施工降水专项方案标准版(经济不合理)1.19

降水专项施工方案

派力工程有限公司

地基与基础工程：专业承包壹级（B1014011010502-6/1） 工程勘察专业类：甲级（010603-kj [4-1]）

2015年01月

中国石油科技信息楼（中国石油集团技术中心暨石化工程技术研发中心项目）工程地基工程

降水专项施工方案

编 制：

审 核：

审 定：

总 工：

项目经理：

派力工程有限公司 2015年1月

目 录

一、编制依据 ........................................................................................................ 1 二、工程概况 ........................................................................................................ 1 三、场地工程地质和水文地质条件 .................................................................... 1 3.1地层土质情况 ............................................................................................ 1 3.2地下水情况 ................................................................................................ 2 四、不采用帷幕隔水方法理由和依据 ................................................................ 3 4.1 相关规定： ............................................................................................. 3 4.2计算基坑涌水量 ........................................................................................ 4 4.2.1.计算基坑等效半径(r 0) .................................................................... 4 4.2.2计算降水井影响半径(R) ................................................................. 4 4.2.3基坑涌水量(Q) ................................................................................. 4 4.2.4总抽水量(Qz ) .................................................................................. 5 4.3帷幕隔水选型及方案设计 ........................................................................ 5 4.4帷幕隔水增加工程造价（T） ................................................................. 5 4.5经济合理性比较 ........................................................................................ 5 五、降水和排水系统设计 .................................................................................... 6 5.1降水系统设计 ............................................................................................ 6 5.2排水系统设计 ............................................................................................ 6 5.3观测井设计 ................................................................................................ 6 六、降水管井施工 ................................................................................................ 6 6.1测放井位点 ................................................................................................ 6 6.2井点位置物探复查 .................................................................................... 6 6.3钻机成孔 .................................................................................................... 6 6.4下井管、填滤料 ........................................................................................ 6 6.5洗井 ............................................................................................................ 7 6.6技术要求 .................................................................................................... 7 6.6.1井位要求 ........................................................................................... 7 6.6.2井身结构误差要求 ........................................................................... 7 6.6.3填料要求 ........................................................................................... 7 6.6.4洗井要求 ........................................................................................... 7

6.6.5抽水要求 ........................................................................................... 8 七、管井降水对施工安全和环境影响的评估 .................................................... 8 7.1分层总和法计算附加沉降 ........................................................................ 8 7.2对周边环境的影响 .................................................................................... 8 7.3防止降水井施工和抽水产生地下空洞的措施 ........................................ 8 八、抽水量计量方法、计量设施和措施 ............................................................ 8 8.1沉砂池的位置、计量方法和仪器型号 .................................................... 8 8.2排水计量的检查和维护 ............................................................................ 9 8.3减少抽水量措施 ........................................................................................ 9 九、地下水综合利用 ............................................................................................ 9

