深井降水方案李胜利

沈阳克莱斯特工程深井降水专项施工方案编号：版本：第一版编制：审核：批准：发放号：中国建筑第八工程局2003年07月08日一、工程简介（1）、建筑物概况：沈阳克莱斯特国际花园工程位于皇姑区黄河大街西侧，被嘉陵江街、宁山路和巴山路所环绕。本工程主要由9个单体工程组成，每个单体工程占地面积851m2，长×宽为36m×36m,地下一层，地上三十层，高度达95.85m，均为筏板基础，剪力墙结构，地基持力层为砾砂层。本工程±0.00相当于绝对标高45.3m，基础底标高-7.35m（含防水垫层厚），局部达9.6m。拟建建筑物及周边平面布置图：嘉陵江街巴山路原有建筑宁山中路原有建筑黄河南大街原有建筑原有建筑原有建筑原有建筑原有建筑原有建筑待建建筑（2）、水文地质概况：根据钻探资料，本地区稳定水位4.8m—5.6m，类型为潜水，相对于市政高程为38.45—39.10m。地基土组成从上至下依次为：①杂填土：由碎砖石、炉渣及粘性土组成，土质不均，结构较松散，厚度2.0m左右；②粉质粘土：黄褐色，可塑状态，中等压缩性，局部断缺，厚度1.5m左右；③中砂1：黄褐色，粒径较均匀，长石，石英质，稍湿，松散—稍密状态，厚度1m左右；④砾砂：黄褐色，粒径不均，局部呈圆砾状态，长石，石英质，稍湿—饱和，稍密—中密状态，厚度6m左右；⑤中砂2：黄褐色，粒径不均，粘性土含量大，长石，石英质，饱和，中密—密实状态，厚度4m左右；⑥圆砾：火成岩为主，粒径不均，局部粒径较细，以砾砂夹层状存在，中密—密实状态，厚度17m左右。二、降水设计（1）、水位降低深度要求：根据工程概况分析和地质勘察情况，为解决基坑底隆起或管涌问题，达到增大土质C、Q值，实现干作业施工要求，本工程经过评定后，决定采用深井井点降水措施。深井井点降水的特点和原理是管下端较长部位设有滤槽或滤网，管内装入泵体，提升流入管内的地下水，使基坑内地下水降低，达到降水目的。深井井点管布孔间距一般10-20m，群井形成一定的降水漏斗，降水深度应低于开挖面0.5—1.0m（安全储备）以下。本区降水深度要求为：地下室需降至-7.35m，安全储备0.5m，约7.85m；电梯井部分需降至-9.6m，安全储备0.5m，约10.1m。深井井点降水示意图如下：（2）、降水时间要求：与地下室施工同步，保证地下室的干作业施工条件，预计两个月。（3）、常数计算公式选取：①影响半径：R=2×△h(hw×K)1/2,或R=10×S×（K）1/2，△h为水位降低深度（m），hw为含水层计算厚度（m），S为降水深度，K为土层渗透系数（m/d）；②井点深度计算：H≥H1+h+i×L，H为不包括滤管的井点管埋设深度（m），H1为井点管埋至面至基坑底面的距离（m），h为基坑底面至降水后的地下水位线距离（m），i为水力坡降（为1/8—1/10），环形井点系统（本工程为0.5m），L为井点管至基坑中心的水平距离（m）；③环形井点系统引用半径估算：ro=(F/π)1/2,F为井点系统所包围的面积(2500m2)；④土层渗透系数计算：K=0.73Q×（㏒R0-㏒r0）/[（2He-S）×S]，Q为涌水量（m3/d）,He为有效带深度（m），R0为降水半径R0=R+r0（m）；⑤基坑总涌水量计算：Q=1.366K×(2He-S)×S/(㏒R0-㏒r0)；⑥单根井管最大涌水量估算：q=65π×d×L(K)1/3,d为滤管直径（m），L为滤管长度（m）；⑦过滤管总长度计算：L=Q/q；⑧降水井数量计算：n=1.1Q/q；⑨井管间距计算：a=C1/n，C1为基坑四周降水井布置的轴线总长度；（4）、常数预计选取：根据上述公式，结合本工程特点计算出：渗透系数为120m/d，含水层有效厚度H为26.3m，水位降低S为4.05m，影响半径R为455m，井点系统引用半径r0为28m，基坑涌水量Q为24603m3/d，单井出水量q为3840m3/d，井点数量为7口，井管间距为22—28m。