上海某金融中心大廈真空深井降水施工組織設(shè)計(jì)

真空深井降水施工組織設(shè)計(jì)PAGEPAGE2金融中心大廈真空深井降水施工組織設(shè)計(jì)二OO三年十二月目錄TOC\o"1-3"\h\zHYPERLINK\l"_Toc61060729"1工程概況1HYPERLINK\l"_Toc61060730"2地質(zhì)條件2HYPERLINK\l"_Toc61060731"3降水方案3HYPERLINK\l"_Toc61060732"4工藝流程4HYPERLINK\l"_Toc61060733"5施工方法5HYPERLINK\l"_Toc61060734"6深井降水技術(shù)措施8HYPERLINK\l"_Toc61060735"7深井降水安全措施9附圖深井降水井點(diǎn)布置平面圖裙房及主樓深井降水剖面圖真空深井降水施工組織設(shè)計(jì)PAGEPAGE11工程概況本工程位于上海市黃浦區(qū)南京西路23號(hào)A地塊、南京西路、新昌路交叉口東北角?；孛娣e約5151m2，首層室內(nèi)地面標(biāo)高±0.00相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高3.50，場(chǎng)地自然地面標(biāo)高約為3.10m。地下為五層深地下室（四層地下室及自行車(chē)夾層），地下四層設(shè)置六級(jí)平戰(zhàn)結(jié)合人防室，基坑開(kāi)挖深度為-22.7m，局部深坑為-25.20m，最深基坑達(dá)-26.45m。上部三層裙房，塔樓三十九層，建筑高度174.75m，為一類(lèi)超高層建筑。建筑面積約72000m2，地下室每層面積約4058m2，裙房每層面積約2500m2，塔樓每層面積約1400m2。本工程基礎(chǔ)形式為鋼筋混凝土灌注樁及現(xiàn)澆鋼筋混凝土厚底板基礎(chǔ)，工程樁為φ850的鉆孔灌注樁共460根，立柱樁126根。鉆孔灌注樁單樁承載力為11500KN，混凝土等級(jí)為C40，⑨層灰色粉細(xì)沙層作為持力層。立柱樁采用φ770和φ630鋼管立柱以及480*480格構(gòu)柱。圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻，墻厚1000mm，深度至標(biāo)高-35.000m，近萬(wàn)象商廈及地鐵2號(hào)線位置，深度至標(biāo)高-36.000m和-39.000m。地下連續(xù)墻頂標(biāo)高為-2.40M。針對(duì)本工程的地下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與深度，結(jié)合環(huán)境情況，地下部分決定采用逆作法施工。上部結(jié)構(gòu)待地下室完成后再進(jìn)行施工。地下連續(xù)墻、工程樁及立柱樁于2001年8月施工完成。地質(zhì)條件本基坑開(kāi)挖范圍大，深度較深，基坑底位于第⑤2層粉質(zhì)粘土內(nèi)，屬一級(jí)基坑。淺部第③層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾薄層粉砂;第④層灰色淤泥質(zhì)粘土夾少量粉砂；第⑤2層粉質(zhì)粘土夾少量粉砂。地層土結(jié)構(gòu)較松散，透水性強(qiáng)，在動(dòng)水條件下易產(chǎn)生流砂等不良現(xiàn)象；基坑開(kāi)挖層以下有高水頭的承壓含水層（第⑦層砂土），對(duì)基坑底板的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。為確?；娱_(kāi)挖及逆作法施工順利進(jìn)行，須采用真空井點(diǎn)和深層井點(diǎn)降水。降水效果如何將是逆作法施工能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵之一。