附图：基坑降水、支护平面图 降水井井身结构剖面图 排水管及保护井衬大样图 基坑帷幕图 帷幕施工预算书

一、编制依据

工程测量规范 GB50026-2007 岩土工程勘察规范 GB50021-2009 建建筑与市政工程降水技术规范

JGJ／T111-98

建筑地基基础设计规范 GB50007-2011 北京地区建筑地基基础勘察设计规范 建筑地基基础工程施工质量验收规范 建筑工程施工质量验收统一标准

DBJ11-501-2009 GB50202-2002 GB50300-2013

建筑施工安全检查标准 JGJ59-2001 建筑机械技术使用安全技术规范

JGJ33-2012

建筑工程施工现场供用电安全规范 BG50104-2014 北京市建设工程施工降水管理办法 北京市建设工程施工降水管理办法实施细则

北京市勘察设计研究院有限公司提供的现场平面布置图。 二、工程概况

拟建场区位于北京市昌平区沙河镇，为新城沙河组团西北部地区中关村国家工程技术创新基地内的A15地块，拟建项目为1栋地上11层的档案馆、1栋地上4层的科技信息楼及其之间地上2-3层的连廊和纯地下车库等。如下： 项目名称 结构形式 建筑荷载（KN/㎡） 档案馆 框架剪力墙 320 150 / / / ±0.00标高（m） 46.2 46.2 46.2 46.2 46.2 11F/B1F 4F/B2F 2-3F/B2F 1F/B2F 0F/B2F 7.8 10.8 10.8 10.8 10.8 地上/地下层数 设计埋深（m） 科技信息楼 框架结构 连廊 框架结构 入防出入口 框架结构 纯地下车库 框架结构 三、场地工程地质和水文地质条件

3.1地层土质情况

根据现场勘查、原位测试及室内土工试验成果，按沉积年代、成因类型将本次勘查

1

最大勘探深度（35.00m）范围内的地层，划分为人工堆积层、新近沉积层及第四纪沉积层三大类，并按地层岩性及其物理力学性质指标，进一步划分为8个大层及亚层，现分述如下：

表层一般为厚约0.6-2.3m的人工堆积之粘质粉土素填土、粉质粘土素填土①层及房渣土①1层。

人工堆积层以下为新近沉积之重粉质粘土、粉质粘土②层，粘质粉土、砂质粉土②1层及砂质粉土、粉质粘土②2层。

新近沉积层以下为第四纪沉积之粉质粘土、重粉质粘土③层，有机质粘土、有机质重粉质粘土③1层，粘质粉土、砂质粉土土③2层及细砂③3层，粉质粘土、重粉质粘土④层及粘质粉土、砂质粉土④1层，粘质粉土、砂质粉土⑤层，粉质粘土⑤1层及中砂、细砂⑤2层，粉质粘土、重粉质粘土⑥层及粘质粉土、砂质粉土⑥1层；粗砂、中砂⑦层，粘质粉土、砂质粉土⑦1层及粉质粘土、重粉质粘土⑦2层，粘质粉土、砂质粉土⑧层。

3.2地下水情况

本工程岩土工程勘察期间于钻孔中实测到3层地下水，现场实测的各层地下水水位及类型参见下表： 序号 1 2 3 地下水类型 层间水 层间水 承压水 地下水稳定水位 水位埋深（m） 6.7-9.3 10.9-13.1 23.3-24.00 水位标高（m） 36.09-38.8 32.4-34.21 21.5-21.81 典型地层剖面图如下：

2

四、不采用帷幕隔水方法理由和依据

4.1 相关规定：

1、 因地下结构、地层及地下水、施工条件和技术等原因，使得采用帷幕隔水方法很难实施或者虽能实施，但增加的工程投资明显不合理的，施工降水方案经过专家评

3

审并通过后，可以采用管井、井点等方法进行施工降水。

2、方案中应论证采用帷幕隔水方法技术不可行，或经济不合理。 1>符合下列条件的可判定为技术不可行：

基底位于砂卵石含水层水位之下，且该含水层中基底以下5米之内无适当的隔水层。

2>满足下列条件可判定为经济不合理：

帷幕隔水增加的工程造价（T）与减少抽水总量（Qz）的比值（M）大于50元/立方米，即： M>50元/立方米。

4.2计算基坑涌水量 4.2.1.计算基坑等效半径(r 0)

==35.94(m) r0A/ 61.69m式中：A—基坑面积4058㎡。

4.2.2计算降水井影响半径(R)

R=2SkH= 2×3.5×(0.1×5.3) 1/2 =5.1(m)

式中：

R降水影响半径(m)

S 水位降深(m)，本工程取3.5m

k含水层的渗透系数（北京地区渗透系数经验值）0.1m H含水层厚度(m)，取5.3m

4.2.3基坑涌水量(Q)

潜水完整井：

1.366k·(2H-S)S

Q1 = ─────────── =58.9 (m3／d)

lg(R+r0)／r0

4

4.2.4总抽水量(Qz )

