某工程降水设计报告

一、设计依据1、《*****新城Ⅰ区11~18层综合楼地基降水工程招标书》2、《*****新城Ⅰ区11~18层综合楼岩土工程勘察报告》3、《*****新城Ⅰ区11~18层综合楼设计报告》二、设计规范1、《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）2、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）3、《建筑与市政降水工程技术规程》（GB120-99）4、《建筑基坑支护技术规程》（GB—50007—2002）5、《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001)6、《供水管井技术规范》(GB50296-99)7、《城市排水工程规划规范》(GB50318-2000)三、工程概况**********滨江新城位于*****市美丽的*****北岸，*****市人民政府办公楼西侧，地处松北新区、江湾分区三环路与*****大道合围地带西南侧，是集高档居住、行政办公、文化娱乐、教育科研、休闲购物、冰雪运动和新兴产业园于一体的新城区。涉及降排水的有1~7号楼、9~13号楼及15、16号楼，单楼基础形状均为长条形，长度62.4~116.4m，宽度12.2~14.7m。其中1#、2#、3#靠近*****大道一侧均设有3层商场作，1#、2#与4#、5#建筑物之间范围内设有地下车库，其工程特征如下：a、18层综合楼：高约60m，地下一层，埋深约4.0m，主体采用短肢剪力墙结构体系，普通钢筋混凝土楼板，采用桩基础。b、11层住宅楼：高约40m，无地下室，埋深约2.0m，主体采用短肢剪力墙结构体系，普通钢筋混凝土楼板，采用桩基础。c、地下车库：1层，埋深约5.0m，框架结构，拟采用桩基础。基底标高最浅－4.0m，最深－5.0m。设计开挖最大深度5.0m，由于地下水稳定水位在2.8~4.1m之间，因此，2.8m以下地基土含有丰富的地下水，在基础施工过程中需要降排水才能保证正常施工。四、水文地质质条件1.地层岩性及水文地质参数世贸新城Ⅰ区工程其地貌单元为*****北岸漫滩，地基土的成因类型为第四纪冲洪积地层，主要由松散砂类土组成，分布较有规律，主要有以下类型地基土：（1）耕土：黑褐色，结构松散，含大量植物根系，层底埋深0.3～0.5m。平均厚度H=0.5m，K1=0.3m/d。（2）粉质粘土，层底埋深2.0—5.0m，为褐色,较软平均厚度H=3.7m，K1=0.1m/d。（3）粉砂,层底埋深4.0－16.0m，主要是黄褐色,松散~饱和,含有淤泥夹层。平均厚度H=5.3m，K1=3.0m/d。（4）细砂，层底埋深7.0－16.5m，主要是黄褐色~灰色中密饱和细砂，含水较丰富，为主要降水层位。平均厚度H=5.0m，K1=7.0m/d。（5）中砂，层底埋深在16.50－21.00m不等，饱和，含水较丰富。平均厚度H=4.0m，K1=18m/d。（6）粗砂，主要分布在19.60－30.00m以下，含水丰富。平均厚度H=3.5m，K1=38m/d。（7）中砂，层底埋深在16.50－21.00m不等，饱和，含水较丰富。平均厚度H=8.50m，K1=18m/d。2、地下水概述按照地下水埋藏条件和含水层的状态分类，施工场区地下水的类型为第四纪松散层孔隙潜水，地下水赋存于砂层中，含水层厚度大，约40m左右，分布较稳定。场区地下水与*****有紧密水力联系，由于含水层的渗透性和径流条件相对较好，因此形成互补的补给和排泄关系，水位季节变化明显，枯水期与丰水期水位变幅较大，同时也受到大气降水和蒸发的影响，地下水埋深在自然地面下2.8~4.1m。由于含水层厚度较大，水量丰富宜采用管井点降水的方法进行施工。