工程降水施工方案.doc

工程降水施工方案

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2020年4月19日
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目 录

一、编制依据
二、工程概况
三、水文地质概况
四、降水的目的、原理及井点对周围环境的影响
五、降水方法的选择及井点系统设计
六、管井及电源的施工布置
七、井点系统施工准备及施工
八、管井的日常管理
九、管井的拆除
十、施工工期及劳动力、机械计划、材料计划
十一、局部降水
十二、各项保证措施
附：降水井点系统平面图

一.编制依据
本次基坑降水编制主要依据以下技术法规和参考资料：
（1） 秦皇岛黄金假日滨海度假城A1停车楼工程基础平面图
（2） 《建筑地基基础设计规范》（GB50007- ）
（3） 《岩土工程勘察规范》（GB50021- ）（ ）
（4） 《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）
（5） 《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）
（6） 《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72- ）
（7） 《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120- ）
（8） 《抽水试验规程》（YSJ215-98,YBJ15-98）
（9） 《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46- ）
(10)《建筑机械使用安全技术规程》（GBJ-33- ）
(11)《建筑施工安全检查标准》（JGJ59- ）
二．工程概况
本工程位于位于北戴河新区，西侧为S364省道，东侧为渤海，秦皇岛黄金假日滨海度假城A1停车楼地块，地面绝对标高介于2.72～4.11m之间，最大高差为1.39m。
场地地貌单元属海陆交互相。
本区位于河北平原东北端，北依燕山，南临渤海，海洋性气候的特色华北其它地区明显，夏季尤为显著，因海流影响，成为中国北方著名的不冻港。这里冬季较冷，夏季凉爽，风速较大。10月下旬至4月上旬的旬气温在10℃以下，最冷的1月气温为-6.1℃，全年日最低气温≤0℃的日数有131.2天， 1月曾出现极端最低气温-24.3℃，6月下旬至8月下旬的旬气温约在22℃以上，7、8月平均气温分别为24.4℃和24.3℃，全年旬气温最高值出现在8月上旬。从8月平均最高气温（28.3℃）来看，比同纬度华北平原低2℃左右。全年日最高气温≥30℃的日数只有18.5天，≥35℃的日数全年平均不到一天。这里年平均风速3.0m/s，春季各月皆在3.5m/s左右，6-9月在2.3~2.5 m/s之间，最大风速为19m/s（1972.7.26）。全年有大风日数9.2天。秋、冬季盛行偏西风，春夏盛行西南和南—东南风。
本区全年降雨量为683.60mm，有降水日73.6天，其中71%的雨量和50%的雨日集中在6月至8月内，仅7月降水就占年雨量的1/3。全年有暴雨日2.6天，也主要集中在7、8两月。多年平均蒸发量为1646.8mm，干燥度平均在1.3左右，全年平均相对湿度为62%，7、8月相对湿度最高达80%左右，冬季降水量少，相对湿度也最低，只在50%左右。本区最大冻土深度为0.85m。全年日照时数为2777.7小时，5月最多达287.0小时，冬季最少，各月皆在200小时左右。
大风是指平均风速大于或等于12m/s，瞬间风速大于或等于17m/s的风。本区大风都是在冷空气的影响下产生的，因此总的来说是以偏北方向的大风最多，另外，因为不同季节的环流形态、影响系统都有较大差异，又产生了不同季节大风的主导风向各不相同的结果，见表2.1-1
表2.1-1 各月大风主导风向
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
主风向
西北
西
北
西
北
北
北
北
北
北
西北
西、西北
次风向
北、西
北
东
北
西
西北
西北
东北
东、西北
西北
西
北
显然，本区冬季大风以西、西北风为主，春季大风以北为主，夏季大风以东风为主，秋季大风以北风为主。
本区风向以西北向频率较高，西北偏西和东北偏东次之，其它风向均不足6%，平均风速3.0m/s，最大可达19.0m/s。
最大冻土深度是建筑基础施工必须考虑的气象要素，本区土壤一般在11月下旬至2月上旬冻结，到次年2月下旬至3月上旬解冻，土壤以2~3月冻结深度最大，全区在72~109cm之间，在本区多年平均地温11.9℃。
根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007- ）附录A，场区标准冻土深度0.85m。
三．水文地质概况:
各岩土层的岩性特征及分布情况详见表3-1。
表3-1 地层岩性特征一览表
年代
成因
土层
编号
土层
名称
岩土描述
厚度
变化
范围
(m)
层顶埋深变化
范围
(m)
层顶标高变化
范围
(m)
土层
分布
情况
Q4pd
①
耕土
黄褐色，主要由细砂组成，含植物根系，稍湿，松散。
0.5~
0.7
0.0
1.51~
5.06
普遍
分布
Q4ml
①1
素填土
黄褐色~灰褐色，主要由细砂组成，局部混少量建筑垃圾或生活垃圾，稍湿~饱和，松散。
0.5~
2.3
0.0
2.62~
4.52
局部分布
Q4mc
②
细砂
褐黄色，石英长石质，均粒结构，次棱角状，含贝壳碎屑，局部混少量黏性土，局部为中砂，湿~饱和，松散~稍密，局部中密。
0.9~
4.7
0.5~
2.3
1.01~
4.56
普遍
分布
③
粉细砂
灰褐色，石英长石质，均粒结构，次棱角状，含贝壳碎屑，混少量黏性土，饱和，松散~稍密。
1.2~
3.4
0.6~
5.2
-1.37~
1.73
普遍
分布
③1
粉细砂
灰黑色，石英长石质，均粒结构，次棱角状，含贝壳碎屑，混黏性土，饱和，松散。
1.3~
3.0
2.3~
4.4
-1.13~
1.03
局部分布
④
粉细砂
灰色，石英长石质，均粒结构，次棱角状，局部夹黏性土薄层，饱和，中密~密实。
4.2~
8.8
2.6~
7.2
-3.47~
-0.06
普遍
分布
⑤
粉质
黏土
灰色，可塑，无摇振反应，切面稍光滑，稍有光泽，干强度及韧性中等，局部相变为粉土，夹粉细砂薄层或混砂粒。
0.5~
2.3
9.6~
12.4
-10.23~
-7.03
局部
分布
⑥
细砂
灰色，石英长石质，均粒结构，次棱角状，局部夹黏性土薄层，饱和，密实。
3.5~
13.5
9.0~
18.3
-15.46~
-6.84
普遍
分布
⑥1
粉土
灰色，摇振反应中等，切面粗糙，无光泽，干强度及韧性低，局部夹细砂薄层，湿，密实。
0.9~
2.8
15.5
-13.49~
-12.65
零星
分布
⑦
粉质
黏土
灰色，可塑，无摇振反应，切面稍光滑，稍有光泽，干强度及韧性中等，局部夹细砂薄层或相变为粉土、黏土。
0.5~6.4
16.8~
28.6
-25.61~
-14.69
普遍
分布
⑦1
细砂
灰色，石英长石质，均粒结构，次棱角状，局部夹黏性土薄层，饱和，密实。
0.6~
3.0
21.2~
26.7
-23.88~
-18.68
局部分布
⑧
细砂
灰色，石英长石质，均粒结构，次棱角状，局部夹黏性土薄层，饱和，密实。
未揭穿
24.5~
29.2
-26.64~
-21.54
普遍
分布