Q前=βQsumd

由于为土钉墙支护，地下室面积较小，抽水周期按80天计，查细则表β取值如下：

基坑涌水量折减系数β取值表 降水井类别 潜水井 承压水井 d＜30天 30天≤d≤100天 d＞100天 s/H<1/3 s/H<2/3 s/H>2/3 s/H<1/3 s/H<2/3 s/H>2/3 s/H<1/3 s/H<2/3 s/H>2/3 1 1 0.8 0.9 0.7 0.8 0.85 0.9 0.7 0.85 0.55 0.8 0.65 0.8 0.5 0.75 0.35 0.7 注：d──抽水时间，日；s──水位降深，m；H──含水层厚度（潜水）或承压水水头（承压水），m。 ∑-分时间段累计

查表得抽水折减系数β1=0.7、β2=0.55。

Qz=β Qd =（0.7×29+0.55×51）×58.9=2847.8m3 4.3帷幕隔水选型及方案设计

如采用搅拌桩止水帷幕设计方案如下：

搅拌桩桩径600mm，桩间距400mm，桩顶位于地面以下5m，桩长9.0m。共计布设搅拌桩1187根。

详见搅拌桩止水帷幕平面布置图、剖面图。 4.4帷幕隔水增加工程造价（T）

搅拌桩止水帷幕总造价：T1 =1017710.87元（附预算表） 施工降水造价T2 =150S=150*4058=608700元 帷幕隔水增加的工程造价：

T= T1－T2 =1017710.87－608700=409010.87元 4.5经济合理性比较

帷幕隔水增加的工程造价（T）与减少抽水总量（Qz）比值(M) M = T / Qz =409010.87/2847.8=143.62元/ m3

5

M＞50元/ m3，可认定为采用帷幕隔水经济不合理，可进行施工降水。 五、降水和排水系统设计

5.1降水系统设计

沿基坑外侧布置降水井,井中心线距基坑开挖上口线1.3m，井间距6m，共布置降水井63眼，详见《降水井平面布置图》。

井身构造：井深15m，井径600mm，井管Φ400无砂水泥管，过滤器与井管材料相同，孔隙率25～30%，滤管外包一层80目尼龙网，滤料：粒径3～7mm水洗滤料。

5.2排水系统设计

水泵：采用扬程大于15m潜水泵。

排水总管：采用直径200mmPVC管，根据现场排水出口位置，沿降水井周边布置。排水管线坡度不小于1‰。

5.3观测井设计

在基坑内布置5口疏干井作为观测井，见《降水井平面布置图》。 六、降水管井施工

6.1测放井位点

根据施放的基础轴线、控制点以及《中国石油科技创新基地基坑降水井平面布置图》，施放降水井井位点。放点工作完成后，报请现场监理工程师进行检查验收。

6.2井点位置物探复查

由专职物探技术人员对施放后的井点位置进行管线复查，结合已有的管线资料以及物探资料再次复核井位，确保降水井施工对地下管线无任何影响。

6.3钻机成孔

钻进采用清水钻进，自造泥浆护壁，一径到底。施工中泥浆池采用现场围堆方案，成孔后清理外运。

6.4下井管、填滤料

终孔并由质检员检查孔深及泥浆比重合格后，下入井管。井管选择按设计图纸要求。下管时确保井管连接顺直、牢固。井管接口部位缠裹塑料布，砂卵石层位置包裹砂网。

滤料采用粒径3～7mm的水洗石屑，填料至地面以下3.0m后用粘土封孔；填料时

6

应从孔口四周均匀填入，严禁用手推车直接倒入，防止井管歪斜、滤料蓬塞。

6.5洗井

下管填料后，24小时内及时洗井。采用空气压缩机气举法洗井，反复清洗直至水清，出水量正常为止，之后用泥浆泵二次抽洗，直至水清砂净。

