北戴河海天。森林假日别墅群降水工程设计及施工组织方案

北戴河海天·森林假日车库降水施工方案保定建业工程公司2011年11月3日18 目录1工程概况31.1工程简介：31.2工程特点：32岩土工程地质条件32.1地基土的构成与特点：32.2地下水：43编制依据44降水工程设计44.1降水技术方案：54.1.1抗突涌验算：54.1.2降水方案的选择：64.2降水井出水量计算：74.3降水井数量及布置：84.4降水井结构设计：94.4.1井管：94.4.2填砾与管外封闭：94.5水位观测孔布置与结构设计：94.6降水辅助设施设计:104.6.1排水系统:1018 4.6.2输电系统:115施工组织及要求125.1施工组织：125.2准备阶段要求：135.3降水井、水位观测孔施工要求:135.4试验性抽水要求:145.5排水含砂量要求:146施工监测与降水维护166.1监测内容:166.2监测要求:166.3降水监测：166.4降水维护：177降水对周边环境的影响1818 1工程概况1.1工程简介：北戴河海天·森林假日位于北戴河海宁路。其西南边为海宁路，西侧紧邻北石汽修厂、大薄荷寨村村委会，北边与北戴河建筑公司预制板厂相邻，东与儒林木业相邻。本工程由二十一个子项组成，分别为会所、地下车库、1～19#楼共二十一个子项。1.2工程特点：1.2.1占地面积大、地质情况复杂、处于滨海沉积平原。1.2.2施工难度大、建造技术要求高。2岩土工程地质条件2.1地基土的构成与特征根据秦皇岛华勘岩土工程勘察有限责任公司提供的《北戴河海天·森林假日项目南区岩土工程勘察报告》，拟建项目地层分为6层：①杂填土（Q4ml）：杂色，松散，稍湿,以黏性土为主，含有碎砖头、碎砼块、碎石及灰渣等建筑垃圾，局部含有大块建筑垃圾。层厚0.60～1.80m，层顶标高3.55～4.32m。该层分布全场地。②细砂（Q4al）：黄褐～灰黑色，松散，饱和。长石-石英质，均粒结构。局部夹中砂层。层厚1.40～2.60m，层顶标高1.81～3.31m。该层分布全场地。③粉土（Q4h）：灰色，湿,密实，含淤泥质，含砂粒，局部夹砂薄层。摇震反应中等，捻面较粗糙，无光泽，干强度及韧性低。层厚1.0018 ～2.40m，层顶标高0.07～1.22m。该层分布全场地。④粉质黏土（Q3al）：黄褐色，顶部灰色，可塑,局部硬塑，局部夹砂薄层，底部含砂粒。摇震反应无，捻面较光滑，稍有光泽，干强度及韧性中等。层厚5.10～7.50m，层顶标高-1.73～0.12m。该层分布全场地。⑤粗砾砂（Q3al+pl）：黄褐色，中密～密实，饱和。长石-石英质，混粒结构。含砾石，含黏性，局部夹粉质黏土薄层。穿透部分层厚0.80～5.20m，层顶标高-8.46～-6.03m。该层分布全场地。⑥强风化混合花岗岩（Ar）：黄褐色，原岩组织结构已大部分破坏，粗粒结构，块状构造，主要成份为长石，石英及云母。坚硬程度为软岩，完整程度为破碎，岩体基本质量等级属Ⅴ级。厚度未穿透，揭露部分层顶标高-13.66～-7.39m。该层分布连续稳定。本区地震设防烈度为7度区，对地基内存在的饱和砂土及粉土层进行液化判别。本场地第②③⑤层饱和砂土及粉土经初判：第⑤层粗砾砂地质年代为第四纪晚更新世（Q3）,属不液化土，第②③层为液化土层，为中等液化地基。场地地面绝对标高变化在3.55～4.32m之间，相对高差约0.77m。地形起伏变化较小。场地为滨海沉积平原。场地周边和整场地内不存在陡坎和切沟，场地自然地形稳定。2.2地下水：上层地下水类型为第四系孔隙潜水，含水层主要为第②层细砂和第③层粉土，第②层富水性及透水性较强，第③18 层富水性及透水性均较弱。3编制依据：（1）国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）（2）国家行业标准《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）（3）国家标准《供水管井技术规范》（GB50296-99）（4）国家标准《供水水文地质勘察规范》（GBJ27-88）4降水工程设计：4.1降水技术方案：4.1.1基坑抗突涌验算：依抗承压水突涌计算基坑底下隔水顶板土体最小厚度理论公式：进行抗突涌验算。