本工程施工地点土质主要以粉土、细砂、粉质黏土为主。初见水位深度介于1.3～1.8m ，标高介于1.68～1.9m ；地下水稳定水位埋深介于0.60~1.30m，绝对标高介于2.22～2.81m之间，主要赋存于②层中砂及以下砂层中。地下水位年变化幅度在1.0m左右。由于基础埋深位于地下水位以下,为保证基础开挖及保证施工质量,必须降低地下水位。
四．降水的目的、原理及井点对周围环境的影响
4.1 目的：
由于基础埋深位于地下水以下，根据现场实际情况，降水范围为A1停车楼工程地下室基础范围。为保证土方施工，防止塌方、滑坡，增强地基承载力，必须降低地下水位。
4.2 原理：
在地下水位较高的透水土层中进行基坑开挖施工时，由于基坑内外的水位差较大，较易产生流砂、管涌等渗透破坏现象，有时还会影响到边坡或坑壁的稳定。因此，采用人工降水方法，疏干基坑中的地下水，将基坑内或基坑内外的水位降低至开挖面以下，此方案考虑将水位降到基础以下0.5~1m。这样，可创造一个干燥的施工环境，以利于基础施工，促进土层的固结，增加其强度，提高边坡的稳定性，减少地下水的渗透压力，防止地基液化、管涌和地基隆起，提高施工质量，保证施工安全。
从井点结构图看，由于采用管井井点降水方法，设备简单，降水量大，渗透系数较大（1.0~200m/d），泵在井中抽水后，井点周围水流向井内，随着水的流失，井周围形成一个降水漏斗，当基坑深度位于降水曲线上部时，基坑内水被疏干，从而达到降水目的。另外，管井井点易于施工，机具及人员管理有序，对现场条件要求低，施工周期短，投入少，易于组织施工，根据本场地地质勘探条件，适合选用管井井点及明沟排水相结合的方法降低地下水位。