據(jù)勘察報(bào)告，場(chǎng)區(qū)地質(zhì)情況如下表：土層編號(hào)土層名稱(chēng)地層厚度(m)層底深度(m)容重r0kN/m3內(nèi)聚力C（kPa）內(nèi)摩擦角φ滲透系數(shù)Kvcm/sKhcm/s①填土1.501.50②褐黃色粉質(zhì)粘土土1.603.118.917.020.01.42E-0072.15E-007③灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)質(zhì)粘土5.308.417.813.020.01.63E-0071.00E-005④灰色淤泥質(zhì)粘土土8.7017.117.113.010.58.18E-0081.40E-007⑤1灰色粘土3.0020.117.816.011.51.15E-0071.47E-007⑤2灰色粉質(zhì)粘土6.8026.918.213.021.21.88E-0072.56E-007⑥暗綠色粉質(zhì)粘土土3.0029.921.042.821.44.5E-066本工程基坑開(kāi)挖采用地下連續(xù)墻為地下室外墻兼作圍護(hù)結(jié)構(gòu)。施工方法為逆作法，故施工難度較大。降水方案根據(jù)工程資料，在整個(gè)基坑內(nèi)布置12口深井，連接4臺(tái)真空泵進(jìn)行降水。采用真空深井降水，即在深井中用真空聚水，深井水泵抽水以達(dá)到基坑降水和土體排水固結(jié)的目的，使基坑內(nèi)被動(dòng)土壓力增強(qiáng)，減少連續(xù)墻體根部的位移，為基坑開(kāi)挖創(chuàng)造有利條件。由于本深井為多節(jié)濾頭這一特殊結(jié)構(gòu)，使真空能作用于地表以下各土層，將土層中自由水充分吸出，由深井內(nèi)水泵排除，效果特別好；同時(shí)，由于自由水充分排除，在重力作用下，土體空隙比下降，密實(shí)度提高，進(jìn)而提高土體強(qiáng)度，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)起到增加被動(dòng)土壓力、減小變形的目的。考慮逆作法施工因素，本基坑采用分層降水，自上而下的降水方式，以確保上部先降水先開(kāi)挖之目的，即確保在頂板、下層樓板及大底板施工的前后10天內(nèi)，保持地下水位在挖土面下1米的深度范圍，確保該層板在澆搗過(guò)程中保持穩(wěn)定。下臥土層在樓板混凝土澆搗及養(yǎng)護(hù)期間不發(fā)生排水固結(jié)。深井隨樓板施工澆搗前后分層拆除，而潛入相應(yīng)樓板模板部位下，待該層土體挖掘后，按上述程序重復(fù)，直至挖到大底板墊層處為止。深井布置按避開(kāi)工程樁、土體加固區(qū)、剪力墻及地下結(jié)構(gòu)柱與樓板梁的原則均布。待正式深井定位時(shí)，按深井平面布置圖要求進(jìn)行深井成孔，各深井成孔皆采用干鉆，允許各井點(diǎn)中心作適當(dāng)調(diào)整。深井上端潛入樓板下后，各井出水管及真空管則從樓板就近的預(yù)留孔中穿引至樓板上部后引出，隨挖土面的降低而暴露的井管必須與結(jié)構(gòu)固定。為提高降水效率，同時(shí)考慮逆作法施工特點(diǎn)，本工程采用每節(jié)2.5米標(biāo)準(zhǔn)節(jié)井管用聯(lián)接法蘭聯(lián)接，并按拆除順序分段設(shè)置濾頭，隨挖土深度逐段拆除，井管底部下濾頭長(zhǎng)3m，上級(jí)濾頭每節(jié)長(zhǎng)2.5m，見(jiàn)附圖。降水標(biāo)高達(dá)到基坑底標(biāo)高1.0m以下。深井采用ZGJ—50型真空管井式井點(diǎn)，深井成孔直徑700mm，考慮到沉渣的因素，每口井的鑿井深度相應(yīng)加深0.5~1m。每口井配深井水泵，共12臺(tái)深井水泵，4臺(tái)真空泵，及備用泵數(shù)臺(tái)，真空泵連接各個(gè)深井。由于深坑部位有注漿加固區(qū)域，如果該部位注漿過(guò)早會(huì)引起深井管的堵塞，因此建議在土面挖至離深坑基底6~7m時(shí)，再進(jìn)行注漿施工。水位觀測(cè)可通過(guò)降水井觀測(cè)孔進(jìn)行。具體方法是任選3口深井，停止抽水24小時(shí)然后測(cè)得水位。在全部真空降水系統(tǒng)安裝完畢按正常抽水條件，降水2周后可進(jìn)行土方開(kāi)挖，在土方開(kāi)挖期間應(yīng)盡可能保持降水施工不間斷，使水位始終保持在土層以下，降水期間應(yīng)配合做好坑外地下水的觀測(cè)。降水工期直到土方開(kāi)挖結(jié)束，砼墊層施工完畢后為止，經(jīng)總包方監(jiān)理方認(rèn)可后拔除井管。