式中：—坑底至承压含水层顶板的土体厚度（m）；—承压水水头高（m）；—水重度（取）；—D范围内土的平均天然重度（取）；—坑底突涌抗力分项系数，～1.2。根据场地岩土工程和水文地质勘察结果，本工程地段下层承压水水头标高2.53～3.12m，我们10月6日在本工程场地内试挖5个有代表性的点（具体位置见降水井点布置图），次日观察：1#降水井点水位高程：3.480m,2#降水井点水位高程：4.000m,3#降水井点水位高程：3.090m,4#降水井点水位高程：2.570m,5#降水井点水位高程：2.630m。与地勘报告的数据略有差异，降水应按现场实际为准。18 按承压含水层顶标高（第②层1.81～3.31m，取最不利于施工的最高水位3.310m计算），承压水水头高4.00m（2#降水井点4.000m～4#降水井点2.57m，取最不利于施工的最高水位），基坑底至下层承压含水层顶板土体平均天然重度，按极限平衡条件考虑，即时即本工程基坑底至下层承压含水层顶板的土体最小厚度不得小于1.19m，而试挖表明（以2号点为例），车库基坑底至下层承压含水层顶板土体厚度为1.70-1.22=0.78m，因此基坑底产生承压水突涌是必然的。根据车库积水坑、基坑开挖深度、含水层特征、工程环境、施工工期，场地类型的复杂程度及降水深度多方面考虑，坑底突涌抗力分项系数取1.1时。，即，（第③层含水层厚度1.00～2.40m，取最薄处1.00计算）那么，需降低承压水水位为：4.1.2降水方案的选择：降水工程设计采用的技术方案，可根据含水层岩性、渗透性及降水深度来确定，而车库基坑最大开挖深度3.4m(标高1.700m)，坑底下承压含水层顶板埋深3.88m(标高1.220m)、降水深度最小需在1.21m以下，因此，只有采取减压降水的技术方案。18 减压降水是将承压含水层水头降低到某一深度，以减小承压水水头压力，防止并避免基坑底产生承压水突涌，保证基坑施工安全。这类降水降低承压水水位幅度小，基坑降水排水量不大，需布置的降水井数量较少，抽降水引起地面沉降影响范围和沉降量也较小，因此工程造价较省。4.2降水基坑出水量计算：减压降水基坑出水量计算是根据地下水类型、补给条件，降水井的完整性以及基坑面积、形状、降水深度、布井方式等因素，合理选择计算公式，来进行计算。本工程降水采用减压降水方案，设计动水位深度1.600m，水位降2.300m，基坑出水量计算在场内按梅花形布井方法。此方法不仅安全可靠，对基坑开挖与结构施工及工期也有利。场内布井，考虑到车库地下连续墙施工有一定的作业面，降水井拟在场内外围按每栋楼之间布一个井，成梅花形等距离布置，降水井距车库中心20m左右。车库内因土方开挖量较大，待车库内土方挖至设计位置后，（此时场内水位已降至此位置以下），再布置4个将水井点。外围基坑出水量按承压完整井公式计算：式中：—基坑降水出水量（）；—导水系数，按勘察建议，取；—基坑中心水位降，按上述抗突涌验算，取）；—降水期间影响半径，取（m）；—大井园半径，取。18 计算结果：=156.17()4.3降水井数量及布置：根据水文地质勘察结果，取干扰井群单井出水量，则需降水井数量为：取（口）考虑到旋流池基坑施工期较长，且应有1～2口井作备用，故降水安全系数m取1.2，则设计降水井数量为（口）。由于基坑降水改变了地下水的渗流场，加之场地地层岩性的非均质和各向异性，为确保基坑坑内承压水水位降深能达到设计要求，以及有利于基坑开挖和结构施工，设计在车库外围单体建筑之间按梅花形等距离布置降水井12口，井间距30～50m之间，在车库内布置降水井4口。在基坑中心布置4口降水井的目的是：在坑外降水井投入降水运行后，再在车库内布置4口降水井，进行水位跟踪监测，随时预报坑内水位降深，以利于基坑开挖施工，如若坑外12口降水井尚不能将基坑内承压水水位降深到设计水位降要求时,可将基坑内降水井投入降水运行，以确保基坑最终水位降能满足设计要求，并作为一种应急措施。4.4降水井结构设计：18 降水井井身结构系依据降水地段地质岩性构成、水文地质条件、施工要求及有关规范规定设计。管井深度与过滤管安装深度以开采含水层（段）的埋深、厚度、渗透性、富水性及其出水能力等因素来综合确定，根据勘察表明：本场地内第②层为细砂，松散，饱和。长石-石英质，均粒结构。