龙湖苏地4号地块基坑降水方案.doc
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1、龙湖苏地2013-G-18号(4号地块)基坑降水专项方案建基建设集团有限公司2014年11月12日目 录第一章、 基坑降水概况1一、工程概况1二、 围护概况2三、编制依据2四、场地地形地貌3五、勘察单位提供场地地质概况3六、勘察单位提供抽水试验井布置结果5七、降水目的8八、降水工程特点分析与对策8九、降水对策9十、基坑突涌稳定性分析11十一、减压降水分析12十二、基坑降水水文地质概念13十三、基坑降水设计计算13十四、 坑外应急回灌井兼水位观测井分析14十五、坑内井布设14十六、降水设计工作量15十七、 地面沉降预测16十八、减压降水引起的地面沉降控制措施16第二章、施工部署16一、 降水施工
2、部署16二、施工设备及材料计划19三、施工进度计划22四、降水运行组织22五、降水安全运行保障措施22六、井管保护24第三章、降水施工管理与组织25一、项目管理网络25三、 劳动力组织27三、降水排水管理措施27第四章、降水施工保证措施28一、工期保证措施28二、 施工季节性保障措施28三、安全保证措施29四、 文明施工保证措施30五、与相关单位协调配合的措施31六、降水井平面图31第一章、 基坑降水概况一、工程概况苏州龙湖基业房地产有限公司拟建龙湖苏地2013-G-18号(四号地块)项目。拟建场地位于苏州市高新区塔园路西侧,金山东路南侧,狮山路北侧。拟建建(构)筑物由1幢18层酒店(附3层地
3、下室)、6层商业裙楼(均附3层地下室)及外扩地下室组成(外扩地下室均与主楼、裙房部分地下室相连),总建筑面积约274802m2。0.000=+4.2m(1985国家高程)。建设单位:苏州龙湖基业房地产有限公司设计单位:苏州市城市建筑设计院责任有限公司勘察单位:江苏省第二地质工程勘察院监理单位:苏州建筑工程监理有限公司施工单位:建基建设集团有限公司工程范围:基坑降水图 拟建工程地理位置示意图二、 围护概况本工程基坑采用钻孔灌注桩结合水平内支撑内支撑的围护体系。基坑止水帷幕采用850600三轴水泥土搅拌桩进行加固,桩长为21m,坑内设置2道钢筋砼支撑,支撑中心相对标高为-2.60、-8.40m。基
4、坑围护采用钻孔灌注桩,基坑南侧设计17米桩长、桩径1m灌注桩,其余采用25米桩长、桩径1m灌注桩。本基坑工程围护结构剖面图三、编制依据1) 龙湖苏地2013-G-18号(四地块)抽水试验报告2) 甲方提供的基坑围护图纸等;3) 供水水文地质勘察规范(GB50027-2001);4) 建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98);5) 建筑地基基础设计规范(GB50007-2011);6) 城市地下水动态观测规程(CJJ76-2012);7) 基坑降水手册,中国建筑工业出版社,2006.04;8) 基坑工程手册,中国建筑工业出版社,2009.11;9) 岩土工程地质勘察报告四、场地地形地
5、貌拟建场地位于苏州市高新区塔园路西侧,金山东路南侧,狮山路北侧,在建狮山广场东侧。场区内地势略有起伏。场地地貌属太湖冲湖积堆积平原区。五、勘察单位提供场地地质概况1、本次钻探揭示20.00m以浅各土层由第四系冲湖积相沉积物组成,各土层工程性质,自上而下分别描述如下:2素填土:灰黄色灰色,松软,主要成分为粘性土,局部混有碎石、砖块等。粘土:灰黄褐黄色,可塑硬塑。含铁锰质结核,夹少量青灰色条纹,有光泽,韧性高,干强度高,无摇振反应。属隔水性土层。粉质粘土:灰黄色,可塑软塑。含铁质氧化斑点,夹灰色条纹,底部夹薄层粉土,稍有光泽,韧性中等,干强度中等,无摇振反应。属隔水性土层。1粉土夹粉砂:灰黄色灰色
6、,饱和,稍密中密。夹粉砂。无光泽,韧性低,干强度低,摇振反应迅速。属微承压水含水层。2粉砂夹粉土:灰色,饱和,中密密实。局部夹粉土,主要成份为长石及石英,次之云母碎屑。属微承压水含水层。粉质粘土夹粉土:灰色,软流塑。薄层理发育,夹有薄层状粉土,局部较多。稍有光泽,韧性中等,干强度中等,无摇振反应。属弱透水性土层。粘土:灰黄褐黄色,可塑硬塑。含铁锰质结核,夹少量青灰色条纹,有光泽,韧性高,干强度高,无摇振反应。层厚2.104.70m,层顶标高-21.26-17.79m,该土层拟建场地内大部分分布,属中等压缩性土,工程性能良好。粉质粘土夹粉土:灰、灰黄色,软塑可塑。薄层理发育,夹有薄层状粉土,局部