6.6技术要求 6.6.1井位要求

（1）井位施放时必须详细调查核实场区地下管线分布情况，当无法确定时可采用人工开孔的方法，当确认地下无各种管线后方可施工；

（2）为避开各种障碍物，降水井间距可作局部调整，但间距最大不应超过10m，且降水井总量不得减少。 6.6.2井身结构误差要求

（1）井径误差±20mm； （2）垂直度误差≤1%； （3）井深应满足设计要求。 6.6.3填料要求

（1）含水层段砾料应具有一定的磨圆度，砾料含泥量（含石粉）≤3%，粒径2～4mm；

（2）要避免填料速度过快或不均造成滤管偏移及滤料在孔内架桥现象，洗井后滤料下沉应及时补充滤料，要求实际填料量不小于95%理论计算量。 6.6.4洗井要求

（1）洗井要求达到“水清砂净”；

（2）下管、填料完成后应立即进行洗井，成井－洗井间隔时间不能超过8小时； （3）建议采用隔离塞分段洗井，如果泥浆中含泥砂量较大，可先进行捞渣，再进行洗井；

7

6.6.5抽水要求

（1）开挖至地下水位标高前的超前抽水时间不少于10天；

（2）抽水含砂量控制：为防止因抽地下水带出地层细颗粒物质造成地面沉降，抽出的水含砂量必须保证：粗砂含量<1/5万；中砂含量<1/2万；细砂含量<1/1万；

（3）首次（洗井后抽水前）含砂量检测合格后，在抽水期间至少要进行1次含砂量检测，异常情况下应根据情况加密检测次数。 七、管井降水对施工安全和环境影响的评估

本工程降水目的层为第一层潜水和第二层层间水。对环境的影响主要在于水位降低致使周边建筑物产生附加沉降；成井及抽水过程中由于细颗粒流失形成地下空洞。降水施工过程中，必须采取如下措施，将影响控制在允许范围内。

7.1分层总和法计算附加沉降

潜水抽降引起附加应力： p0=γw×H=10×3.5=35kPa，层厚：3.5m。 潜水位于粉质粘土③层，压缩模量取ES =8MPa； 总沉降量S = ∑Hi×σi/ ESi =1/2×3.5×35/8=7.7mm。 7.2对周边环境的影响

根据上述7.1计算，由于基坑降水引起的地面沉降总沉降量较小，且周边无建筑物和管线，满足周围环境要求。

7.3防止降水井施工和抽水产生地下空洞的措施

1.管井成孔采用反循环钻机成孔，地层自造浆护壁，预防塌孔，防止土颗粒流失。 2.严格控制含砂量：

选择优质的无砂砼滤管，外包一层80目尼龙网，防止土颗粒流失。含砂量降水初期控制在半小时内含砂量小于1/10000；降水过程中管井正常运行时含砂量小于1/50000。

降水井使用过程中如发现含砂量监测数值超标，则应检查单井出砂量，对出砂量超标降水井做停抽处理。

3.降水井使用完成后及时用粘性土回填封井。 八、抽水量计量方法、计量设施和措施

8.1沉砂池的位置、计量方法和仪器型号

8

本工程在设一个总出水口，进入蓄水沉砂池，（沉淀池容积4 m3），出水口处安装经标定后的明渠堰槽计量计。安装完毕，调试合格，并经有关单位验收后，方可排水。

8.2排水计量的检查和维护

现场应对降水派专人进行管理，负责人员应每天不少于两次检查计量排水系统，并做好记录，发现异常时，应及时查明原因，排除故障，保证排水计量系统正常工作。如不能排除故障，应及时向有关单位报告。

8.3减少抽水量措施

依据地下水位观测结果和地下结构施工进度，及时停止抽水。 九、地下水综合利用

北京市浅层地下水因受到轻微污染而不再适合饮用,但是在未经处理的情况下其水质完全能够满足低质用水的要求，可以代替部分清洁水用于现场施工、生活杂用、绿化、道路抑尘等。

9