管井降水设计方案

1江苏南通四建集团丰县棚户区改造一期项目部基坑管井降水设计施工方案编制:审核:编制单位：江苏南通四建集团丰县棚户区改造一期项目部编制时间：2019年1月15日2目录一、场地岩土工程情况.........................................................................................1二、降水方案的选择.............................................................................................5三、降水模型选择及设计计算.............................................................................51、降水模型的选择........................................................................................52、降水设计计算............................................................................................6四、管井降水方案实施.........................................................................................81、施工工艺流程............................................................................................82、关键工序说明............................................................................................83、监测、维护..............................................................................................104、质量保证措施..........................................................................................105、安全保证措施..........................................................................................116、环保措施..................................................................................................113一、场地岩土工程情况层①表土：杂色，松散，主要粉土夹粉质黏土等组成，含大量植物根系，土质松散。厚度:0.40-1.30m,平均0.60m;层底标高:37.54-39.15m,平均38.39m;层底埋深:0.40-1.30m,平均0.60m。层②粉土：灰黄色，湿，稍密-中密，夹粉质黏土薄层及条带，含少量云母片，土质较均匀。切面无光泽，摇振反应迅速，干强度低，韧性低。场区普遍分布。属中等压缩性土，承载力一般，工程性质一般。厚度:0.40-2.80m,平均1.27m;层底标高:35.65-38.05m,平均37.12m;层底埋深:1.10-3.50m,平均1.87m。层③粉质黏土与粉土互层：灰黄色，软塑为主、局部可塑，含铁质氧化物；与粉土层互层状，粉土，黄色，稍密，含云母碎屑，中等偏高压缩性，切面稍有光泽，干强度中等、低，韧性中等、低。场区普遍分布。属中等偏高压缩性土，承载力较差，工程性质较低。厚度:1.50-6.40m,平均3.64m;层底标高:30.85-34.15m,平均32.65m;层底埋深:5.10-8.30m,平均6.34m。层③-1粉土：黄灰渐变灰色，湿，中密，土质较均匀，夹粉质黏土条带，含少量云母片。切面无光泽，摇振反应迅速，干强度低，韧性低。场区普遍分布。属中等压缩性土，承载力一般，工程性质一般。厚度:0.50-2.60m,平均1.11m;层底标高:32.25-35.46m,平均34.17m;层底埋深:3.50-6.60m,平均4.80m。层④粉土：黄灰渐变灰色，湿，中密，土质较均匀，夹粉质黏土薄层及条带，含少量云母片。切面无光泽，摇振反应迅速，干强度低，韧性低。场区普遍分布。属中等压缩性土，承载力一般，工程性质一般。厚度:0.40-3.30m,平均2.17m;层底标高:28.75-31.45m,平均30.49m;层底埋深:7.90-10.30m,平均8.51m。层⑤粉质黏土:灰～灰棕色，含铁质氧化物，软塑，局部粉土薄层及条带，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等，无摇振反应；中偏高压缩性，场区普遍分布。属中等偏高压缩性土，承载力较差，工程性质较低。厚度:0.70-2.60m,4平均1.69m;层底标高:27.55-29.95m,平均28.79m;层底埋深:9.50-11.50m,平均10.20m。K=3.89×10-6cm/s。层⑥黏土:灰～灰棕色，含铁质氧化物，可塑为主，局部硬塑，切面有光泽，干强度高，韧性高，无摇振反应；中等压缩性，场区普遍分布。承载力一般，工程性质一般。厚度:1.00-5.10m,平均2.60m;层底标高:23.13-26.41m,平均25.60m;层底埋深:12.80-15.90m,平均13.40m。层⑥-1粉土：黄灰渐变灰色，湿，中密，土质较均匀，夹粉质黏土薄层及条带，含少量云母片。切面无光泽，摇振反应迅速，干强度低，韧性低。场区普遍分布。属中等压缩性土，承载力一般，工程性质一般。