nrn-10r)≈28.31根管井總出水量：Q＝2044m3/d基本能滿足要求，同時考慮基坑面積較大，井排間距達110米左右，須在基坑內布置疏干井以滿足基坑總涌水量要求，根據(jù)當?shù)亟邓?jīng)驗，基坑內按照25米間距布設疏干井，共計布設疏干井33眼，共計井數(shù)106、水位降深計算：計算公式：其中n──降水井的數(shù)量，n=31r1,r2,……rn──各井距基坑中心或各井中心處的距離。其余符號意義同前計算結果：基坑中心點水位降深S=10.00滿足要求!7、井深計算：Hw=H1+H2+H3+H4+H5+H6考慮基坑內布設疏干井，井排間距按照30H1=12.00米（基坑深度），H2=0.50米H3=3.0米（水力坡度），H4=1.0H5=1.00米（過濾器長度），H6=1.0計算得：井深Hw=188、周邊建筑物各角點沉降計算（計算距離較近的人民商場）1）建筑物各角點降深與沉降計算: 建筑物角點1:降深=2.038(m)沉降=0.424(cm) 建筑物角點2:降深=0.000(m)沉降=0.000(cm) 建筑物角點3:降深=0.000(m)沉降=0.000(cm) 建筑物角點4:降深=2.783(m)沉降=0.612(cm) 建筑物各角點:最小降深=0.000(m)最大降深=2.783(m) 建筑物各角點:最小沉降=0.0(cm)最大沉降=0.6(cm) 建筑各角點之間最大傾斜率=千分之0.0762）觀察剖面上各點降深與沉降計算: 觀察剖面上:最小降深=1.573(m)最大降深=7.635(m) 觀察剖面上,地表:最小沉降=0.8(cm)最大沉降=1.3(cm) 觀察剖面上,建筑物埋深平面:最小沉降=-1.8(cm)最大沉降=1.2(cm)四、降水施工：根據(jù)建設單位總體施工安排，本工程分兩期進行，一期工程為商業(yè)東部，后期進行商業(yè)西部和酒店部分，降水亦根據(jù)總體施工安排分兩次進行。基坑采用大口徑管井降水，同時結合坑內疏干。酒店基坑降水井間距12.0米，fgha段設置在基坑周邊操作面內，其它段布置在基坑開挖上邊線外1.00米處；疏干井間距25.00米左右，并結合土建結構設計境況，布置在后澆帶等有利于封井的部位，井深以井底進入基坑以下6.50米為標準，分別為15.50米和19.00米。共布置降水井31眼，疏干井5眼。商業(yè)綜合體基坑降水井間距12.0米，AB、BC段設置在基坑周邊操作面內內，其它各段布置在基坑開挖上邊線外1.00米處；疏干井間距25.00米左右，并結合土建結構設計境況，布置在后澆帶等有利于封井的部位，井深以井底進入基坑以下6.50米為標準，分別為15.20米～18.50米。共布置降水井81眼，疏干井33眼。降水井、疏干井母孔直徑600mm，井管采用內徑400mm在魯能大廈周圍及商業(yè)綜合體基坑東側部位設觀測井，必要時進行回灌，以確保建筑物安全。觀測井井深12—14米，間距20米左右。管井施工采用SPJ—15型鉆機或沖擊鉆鉆進，自造泥漿護壁，按設計要求鉆至設計孔深后，調漿撈渣，清刷井壁，下入井管，在井管外均勻地填入濾料，洗井抽水。⑴施工工序定位放線—鉆機就位—鉆進成孔—調漿撈渣—洗刷井壁—下井管—填濾料—洗井抽水。⑵質量控制措施：管井施工及降水嚴格按照《建筑與市政降水工程技術規(guī)范》JGJ111-98的有關規(guī)定組織施工，具體措施如下：①定位放線：按照設計要求，測放出井位，局部井位根據(jù)具體情況作調整，打入長30cm的木樁，按編號準確地在圖紙上標明井號。②鉆機就位：各鉆機根據(jù)施工區(qū)域和技術交底，將鉆機就位，就位時，應做到對點—調平—對點—調平，直到確認在鉆機底盤水平，鉆架垂直且四角支撐穩(wěn)固的情況下，由施工員給其下達開孔通知單。③鉆機成孔：鉆機開孔時，在深度7m范圍內應用中速鉆進，防止開孔時孔斜，鉆進過程中，鉆機操作人員應隨時檢查鉆架的垂直情況和四角支撐的穩(wěn)固情況，保證鉆架在垂直狀態(tài)下鉆進，成井垂直度≤1%。隨時調整泥漿比重，控制在1.2-1.25之間，以利于泥漿攜帶巖渣上返至井口外，達到清渣目的。④調漿破壁管井施工中，調漿破壁是一關鍵工序，因而，鉆至設計深度后，應及時調漿并空轉一段時間，保證孔內泥漿上下均勻，然后自上而下破除泥皮，破壁過程中，每一根鉆桿均應旋轉而下，不得上下拉動鉆桿，同時，邊破壁邊調漿，破壁結束，提出破壁鉆頭，下入撈渣管，進行人工清渣，保證下管前，孔內泥漿在1.15-1.2之間，孔底沉渣小于30cm。⑤下井管，填濾料鉆進成孔結束，應及時下入井管，每節(jié)井管外包60目的工業(yè)濾網(wǎng)，采用4根竹片，三道鐵絲捆綁，井管接頭之間使用防雨布或塑料布封嚴，以防止泥砂從接頭縫隙進入井內，造成淤井，捆綁好的井管下放時，固定在井架兩端的鋼絲繩應同時下放，保證井管平穩(wěn)下入井內，井管外壁，每隔4m應捆綁一組8cm厚的扶正器，確保井管在井內居中，使濾料均勻地分布在井管四周。下管結束，應及時填濾料，濾料采用直徑5～10mm的級配碎石，填濾料時，先蓋好井口，應采用人工從井管四周均勻地填入，禁止整車濾料從一個方向倒入，同時，采用注水填料，填料應緩慢，不得快速集中傾倒，造成井管外圍局部堵塞，無法成井而形成廢井。⑥洗井抽水填完濾料的井，應及時下泵洗井抽水，選用潛水泵量應大于單井出水量，采用自上而下間歇式洗井的方法進行洗井抽水，直到洗清為止，洗井結束，及時向井管外填補濾料并用粘土填實。⑦群井降水正式降水前，應先進行試抽水，以確定泵量，減少開啟關閉潛水泵的次數(shù)，延長潛水泵使用壽命，準備4臺潛水泵備用，正式抽水時，將水泵放置在井底上0.8米處固定，并保持此水位至抽水結束，在降水井外1.0m處鋪設集水管將抽上來的水，集中排往業(yè)主指定的排水處。主排水管采用內徑不小于200mm的鋼管。疏干降水應至少在基坑開挖前15天進行。⑧坑底及坡頂有組織的排水坑底根據(jù)設計要求沿坡腳300mm處，設置一周圈排水溝，并每