局部夹中砂层。埋藏在本场地基坑底下面的含水层，孔径和井管管径则按反滤层厚度，排水含砂量要求及安泵深度，泵型决定，综合考虑上述因素。4.4.1井管：降水井采用混凝土井管，单件长度0.8m,￠300mm,壁厚7mm，两头70mm无孔，中间650mm为过滤器，孔隙率30%，设置深度3.2～4.8m，过滤器底部设碎石过滤层，上部井管管顶伸出地面0.3m。4.4.2填砾与管外封闭：自孔底至高程4.000m的承压含水层深度段环填碎石，以形成良好的人工反滤层。在高程4.000m以上至孔口填1～3mm和3～5mm混合砾料。以进行管外封孔。封孔目的是将上层潜水与下部承压水封隔，以避免潜水被疏干后排水固结引起地面过大沉降。4.5水位观测孔布置：4.5.1水位观测孔布置与结构设计：4.5.1.1水位观测孔布置：a水位观测孔布置目的：⑴了解降水过程中基坑内外承压水水位随时间和距离的变化规律；18 ⑵了解降落漏斗的分布及扩展规律；⑶及时掌握地下水的动态规律，为信息法施工提供依据；⑷为合理预测地面及邻近建(构)筑的沉降提供数据。b水位观测孔布置：⑴车库内:以车库范围内降水井兼作水位观测孔，以观测场内承压水位随降水井排水量、降水时间的动态变化，根据施工情况调配降水井运行数量和排水量，掌握水位降与排水量、时间的相关关系。⑵车库外:根据车库基础周围其它单体楼施工情况，选择在车库外的两侧选择水位观测孔3个，坑外布置水位观测孔主要目的是了解降落漏斗的分布范围及扩展规律。4.5.2.2水位观测孔结构设计:车库内水位观测孔因兼作水位观测和降水井使用，其结构设计按降水井进行。4.6降水辅助设施设计:4.6.1排水系统:基坑开挖期间，降水排水量将达150m3/d，抽排的地下水需通过排水系统排入下水道流走，防止地下水回灌淹没施工场地。因占地面积大，而且车库处于二十栋单体中间，以及前期桩基础施工，排水只能采用从降水井用潜污泵抽出，在东、西两边围墙旁边钢管架，架上架设PVC管，管中加三通，水泵出水胶管排入PVC三通中，从场地由18 南向北排入北边沉淀池，流水坡度按2﹪考虑，经沉淀后排入市政排污系统。在沉淀池壁安装堰板，定期进行量测，以建立排水量与水位埋深的关系。4.6.2输电系统:降水井降水运行电源功率20KW/h。分别从南北边专用配电箱内供给。18 5施工组织及要求5.1施工组织：按项目管理要求组织施工，实行项目经理负责制，配备有经验的施工技术管理人员组成项目管理班子，指挥协调工程施工，并按基坑降水质量达标要求，由主任工程师或专业工程师进行技术监督与管理把关，管理班子下设技术组、抽降水值班组、电工组、安全保卫行政管理组等组成基坑降水疏干组织。岗位定员姓名主要职责项目经理1全面领导工程施工，是工程质量、进度、安全和文明生产的第一责任人。项目副经理1协助项目经理抓好工程质量、进度、安全和文明生产。技术负责1全面负责生产技术工作，质量管理直接负责人。根据业主提供的技术资料和图纸编制施工组织设计，负责现场施工质量控制及竣工资料提交。质检员1负责工序质量检查、监督及验收工作。材料、半成品检查验收与标识以及质量记录资料收集。测量员2负责整个工程井位测量工作，埋管标高的控制与资料复核；井位复测及平面图的绘制。施工员2负责施工生产调度和管理，负责挖机、埋管、井位放线等指挥高度工作，并根据现场情况及时合理调整施工，是质量保证的重要管理人。安全员1负责施工中安全教育，监督劳动保护的正确使用，完善安全设备，建立文明工地。18 材料员1负责材料的进场、检验等。操机工4按规范及设计质量要求埋管。水电工1按规范要求布线，接线，PVC管的安装。辅助工16协助埋管、布井，管架的搭设。合计315.2准备阶段要求：工作内容包括资料、场地、设备、人员、材料等五个方面：⑴资料：仔细研究分析同设计有关的图件及文字说明，编制基坑降水施工方案，准备有关记录表格、工具等，参加技术交底。⑵场地：组织现场踏勘，协助甲方做好各项工作，要求甲方提供地下障碍及管线的准确位置，以防意外事故发生，进行场区施工规划，布置。⑶设备：检查设备配套情况，对设备进场后开工前应进行试运转。⑷人员：开工前进行分岗、分班,进行施工工艺交底答疑；明确工作要求及标准，说明施工重点、难点及应急措施，并应对参与施工的管理人员进行安全及文明生产教育。