厚度:1.10-2.40m,平均1.76m;层底标高:26.71-27.95m,平均27.22m;层底埋深:11.30-12.60m,平均11.76m。层⑦黏土：灰绿色渐变灰黄色，含铁锰质结核，硬塑为主、局部可塑，切面有光泽，干强度高，韧性高。场区普遍分布。属中等压缩性土，承载力一般，工程性质一般。厚度:0.70-5.40m,平均2.70m;层底标高:20.17-24.45m,平均22.73m;层底埋深:15.00-18.90m,平均16.27m。层⑧粉土夹粉质黏土：黄灰渐变灰色，湿，中密-密实，夹可硬塑粉质黏土薄层及条带，含少量云母片，局部含砂姜，局部夹密实粉砂薄层；土质较均匀。切面无光泽，摇振反应迅速，干强度低，韧性低。场区普遍分布，属中等偏低压缩性土，承载力较高，工程性质较好。厚度:1.60-5.70m,平均3.94m;层底标高:17.53-19.25m,平均18.23m;层底埋深:20.00-21.70m,平均20.76m。5层⑨粉质黏土夹粉土:灰棕～黄褐色，饱和，硬塑，含少量砂姜及铁锰质结核，夹可塑粉质粘土薄层，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等。场地内普遍分布。属中等压缩性土，承载力较高，工程性质较好。厚度:5.90-8.60m,平均7.45m;层底标高:9.55-12.25m,平均10.77m;层底埋深:27.00-29.30m,平均28.22m。场地地下水类型按赋存条件定为第四系孔隙潜水，主要赋存于层②粉土、③-1粉土、④粉土等粉土层中，主要受大气降雨及地表水渗入补给，排泻于自然蒸发、人为汲取及对其它土层的越流补给。勘察期间，测得钻孔中地下水孔隙潜水初见水位埋深约2.05-2.81m,稳定水位埋深2.25-3.01m；其地下水位随季节变化，受大气降水影响明显、年变化幅度在1.50m左右。据调查知，该场地近年来丰水期最高地下水位约为地表下1.00m左右。二、降水方案的选择本工程地质条件主要为粉土、砂土。现场基坑深度为6.6m~9.5m，根据该场地附近地区的已有降水经验，拟采用管井井点降水方案降低地下水位，即在基坑周围及坑内布设一定数量的管井，由管井统一将地下水抽出，达到阻截基坑外围地下水流入基坑的目的，从而满足基础施工对降水的要求。三、降水模型选择及设计计算1、降水模型的选择假定：由于第五层粉质粘土的渗透系数远小于其它土层的渗透系数，近似将第五层视为不透水层。（1）含水层厚度：H=第3层土层厚度+第六层土层厚度=16.5m，（2）管井深度：依据JGJ/T111-98《建筑与市政降水工程技术规范》，井点管深度为：HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW66式中：HW—降水井深度HW1—基坑深度，取7mHW2—降水水位距离基坑底要求的深度，取1mHW3—水力坡度作用基坑中心所需增加的深度。由于基坑等效半径r=65m，按照降水井分布周围的水力坡度i为1/10～1/15，如降水井需影响到基坑中心，所需的降水管井深度HW3=r*i=6.5～4.3，取HW3=5.0m，原理如下图：r-基坑等效半径R-降水影响半径S-降水深度H-水层厚度HW4—降水期间地下水位幅度变化。根据地质资料，HW2取1.5mHW5—降水井过滤器的工作长度，取4.0mHW6—沉砂管长度，取1.5m代入上式：HW=20m＜H+地下水位标高=16+6.5=22.5m降水模型按照潜水非完整井进行设计计算2、降水设计计算降水管井采用直径400mm的无砂混凝土管，布置在基坑上口1.5m处。（1）基坑等效半径r02＝A/3.14，基坑底面积为A=13323㎡，r=57.7m，综合考虑r=65m（2）加权平均渗透系数k=∑kh/∑h=（6.6*16.6+2.24*(20-6.5-6.6)）/(20-6.5)10-3cm/s=9.2610-3cm/s=8m/d（3）降水影响半径7=63.35m，取R=63m其中S=7+1-5.2=2.8m（4）总涌水量=5987.1m3/dH=16mh=2.5mr0=65mR=63ml=HW5=4mhm=9.25m（5）单井出水量①根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），单井出水量为：=120*3.14*0.2*14.8*2=2230.656m3/d式中：q——单井出水量（m3/d）；rs——管井半径（m）；l`——淹没部分的滤水管长度（m）；K——含水层渗透系数（m/d）②按照按水泵抽水功率出水量计算=65×3.14×0.04×13.5×2=220m3/d式中：q——单井出水量（m3/d）；d——拟采用水泵抽水管管径（m）；l`——淹没部分的滤水管长度（m）；K——含水层渗透系数（m/d）；参照两种计算结果，取较小者，单井出水量为220m3/d考虑群井中每个井的出水量相互影响，根据以往施工经验，实际的单井出水量只有设计计算的50%，故最终单井出水量为q=110m3/d（6）管井数量管井数量为：n=Q/q=5987/110=55口考虑常规水泵的损坏时维修问题，取1.2的富余系数，管井数量为1.2*55=66口。（7）管井间距基坑的周长为619m，管井间距为：619m/66口=9.38m/口)2.01lg()1lg(366.10022rhllhrRhHkQmmmkHSR2)2(hHhm8该数值在管井间距8m～15m的区间范围，符合要求。综上所述，本工程降水管井为直径400mm的无砂混凝土管，管井深度为20米，井间距为9.38米，抽水水泵采用功率1.8kw，扬程为26米，抽水管径为40mm，排水主管径采用200mmpe管。四、管井降水方案实施1、施工工艺流程测放井位钻机就位钻进成孔泥浆制备清孔下井管填滤料洗井排浆降水2、关键工序说明（1）钻机就位①吊移设备，必须由持有专业执照的起重人员作业，严禁无证操作，吊移钻机时由专人指挥。②桩机安装时要做到三点一线，即钻杆中心、转盘中心、桩孔中心在同一铅垂线上，以保证钻孔垂直度，转盘中心同桩孔中心位置偏差≤