工藝流程井管定位——鉆孔、清孔——吊放井管——回填粗砂——安裝深井降水裝置——調(diào)試——預(yù)降水——隨挖土進(jìn)程——節(jié)節(jié)往下拆除井管——降水至每層板下1.0m處——繼續(xù)降水至坑底1.0m——砼墊層澆搗后拆除井管、濾頭——退場(chǎng)施工方法開(kāi)鑿深井井點(diǎn)布位根據(jù)降水要求、降水有效范圍，并考慮避開(kāi)樁位、土體加固區(qū)、剪力墻、地下結(jié)構(gòu)柱及樓板梁，以有利于土方施工、有利于拆除為原則，實(shí)際施工井位可現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)。井管安裝：首先用鉆機(jī)成孔，成孔孔徑深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后，用高壓水沖井，然后將深井管吊入孔中，并使井管下口懸掛于井底上0.5m，稍加固定，沿鋼管外圍四周均勻地投入粗黃沙，并使所填黃沙至自然地面標(biāo)高下1.5m處，排除積水，投入粘土封口，以防漏氣。深井降水效果好壞，關(guān)鍵是要抓好成孔、清孔、填沙、密封等四個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)濾水的黃沙必須使用深井粗沙、小細(xì)石砂或瓜子片。成孔、下管、回填、洗井應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不可中斷。成井和下管應(yīng)保證鉆井深度到位。安裝深井水泵、真空泵：安裝前須檢查電機(jī)和泵體，確保完好無(wú)誤后方可安裝；施工過(guò)程中必須保證各連接部位密封可靠不漏氣；真空泵進(jìn)出水、進(jìn)出氣調(diào)節(jié)好，保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)；吸水機(jī)組合全部安裝完畢，檢查無(wú)誤后，可通過(guò)調(diào)試，有不正?，F(xiàn)象必須及時(shí)排除。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，為了確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)、臨近建筑及地下管線的安全，根據(jù)要求，降水施工也要配合有關(guān)部門(mén)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)，以確保安全。安裝管路系統(tǒng)：根據(jù)挖土施工特點(diǎn)，所有深井均隨挖土進(jìn)程一節(jié)節(jié)往下拆，排水管路則從地下室頂板的預(yù)留孔引出，在基坑邊緣匯入總管，并將水排入下水道（清水）。設(shè)在每口井內(nèi)的單向閥門(mén)可確保抽上地面的水不會(huì)回流至井內(nèi)。管理上應(yīng)裝有相應(yīng)的儀表及閘閥，以便于控制和觀測(cè)。氣管連接處必須注意密封，防止漏氣。降水管理根據(jù)水位觀測(cè)情況，控制降水井排水時(shí)間和時(shí)間間隔，控制真空泵抽吸力度。開(kāi)始預(yù)降水時(shí)不需加真空，待每口井的單次出水量低于0.3m3時(shí)再加真空，真空度一般控制在0.03—0.08mpa4之間，先期以小為好，后可逐漸增大。安排專(zhuān)業(yè)人員日夜值班，進(jìn)行排水降水控制操作、水位觀測(cè)和數(shù)據(jù)記錄。每天匯總報(bào)送總包一份?；映鏊拷y(tǒng)計(jì)方法有二：一用大口徑自來(lái)水表；二可根據(jù)深井水泵額定流量（m3/h）來(lái)統(tǒng)計(jì)。我們根據(jù)歷次降水工程實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)自來(lái)水表（清水表）對(duì)于含有些微泥砂的地下水無(wú)能為力。主要是深井泵啟動(dòng)之瞬間，會(huì)有些微沉淀于井底的泥砂被汲入泵內(nèi)，泥砂隨水流出后，很快會(huì)在自來(lái)水表內(nèi)淤積，使水表的轉(zhuǎn)動(dòng)部分逐漸失去功能，時(shí)常不轉(zhuǎn)，使統(tǒng)計(jì)的誤差加大。而根據(jù)深井水泵的額定流量（m3/h）統(tǒng)計(jì)，用秒表計(jì)時(shí)，簡(jiǎn)易可靠，誤差小，較為可行。本工程采用上海電機(jī)集團(tuán)公司所產(chǎn)之QX6-25-1.1型人民牌潛水電泵，為名牌產(chǎn)品，額定流量為6m3/h，即每分鐘為0.1m3，我們根據(jù)出水時(shí)間統(tǒng)計(jì)出水量。