4.3井点对周围环境的影响
井点降水，一是要在挖至设计基底标高时不出现流砂，保证基坑内正常施工作业；二是要防止基坑外的地下水位下降对周围已建建筑物、管线、道路路面所造成的各种危害。根据工程实践经验，长期井点降水时，降水曲面坡度为降水影响半径的1/10，如井点主管埋深为S（指地下水位以下），则最大的影响半径可达10S.若已建建筑物、管线、道路路面位于影响半径范围内，而不采取防护措施的话，就会引起不均匀沉陷，造成倾斜、裂缝。
4.4 管井埋设
孔径、孔深及垂直度满足要求后。在井点两侧设置滚动滑轮，滑轮上缠绕细钢丝，将钢丝置于井点管底部，然后滚动滑轮，将管均匀的下沉，及时沉管，防止井壁坍塌。井管下部采用δ=50mm木板或水泥板封底。
4.5 过滤料填入及封井
整个井管下沉完毕后，检查管居中情况，确认合格后，应及时填入过滤料，填入时，应对称填入。防止井管倾斜。过滤填至距地面0.5m时，上面采用30mm左右的粘土封闭。
五．降水方法的选择及井点系统设计
5.1 降水方法的选择
5.1.1 基坑等级为三级。根据本场地工程地质与水文地质条件，对于地下水必须降至基底以下0.5～1.5m，根据秦皇岛地区经验，拟采用基坑周边管井疏排地下水，以确保基坑开挖和基础施工顺利进行。场地主要含水层综合渗透系数建议取K=15.0m/d。
5.1.2 井点降水24小时进行，若遇特殊情况，停电时需采用柴油发电机继续供电，避免停电影响降水效果。
5.1.3 从最后一眼井出水算起，井点连续降水15日后降至土建要求基础相对标高－2.7m（绝对标高1.3m）开挖（根据现场实际情况，连续降水时间可能有所改变），开挖后井点继续降水至土建要求基础标高。
5.2 井点系统设计
5.2.1井点各种参数的确定
(1)假想半径XO确定
根据平面尺寸:
A:基坑面积: 66527m2
(2)降水系统的总涌水量:

Q:为基坑涌水量。
K:为渗透系数m/d。
K=15m/d
H:为潜水含水层厚度,为简化计算，H 取有效带深度。
H=1.3（）=21.5m
l:滤管长度
:原地下水位至滤管顶部的距离
S:为水位降深m。
S=2.8m
R:为降水影响半径m。
R=1.95S(HK)1/2=1.95*2.8*(19.5*15)1/2=93m
X0: 为基坑半径m。
(3)管井过滤器进水部分单井出水量