五、降水布井方案设计1、设计思路根据建筑物特性、场地工程地质条件及水文地质条件，结合后续地下停车场的特点及排水管的布设，新城Ⅰ区划分为3个管井点降水小区,即1~5号楼范围内为一个降水小区，定为A区；6、7、9、10号楼范围内为一个降水小区，定为B区；12、13、15、16号楼范围内为一个降水小区，定为C区。划分降水小区的特点是既能单独楼群降排水，不影响其它楼群的施工，又能兼顾到整体施工的一致性，同时还考虑到地下停车场未来降排水施工，地下停车场施工时完全可以重复使用这些降水井和排水管线，避免重复投资，提高降水井的利用率，最大限度的发挥经济效益。由于地下水稳定水位在2.8－4.8m之间，而基坑最大开挖深度5.0m，因此，2.8m以下均含有丰富的地下水，基底施工又必须在干燥状态下进行，这就必须保证2.8~5.0m之间的地基土是干爽的，地下水水位必须降至5.50m以下。由于该基坑是长条状的，故在计算基坑出水量时采用条状基坑出水量计算公式计算。2、水文地质计算a.管井井深长度确定降水井的深度可按下列公式计算：H=Hw1+Hw2+Hw3+Hw4+Hw5+Hw6其中H─降水井深度（m）Hw1─基坑深度（m）Hw2─降水水位距离基坑底要求的深度Hw3─ir。I水力坡度取1/10~1/15rmHw4─降水期间水位变幅（m）Hw5─井过滤器长度（m）Hw6─沉砂管长度（m）Hw=5.0+0.5+1/10ⅹ32+3.0+12.0+0.0=21.70m≈22.0m。b、基坑涌水量计算(1)基坑中心处要求降低水位深度S,取降水后地下水位于坑底下0.5mS=5+0.5-2.8=2.70m(2)含水层厚度H及井点管底部至不透水层距离H=40.0mh=40-20.0=20.0mhM=(H+h)/2=20.0m(3)影响半径R=2S√HK=2*2.7*√40*14.8=131.4m(4)基坑涌水量计算由于该基坑是长条状的,故在计算基坑出水量时采用条状基坑出水量计算公式计算，如下：Q=LK(H2-h2)RQ－基坑涌水量L－基坑长度，取295.0mK－渗透系数,取平均渗透系数K’=14.8m/dH－含水层厚度,取40mh—抽水前与抽水时含水层厚度的平均值,取37.3mR－影响半径,取131.40m设计参数A区B区C区基坑长度L(m)295200220渗透系数K(m/d)14.8含水层厚度H(m)40含水层厚度的平均值h(m)37.3影响半径R(m)131.40基坑涌水量Q（m3/d）10032.76354.07357.3单井涌水量q（m3/d）478.5降水井布置数n（口）221315降水井点布置间距D(m)25.627.426.0C、单井涌水量计算据q=πk(2H-Sw)Swlndπrw+πR2d，可以计算出单井涌水量q。q=3.14x14.8x(2x40-2.7)x2.7÷{(Ln15÷(3.14x0.15)+3.14x131.4÷(2x15))=478.5（m3/d）d、降水井布置数据Q=1.1nq可以计算出该基坑的降水井布置数n。现将1～5号楼划分为A降水小区,据上述公式可计算基础基坑涌水量QA=11062.5m3/d，QA,=490.93m3/d，nA=22（眼）。将6、7、9、10号楼划分为B降水小区，据上述公式计算出基础基坑涌水量QB=6384.8m3/d，QB,=490.93m3/d，nB=13（眼）。将12、13、15、16号楼划分为C降水小区，据上述公式可计算出基础基坑涌水量QC=7358.0m3/d，QC,=490.93m3/d，nC=15（眼）。e、降水水位预测假设降水井布置距基坑边缘2.0m处，那么根据下列公式基坑对侧的水位预测为：S对=H-h2+XR(H2-h2)=5.9mS基坑边缘区降水井水位预测为：S降＝H－h2+XR(H2-h2)＝7.5mS经过以上计算，完全能够保证基坑正常施工。f、降水井点布置间距D因为基坑为条状基坑，故根据公式D=L/n计算，其中A区D=25.6m，B区D=27.4m，C区D=26.0m。g、选择抽水设备选用QS系列潜水泵，扬程30m时，排水量50m3/h即Q=1200m3/d,满足单井抽水量的要求。