7、较多。稍有光泽,干强度中等,韧性中等,无摇振反应。层厚1.5015.50m,层顶标高-29.24-19.73m,该土层拟建场地内均有分布,属中等压缩性土,工程性质中等。粉土:灰色,很湿,中密为主,局部密实。夹有薄层状粉质粘土。无光泽,韧性低,干强度低,摇振反应迅速。层厚1.207.50m,层顶标高-36.06-28.43m,该土层拟建场地内大部分有分布,局部厚度变化较大,属中等偏低压缩性土,工程性质中等。勘察单位提供的渗透系数建议值,见表。土层代号及名称室内试验渗透系数(cm/s)抽水试验K值(cm/s)渗透系数K建议值(cm/s)垂直KV水平KH1杂填土7.010-32素填土8.010-6粘
8、土1.2810-61.8010-64.010-7粉质粘土3.4810-65.3910-65.010-61粉土夹粉砂 2.6310-32.0710-33.6310-33.6310-32粉砂夹粉土7.1510-35.6810-3粉质粘土3.4910-65.2710-66.010-6粘土6.7310-71.0910-61.010-6粉质粘土与粉土3.4010-65.1310-66.010-6粉土夹粉砂1.1610-31.1910-32.010-3 各土层渗透系数表 2、区域水文地质条件苏州市水文地质、工程地质、环境地质综合勘察报告(1:5万),本区地表水系极其发育,主要有太湖、阳澄湖、金鸡湖及大小不
9、等的河沟渠,同属太湖水系,太湖水域面积2250km2,总蓄水量90亿m3(临界量)。主干性河道有京杭大运河、山塘河、胥江、元和塘、娄江、吴淞江等。系典型的水网化低洼平原。河湖常年水位1.11.3m之间。湖泊之间河汊通连,构成水力联系密切的群体。苏州市历史最高潜水位为2.63m(1985国家高程基准,下同),历史最低潜水位-0.21 m,潜水位年变幅一般为12m,其补给来源主要为大气降水。苏州市历史最高微承压水水位为1.74m,历史最低微承压水位为0.62m。据历史资料,苏州市1999年以前最高洪水位为2.49m(1956年黄海高程),1999年觅渡桥最高水位2.55m(1985国家高程基准),
10、1999年枫桥最高水位2.59m(1985国家高程基准)。最低水位0.01m。3、地表水拟建场地东侧分布有一河道,勘察期间测得河水位标高为1.51m左右(2013年10月26日测量),水深约2.00m。4、地下水潜水主要赋存于浅部填土层中,该土层以建筑垃圾夹粘性土为主,富水性较差,透水性不均,勘察期间,测得初见水位标高0.801.85m,稳定水位标高1.001.95m。其补给来源为大气降水及地表水入渗补给,以大气蒸发为主要排泄方式。苏州地区降雨主要集中在69月份,在此期间,地下水位一般最高;旱季为12月份至翌年3月份,在此期间地下水位一般最低。年水位变幅约1.00m。微承压水主要赋存于1粉土夹
11、粉砂、2粉砂夹粉土及2粉土与粉质粘土、3粉土层中,富水性、透水性中等较好,补给来源为地下迳流补给,排泄方式以地下迳流及人工抽吸为主。勘察期间实测微承压水头标高在1.54m左右,随季节变化地下水位有升降,年变幅0.80m左右。六、勘察单位提供抽水试验井布置结果依据钻探资料及现场条件本场地共布置组抽水试验孔。抽水试验孔位置详见“水文孔平面位置图”,各井的坐标及高程见表2,成井柱状图见 “成井结构图”。表井号坐 标井边地面高程(m)井管顶面高程(m)井深(m)备注X (m)Y (m)W142684.07247491.1053.634.2520.00抽水井W242673.64247488.7243.6
12、54.5320.00观测井各井的坐标及高程表1、勘察提供微承压水抽水试验结果(1)方法根据场地地层情况及含水层的富水性,本次抽水试验采用微承压水完整井多孔(1个抽水孔、一个观测孔)三落程抽水,抽水前采用泥浆泵水笼头加活塞洗井,待水清砂净后,采用离心式潜水泵进行正式抽水。(2)成井方法勘察提供的抽水试验抽水孔井径300mm,成井管径146mm(PVC管)。含水层段PVC管打眼并用一层80目尼龙网包裹(尼龙网目数根据颗粒分析来确定)。回填料为12mm的石英砂(米砂),采用粘性土球进行止水。观测孔井径108mm,成井管径50mm(PVC管)。含水层段PVC管打眼并用一层80目尼龙网包裹(尼龙网目数根