d：滤管的直径
l：过滤器的进水部分长度
s：经验系数0.2~0.25
(4)井点数
N=1.1*眼
另因局部基坑过大，基坑内每15X15米范围内布观察井或者和疏干井1口，共计40口（开挖后废弃），共计335口，现场实际施工中，甲方定基坑上井间距为9米，基坑内井间距为15米X50米，共计249口。（2号路电缆沟以及附近水塘内水外排用泵数量和材料另计）
(5)井深的确定
根据施工经验，综合考虑此处井深取15m。
井点主要是根据基础布置在基坑周围，避开周围建筑物，以防降水对周围建筑地基有不良影响，除沿2号路部分降水井在基坑护坡中以外，其它部分降水井都在坡上，波纹管布设在井外满足基坑开挖要求，具体布置效果见附图。
5..2.2 水管道的确定
根据施工经验，由于降水井数量较多，根据现场实际情况，降水工程的排水主管道选用HDPE300、500、600波纹管、承插连接，间隔28-30米设置收水井一座（具体做法见02s515），井深标高以现场实地标高为准，管线埋设于地下，根据开挖线在其四周合理布置管道位置及其走向，统一外排，管道合理布放。考虑到基坑开挖，穿越临时路部分和临时路段通往基坑内的部分埋设6段8米过路套管，过路部分采用强度高的混凝土2级管代替HDPE波纹管。根据甲方指定排水点，开挖管沟，经过找坡和跌降的方式达到降水水量的排放，根据现场地形，指定的外排放点标高高于现场标高，在其排放点最近位置设置收水井，安装提升装置，为保证现场降水不间断进行，在现场安放300KW发电机2台，提升装置采用多个100口径的潜水排污泵，便于根据现场需外排水量的控制与维修，最终排入甲方指定位置。
5.2.3 过滤管：直径为DN400mm。
5.2.4 填充料采用2.5～4mm砂石作为水井的滤料。
5.2.5 抽水设备：采用Q6—35/2-1.1型三相双叶轮潜水泵，扬程：35m，功率：1.5kw。
5.2.6 电源功率：总功率为30kw。
5.2.7提升设备：采用100GWP（B）100-30-7.5型潜水排污泵
六．管井及电源的施工布置
6.1 井点布置：
管井井点分别布置在土方开挖上口线外2米，沿路敷设,井深均为15m，根据施工工期,降水日期缩短,采用加大降水井密度的方法为开槽创造条件,相邻9米一个降水点,达到开槽条件以后，基坑内降水井和观察井作废，后期根据现场情况和季节影响相应减少降水井数量，每个时期减少数量、位置由甲方工程师确定。
6.2 排水管布置：
沿管井外侧1 m布置，因现场降水井多，降水量大，输送距离过远，为此根据现场地形和甲方指定排放点标高，在保证敷设管道坡度的同时在地上均匀布置收水井，经过汇集最终由主管道排出。详见附图。
6.3 电源布置：
为方便现场操作，根据实际情况设置2个配电盘，每井设置1个控制电源。
七.井点系统施工准备及施工：
7.1 施工部署：
施工准备→放线→挖泥浆坑→回转转机就位→成孔→下管→填充滤水层→上部用厚土填实→洗井→下泵→抽水→土方开挖→土建施工→具备回填条件→封井。
7.2 施工准备
7.2.1 施工前应按设置位置定出井的位置。
7.2.2 施工用水、电接到现场。
7.2.3 过滤管按设计部位长度配齐，并按施工顺序堆放在孔位附近。
7.2.4 合理堆放合格过滤料。
7.2.5 钻孔机械就位。
7.3 管井施工
7.3.1 钻孔选用回转方法成孔。孔径为400mm，钻孔时应设置护筒，并填写施工记录。
7.3.2 井管埋设
孔径、孔深及垂直度满足要求后。应及时沉管。防止井壁坍塌。井管分节下沉。井管下部采用δ=50mm木板封底，管与管之间错位≦10mm。
7.3.3 过滤料填入及封井
整个井管下沉完毕后，检查管居中情况，确认合格后，应及时填入过滤料，填入时，对称填入。防止井管倾斜。过滤填至距地面2m时，上面采用粘土封井。
7.4 洗井
井管、过滤料施工完毕后，应及时洗井，防止泥浆硬化影响井管出水量，同时冲洗出井中的部分小颗粒，使井周围形成天然过滤层，保证井点的出水量。
7.5 潜水泵的安装
7.5.1 潜水泵安装应在井中心位置，距井点底不小于1.5m。
7.5.2 扬水管连接牢固，严禁有漏水现象。
7.5.3 泵应有良好的接地装置。
7.5.4 基础坑内废井处理方法：先将井底封死，往里面灌注素实混凝土（目的是防止以后井点处出现渗漏水现象）。
八．管井日常管理：
8.1 井周围应按卫生防护要求保持良好的卫生环境，防止环境污染。
8.2 管井井口应有临时封闭措施，防止杂物掉入。
8.3 井点立管埋设完并与卧管及抽水设备接通后，必须先进行试抽水，在无漏水、漏气、淤塞等现象后，才能正常投入使用。
8.4 井点应保证连续抽水，并应准备双电源。如抽不上水或水一直较混，或出现清后又变混等情况，应立即检查处理。如井点管淤塞过多，严重影响降水效果，应逐个用高压水反冲洗井点管或拔出重新埋设。
九．管井的拆除：
基础施工完毕后，回填土至地下水以上时，井点降水即告结束，泵拆除，采用细砂填入井中，然后进行补水灌注。
十． 劳动力计划、机械计划、材料计划：
10.1 劳动力计划
序号
工种
人数
备注
1
打井工
30