六、降水施工方案设计1、降水井的构造与设备基坑降水采用管井降水方法，管井井点具有排水量大、排水效果好、设备简单、易于维护等特点。钻孔孔径采用500mm，采用Φ300的大口径铁质管井。其构造如下：使用铁质井管，井管直径为300mm，采用桥式过滤器，滤水器外包2~3mm尼绒网以防止粉细砂涌入井内，管底封死，管外填3～15㎜砾石作过滤层，地面0.5m以下用粘土填充夯实，潜水泵采用流量32～50m3/h的离心式水泵,出水口用直径65~100mm的塑料管连接排水。2、降水井点的布置采用基坑外降水，根据基坑的平面形状，沿基坑外周围沿基坑两侧呈排状布井。根据建筑物特性、场地工程地质条件及水文地质条件，结合后续地下停车场的特点及排水管的布设，新城Ⅰ区划分为3个管井点降水小区,即1~5号楼范围内为一个降水小区，定为A区，布置管井井点22眼；6、7、9、10号楼范围内为一个降水小区，定为B区，布置管井井点13眼；12、13、15、16号楼范围内为一个降水小区，定为C区，布置管井井点15眼。划分降水小区的特点是既能单独楼群降排水，不影响其它楼群的施工，又能兼顾到整体施工的一致性，同时还考虑到地下停车场未来降排水施工，地下停车场施工时完全可以重复使用这些降水井和排水管线，避免重复投资，提高降水井的利用率，最大限度的发挥经济效益。3、管井的埋设与使用管井的埋设采用KP-200、KP-100等反循环钻井，使用清水钻进，开口直径不小于500mm，终孔直径500mm，一次成井的方法，管井下沉前钻孔应进行清洗，冲除沉渣，可采用空压机洗井法或泵抽法，应严格检查滤管包网，要求包网缠绕紧密、均匀，管井与孔壁之间用3~15mm粒径砾石填充作为过滤层，地面下0.5m范围内用粘土填充夯实，围填滤料要求均匀。管井运行前，应进行试抽水，检查出水是否正常，有无淤塞滤现象，如情况异常，应进行检修。在抽水过程中，应经常对抽水机械的电动机、电流及电压等进行检查，并对井内水位下降和流量进行观测记录。管井降水完毕后，拔出井内潜水泵及井管等设备。所留孔洞应用砾砂填实，上部500mm用黏性土填充夯实。过滤器、滤料围填、钻进等技术要求，均按照现行的国家标准《供水水文地质勘察规范》（GB50027-2001）与《供水管井技术规范》(GB50296-99)的规定执行。具体参数见表项目单位规格备注成井直径mm500滤水管直径mm300滤网规格目80滤料mm3～15潜水泵(离心式)m3/h25～503、排水的处理方法从基坑抽出的地下水必需经排水管道输入河中，因此必需安装排水管道，经过水力计算，建议采用Φ300铁管做为主排水管，而从水泵排出的地下水经扬水管直接接入主排水管后排入河中，主排水管的长度共计1000m左右，而每个单井的扬水管在50m左右。主排水管应架离地面，便于维修检查。排水管敷设按照《城市排水工程规划规范》(GB50318-2000)执行。扬水管接入排水管时应安装控制阀门，以便水泵发生故障时关闭水泵，及时检修。排水管布置参见附图。4、降水工程监测与维护a、降水工程正常开始后，在水位未达到设计降水深度以前，每小时观测一次，当水位达到设计降水深度，且趋于稳定时，可每天观测4－5次。b、对水位、水量监测记录及时整理，绘制水量Q与时间t及水位降深S与时间t过程曲线图，及时上报甲方。c、根据水位、水量观测记录，及时查明降水过程中的不正常状况，随时调整补充措施，确保降水深度，满足正常施工要求，保证如期完成任务。d、在基坑开挖过程中，配合甲方观测基坑侧壁、基坑坑底的渗水现象，查明原因及时采取工程措施，确保开挖正常进行。七、降水工程主要设计工程量序号工程项目单位工程量备注1降水井成井眼5022m深2潜水泵安装台50潜水泵3排水管安装m1000mΦ300mm4扬水管安装m2500m5降排水运行眼50眼井6降排水观测点507电控柜安装台10台8井管运输排水管运输扬水管运输水泵运输484m1000m1000m55台9临时设施安装1处