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，須密切注意真空效果，做好密封工作；若因地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏而引起坑外水位下降超過(guò)規(guī)定值時(shí)，應(yīng)控制抽水力度或停抽。拆除井管在坑底砼墊層澆搗前后，根據(jù)降水實(shí)際效果，征得總包方同意，即可拆除降水井和輸水管路，起拔濾頭。用神仙葫蘆和千斤頂為起拔工具，采用徐徐頂起，緩升慢拉的方法將濾頭提至坑底砼墊層，隨后用吊機(jī)或人工移走，濾頭拔除后的濾孔洞由甲方用砂石碎塊填平夯實(shí)。井管拆除視基坑降水情況而定，降水效果好，則可在挖土?xí)r逐步拆除；效果差，則需一直抽水，直至基坑土方挖完后方可拆除井管。深井降水技術(shù)措施為配合挖土施工，成孔先后順序按挖土施工要求進(jìn)行（先挖處先打）。各孔定位可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要作適當(dāng)調(diào)整。成孔要垂直，成孔深度要按編號(hào)測(cè)量后記錄在案并交技術(shù)部門(mén)。特別是對(duì)清孔后的孔深度尺寸要進(jìn)行復(fù)測(cè)記錄，以確保深井泵安裝深度。清孔的基本要求：在成孔深度到位后，必須以壓力清水自孔底部開(kāi)始反沖，以清除成孔時(shí)的泥漿，直到孔內(nèi)泥漿全部排出（抽出），孔內(nèi)水質(zhì)略有混蝕（手感無(wú)明顯泥沙殘質(zhì)）方可。如有塌孔，則需繼續(xù)反沖清孔，直至嚴(yán)格達(dá)標(biāo)。（r=1.05-1.1g/cm3）灌深井砂，必須在深井泵安裝落井就位后的同時(shí)立即進(jìn)行，深井管必須嚴(yán)格置于孔的中心位，灌砂時(shí)要求在孔的中心線兩側(cè)同時(shí)灌入。以防單面灌入造成深井管底部偏心移位，影響砂層厚度及降水效果。灌砂至自然地面標(biāo)高下1.5m處時(shí)，即在孔內(nèi)填入粘土夯實(shí)，以封閉井口。為確保預(yù)降水的時(shí)間，各降水深井成孔后務(wù)必連續(xù)作業(yè)以供深井設(shè)備及時(shí)安裝之用。為利于降水設(shè)備的安裝，成孔清孔時(shí)的泥漿應(yīng)及時(shí)清理或外運(yùn)，以確保井周?chē)鷪?chǎng)地的操作使用。深井降水安全措施必須樹(shù)立安全第一的思想，嚴(yán)格遵守建筑安裝施工企業(yè)的有關(guān)各項(xiàng)安全生產(chǎn)規(guī)定及操作規(guī)程。嚴(yán)格按深基礎(chǔ)深井降水的施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，所有施工人員必須按規(guī)定持證上崗，集中思想，精心操作。所有現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須遵守現(xiàn)場(chǎng)施工的安全紀(jì)律。所有參與深井降水施工的人員（含鉆孔、深井裝拆、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)操作），嚴(yán)禁酒后開(kāi)機(jī)或操作。鉆孔、清孔的協(xié)作單位必須簽訂安全生產(chǎn)協(xié)議書(shū)，進(jìn)場(chǎng)的施工人員必須同樣嚴(yán)格按以上要求進(jìn)行運(yùn)作及施工、操作。成孔、清孔后的深井施工必須從速，要求在半小時(shí)內(nèi)進(jìn)行深井管的安裝及清砂、填土作業(yè)，不得留深孔于場(chǎng)地。確因特殊外因要延時(shí)安裝深井，則必須立即將井口設(shè)標(biāo)圍護(hù)，以防人、物墜入。在土方開(kāi)挖后的基坑內(nèi)維護(hù)深井，應(yīng)注意在挖機(jī)行程外以免碰傷。在基坑內(nèi)裝拆深井設(shè)備時(shí)，應(yīng)注意周?chē)馏w，以防發(fā)生局部坍塌傷人事故。降水后期深井管需登高檢修或拆卸時(shí)，登高支架上部必須與井管臨時(shí)捆扎牢固，以防側(cè)向傾斜。鉆機(jī)、真空泵等設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，必須停機(jī)檢查、修理。