⑸材料：订购材料，进场检查验收，不合格产品不许购用。5.3降水井、水位观测孔施工要求:5.3.1按《供水管井技术规范》（GB50296—99）规定及设计要求进行施工；18 5.3.2井管安装平稳，确保垂直、孔斜不得超过1.5°。5.3.3井管安装:井管安装前，应做好下列准备工作：a根据井管的结构设计，进行配管；b检查井管质量，并应符合设计要求；c下管前，测量孔深，使井管安装符合设计要求。5.3.4填砾与管外封闭:5.3.4.1井管安装并符合设计要求后，及时进行填砾，a砾料粒径规格符合设计要求，砾料应纯净，不含泥土和杂物；b备足砾料和粘土，使之能一次填筑完成。c备好填料运输工具，尽可能缩短填筑时间。5.3.4.2填砾时，砾料应沿井管四周均匀连续填入，随填随测。当发现填入量及深度与计算有较大出入时，应及时找出原因并排除。5.3.4.3砾料填筑到设计深度后，再填入粘土球，最后填粘土至孔口，并将孔口周围粘土夯实。5.4试验性抽水要求:5.4.1当井管安装与填筑砾料、粘土完成后，，管井周围已形成一个良好的透水人工过滤层，此时可采用水泵抽水，出水量应满足设计要求，同时进行降水井与水位观测孔的水位观测。以初步确定出水量及动水位深度，为施工降水的运行提供监控依据。5.5排水含砂量要求:降水运行期间，抽排水的含砂量应符JGJ/T111-9818 规范中的有关规定。18 6施工监测与降水维护6.1监测内容:6.1.1基坑支护结构位移和沉降监测，由施工单位负责进行。6.1.2邻近建(构)筑物的沉降与变形监测，由施工单位负责进行。6.1.3降水井排水流量、水位、排水含砂量及水位观测孔水位监测，由降水单位负责进行。6.2监测要求:6.2.1须请有资质的单位、人员进行监测，基坑开挖前须做好监测方案和观测点的布置，具体位置和数量由施工单位施实。采用精密水准仪按有关规范要求进行观测。6.2.2观测基准点为2个，设在开挖影响范围外。6.2.3在开挖卸荷急剧和降水阶段，应加密观测。6.2.4观测资料要及时整理出累计变形量及沉降速率等，并绘制沉降（S）～时间（T）关系曲线图，沉降（S）～水平位移（L）～距离（H）关系展开曲线图。6.2.5观测精度及闭合差应符合有关规范规定。6.3降水监测：6.3.1降水运行前应统测一次井内水位和各井出水量；6.3.2抽水开始后，在水位未达到设计降水深度以前，每天观测三次水位、水量；6.3.3当水位已达到设计降水深度，且趋于稳定时，可每天观测一次；18 6.3.4如遇降雨，观测次数宜每日2～3次；6.3.5水位、水量观测精度要求符合规范规定；6.3.6对水位、水量监测记录应及时整理，绘制水量Q与时间t和水位降深值S与时间过程曲线图，分析水位水量下降趋势，预测设计降水深度要求所需时间；6.3.7根据水位、水量观测记录，查明降水过程中的不正常状况及其产生的原因，及时提出调整补充措施，确保达到降水深度。6.4降水维护：6.4.1降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查，每天检查不应少于3次，并应观测记录水泵的工作压力、电流、电压、出水等情况，发现问题及时处理，使抽水设备始终处在正常运行状态。6.4.2抽水设备应进行定期检查保养，如水泵出现故障，应时更换。6.4.3经常检查排水管、沟、防止渗漏。6.4.4应备有发电设备，当发生停电时，应及时更换电源，保持降水连续正常进行，确保基坑施工安全。18 7降水对周边环境的影响从理论讲，基坑降水时，抽降水引起地面沉降影响范围就是抽水水位下降漏斗的范围，并具有离基坑愈近水位降愈大，影响地面沉降愈大的特点。抽降地下水引起地面沉降原因是：由于降低承压水水位使上覆盖层浮托力降低，产生自重排水固结压密引起地面沉降；在上部弱透水层中，因地下水水位下降或被疏干，也产生土体自重排水固结压密而引起地面沉降；另外，承压水水位降低后，土体产生的附加有效应力，扣除含水层中水压降低引起的减压后而对其下卧层固结压密引起沉降。但对于浅基础的建（构）筑物来说，可能受到不同程度的影响，但不致危害这些建（构）筑物的安全，为安全起见，在降水运行前，应在地面和建（构）筑物布置沉降观测点，在降水运行期间加强沉降监测及时反馈沉降信息，采取预防应急措施，以确保建（构）筑物的安全。18