2
电、气焊工
8

3
管理人员
5

4
电工
7

5
值班人员
5

10.2机械计划
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
钻井机
台
8

2
水泵
台
250

3
电焊机
台
1

4
300KW柴油发电机
台
2

10.3 材料计划
序号
材料名称
单位
数量
1
无砂过滤井管
m
3000
2
配电箱
台
15
3
电缆
m
400
4
电缆线4×2.5
m
8000
5
排水管
m
6000
6
HDPE波纹管
m
1900
十一.局部降水
11.1 原因及目的
经现场实际勘察，C3地下室开挖土方有污泥层，厚度约20m,根据C7-2一期及地中海酒店项目和C3-1项目经验，为保证土方顺利开挖，防止塌方、滑坡，需进行局部二次降水。降水点和数量根据现场施工情况而定。
11.2 原理
由于真空泵的抽吸，在吸水管内形成真空，吸水管路与过滤管相连，在滤管内形成真空，经过真空泵不断抽气，使井孔周围的土体形成一定的真空度，土内孔隙水在大气压及土体重力作用下由高压向低压流动，流入滤管，再经过真空泵抽吸，排入就近的井眼，使污泥层上面的水减少以致抽干，满足工程所需的降水要求，达到土建施工要求。
11.3 降水方法的选择及井点系统设计
11.3.1 降水方法的选择
根据我单位的施工经验，结合本工程的基础标高，拟采用真空泵方法进行局部降水。
11.3.2 管道的确定
水管为De15塑料管，管下端为滤管，每个电梯井及电梯井集水坑布置4根滤管，每根长度为12米；其它集水坑每个布置四根滤管，每根长4米，管壁上钻有3mm的星棋状排列滤孔，为避免滤孔堵塞，管壁外包尼龙丝布作为滤网，在滤网外在围一段螺旋形铁丝，将滤网固定在滤管上，防止滤网脱落或下滑，保护滤管。
11.3.3 抽水设备的选择
采用1WZB-1.5单相自吸泵，吸程；25m，功率；1.5KW。
11.4 降水区域
集水坑和其它需要局部降水的区域。
11.5 真空泵及滤水管的布置
11.5.1 真空泵分别布置在土方开挖上口线外，为方便施工，采用木方固定在基坑外侧。每个集水坑外设置四台真空泵，滤管按土方上口开挖线外1.5米布置。
11.5.2 滤水管分别布置在土方开挖上口线外1.5m，深度1.5m，宽0.3m。采用人工开挖沟槽，挖至要求深度后埋管，要特别注意回填砂土厚度，防止管道漏气。
11.5.3 电源布置：为方便现场操作，就近采用原有降水电源。
11.6劳动力计划、机械计划、材料计划
11.6.1 劳动力计划
序号
设备名称
人数
备注
1
打井人员
15

2
水泵
60

3
电焊机
4

11.6.2 机械计划
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
单相真空泵
台
100

2
潜水排污泵
台
7

11.6.3 材料计划
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
15的塑料管
m

2
配电箱
台
4

3
4×2.5电线
m
200

十二.各项保证措施
12.1 质量保证措施
12.1.1实行全面质量管理,进行书面技术交底，技术交底要落实到班组的每一个人,以免在施工中产生不必要的错误,对工程施工造成影响，开工前对施工人员进行安全技术交底，并按规定记录。
12.1.2建立施工生产例会，每天晚上召集下面班组人员进行开会,及时提出和消除质量隐患,对工程中出现的问题及时进行协调解决。
12.1.3工程质量三检制度。每天都配有质检员在现场进行质量监督检查,每道工序坚持实行班组自检、项目复检，监理报检的制度。
12.2施工进度保证措施
12.2.1根据每台机具生产率，组织足够的施工机具。
12.2.2组织人员24小时作业，作到人歇机不歇。
12.2.3改进护壁泥浆，在原土中加入适当粘土，加快井孔施工速度。
12.2.4加强降水管理，24小时安排施工人员跟班作业，发现隐患及时排除。
12.3 安全保证措施
12.3.1 建立安全生产责任制，设专职安全员。
12.3.2 严格我单位的安全生产制度和技术操作规程。
12.3.3 施工中各种电源、电器应有专人管理。
12.3.4 施工中各种电源应有良好的接地装置，不得有漏电现象。
12.3.5 危险区域应设置安全标志。
12.3.6 不私自搭接、拆改电源，不得在主干线上搭接电源。
12.3.7 使用合格的动力配电箱，箱内配合格的漏电保护器。同时做到三级供电、二级保护、一机一闸一漏保，施工电源用线为合格的三相五线制电缆。
12.3.8 为防止雨季施工过程中，柱基础及设备基础内有雨水存在，我单位特配备30台潜水排污泵，以便排水用。
12.4 文明施工措施
12.4.1 严格按文明工地的有关要求施工。
12.4.2 材料整齐：设备、材料堆放整齐，不影响施工场地交通，对环境有影响材料、物品要有必要的分隔措施。
12.4.3 清洁卫生：施工现场应保持卫生清洁。施工中不得有污水外流，泥浆外溢现象。
12.4.4 夜间连续施工，要配置照明灯，以免发生不必要的危险，施工人员特别要有高度的警惕心，不准夜间酗酒、斗殴。
12.4.5 交工后场地清理干净。