降水设计示意图：RHoHe天然水位线基坑降低后水位线井管不透水层4.8m自然地面8.4m7.35mS1m降水设计示意图三、井点施工及降水管理（1）、井点设计：井径采用700mm，过滤器直径采用400mm，井深为24m（井管上部2节〈8m长〉为水泥井管，下部为过滤器〈16m长〉），过滤器使用钢筋骨架缠丝过滤器（竖筋φ28-φ32，外焊φ20环筋），外包40目尼龙纱网一层，并注意接头处包严。填砾规格为直径5—10mm的小砾石，部均匀系数小于2.0。井管做法及井点布置示意图：井口小砾石潜水泵井孔中粗砂过滤段400700240001000800井管示意图24000240002800024000260002800026000单个工程井点布置图待建贸易大厦189说明：4#楼9343533453#楼47嘉陵江街4140103839378#楼5#楼巴山路32281#楼为降水井313029262#楼27743为水位观测孔6待建地下室3624426#楼44222313149#楼12111017217#楼25820191810#楼15756421311原有建筑宁山中路原有建筑黄河南大街5423整个工程井点布置图（2）、井点施工：采用CZ20型YKC钻机降水、气冲孔，成孔时，需采用护管及护壁措施，孔径与井管外壁要保留30cm富裕度，以满足填充过滤层要求，并用砂石过滤材料填满，井管安置结束后，用空吸法或活塞法进行洗井工作，到出现清水后在洗8小时停止。施工时间从02年6月19日开始至02年9月20日共完成降水井45眼。（3）、井点降水管理：①水泵采用100—160m3/h，水泵吸水管口保持在动水以下，成井后进行单井试抽，检查降水效果；②在降水过程中，定期取样测试含砂量，保证含砂量不大于0.5‰；③正常降水时抽水井点应保持连续抽水，不要间歇和反复，以免扰动砂层，造成涌砂现象；④当水位降至设计标高后，视动水位稳定程度和涌水量大小，可调整水泵出水量，以免降深超限，造成地面沉降；⑤降水期间应设长观孔，进行水位预报，避免施工的盲目性；⑥降水井施工完毕，必须经验收、检验，填写验收报告，合格后方可移动钻机；⑦在降水前，应开始沉降观测；四、数据整理及分析（1）、水位观测记录：初始阶段每2个小时记录一次，一周后每4小时记录一次，水位稳定后每8小时一次，后期每天一次。沉降观测在降水前进行，开始每天测量一次，水位稳定后每3天一次，挖土结束后每周一次。（2）、Q—T曲线图：以9#楼为例，从2002年6月29日起启动降水，至2002年8月26日结束，约20日井点涌水量趋于稳定，前天的日平均涌水量为25460m3，以后稳定在24600m3左右，降水井点Q—T曲线图如下：05101520253035404550500010000150002000025000T(日)Q(m3)30000涌水量曲线图（3）、降水曲线图(9#楼为例)：为水位曲线图待建贸易大厦为水位流向为降水井说明：为开泵井号为水位观测孔1894#楼9343533453#楼47嘉陵江街4140103839378#楼5#楼降水时间6.29-----7.15日巴山路32281#楼313029262#楼277436待建地下室9103624426#楼44222313149#楼12111211108177.5217#楼25820191810#楼8.515756421311原有建筑宁山中路9原有建筑黄河南大街546.5723降水曲线图五、总结本次降水属于多井干扰、多基坑同时抽水，技术要求高，施工及管理难度较大。在施工方案的确定方面，以及降水工程设计时，要确保设计合理，施工质量要高，技术管理要到位等要求，切实保证降低深度值满足地下室干施工要求。而且在施工降水时，要严格控制各项工序合理，特别是过滤器及其外围的填砾，在填入时要过筛，剔除不合要求的材质及杂质。在实际降水中，各抽水井的含砂量均小于1/20万，从抽水后的井深测量看，沉淀厚度均在1m左右，都在允许范围之内。另一个方面是本区抽水孔的布置原则基本是按“多井、小泵量”施工的，而象电梯井的局部位置，采取较大泵短期抽水措施，解决施工要求。本降水工程还采取了水位动态观测与建筑物沉降观测相结合，根据“荷载—水位线—沉降量—日期”动态观测曲线来看，与理论预测相符合。最后就是降水结束后，对不再利用的降水井要及时回填，回填材料采用干净的砂石，不能有塑料、脏土等垃圾，避免对地下水造成污染，对可利用的井要加强保护。