13、据颗粒分析来确定)。回填料为12mm的石英砂(米砂),采用粘性土球进行止水。(3)洗井成井后立即进行洗井,洗井方法采用注水冲孔加活塞洗井,洗井至水清砂净止,待水位恢复后进行抽水试验。(4)稳定水位观测洗井后待水位恢复到静止水位后观测水位,以四小时内水位变化不超过2cm的读数作为稳定水位。(5)抽水试验抽水开始后,主孔与观测孔同时开始观测水位变化及流量变化(主孔),观测时间间隔如下:1、2、3、4、5、7、8、10、15、15、20、30分钟直至稳定。主孔(抽水孔)设测水管测量水位。用电表测水位,并用温度计测量水温、气温。每个落程水位观测要达到稳定。稳定标准:稳定时间内水位不大于2cm,稳定时间
14、为连续不小于8小时;抽水过程中及时绘制水量、水位曲线,发现曲线异常查明原因,及时纠正,必要时重新进行抽水试验。抽水试验结束后取水样1500ml,停泵后观测恢复水位。恢复水位观测时间间隔(1、2、3、4、5、7、8、10、15、15、20、30直至恢复到静止水位)。要求为最后3次相同或最后4小时水位差小于2cm。(6)水文地质计算公式及成果 各水文孔、降深、钻孔性质、含水层厚度、距抽水孔距离、气温、水温,见表3。 抽水情况一览表 孔号稳定水位标高 (m)第一落程第二落程第三落程钻孔性质过滤管长度l(m)承压含水层厚度M(m)气温(水温)降深S(m)流量Q(m3/h)降深S(m)流量Q(m3/h)
15、降深S(m)流量Q(m3/h)W11.544.375.0843.023.5451.651.756抽水孔10.010.01622(16)W21.541.220.900.59观测孔10.010.0 (8)抽水试验结果根据钻探揭示及含水层分布情况,按微承压水完整井条件,采用稳定流承压水公式计算。承压水完整井采用公式:上式中:Q为单井(钻孔)出水量(m3/d);M为承压含水层厚度(m);Sw为抽水井内水位降深(m);S1为观测井内水位降深(m); rw为抽水井半径(m); r1为主孔至观测孔的距离(m);l为过滤器长度(m);勘察提供的抽水试验结果,该微承压水渗透系数为3.5510-33.6810-3
16、(cm/s),平均值为3.6310-3(cm/s),计算结果见表。孔号落程顺序第一落程第二落程第三落程备注W1降深S(m)4.373.021.65微承压水含水层渗透系数K(cm/s)3.5510-33.6810-33.6510-3渗透系数K(cm/s)平均值3.6310-3单位涌水量(m3/d m)12.2028.5084.214抽水试验成果表本场围护基坑止水帷幕与含水层剖面图七、降水目的1、降低基坑内开挖土体的含水量,便于基坑开挖的顺利进行。2、降低承压含水层的承压水水头,将其控制在安全埋深以内,以防止基坑底部发生突涌,确保施工时基坑底板的稳定性。3、尽量减少由于减压降水引起的地表沉降以及降
17、水对周边建(构)筑物,尤其是基坑周边如狮山路施工地铁站、塔园路雨水管、污水管电线管等不利影响。八、降水工程特点分析与对策 1、 降水工程特点根据本工程围护结构特征和本场地的地质水文地质特征,本基坑工程的安全极大程度上依赖于基坑降水的成功与否,这使得降水设计的可靠性十分重要。含水层分析:根据勘察资料,本工程地下伏潜水,在、层,1粉土夹粉砂:灰黄色灰色,饱和,稍密中密。夹粉砂。无光泽,韧性低,干强度低,摇振反应迅速。属微承压水含水层。2粉砂夹粉土:灰色,饱和,中密密实。局部夹粉土,主要成份为长石及石英,次之云母碎屑。属微承压水含水层。粉质粘土夹粉土:灰色,软流塑。薄层理发育,夹有薄层状粉土,局部较
18、多。稍有光泽,韧性中等,干强度中等,无摇振反应。属弱透水性土层。复合水层厚度大,降水难度高。环境分析:本工程基坑周边环境复杂,主要有地铁三号线站台施工、塔园路及周边下伏的地下管线等。而本基坑工程面临地下潜水、微承压水以及第一层承压水的地下水处理问题,基坑需要长时间、大幅度、大面积的抽水,基坑降水势必对周边敏感环境有一定的不利影响。开挖工况分析:本工程基坑面积大基坑面积近38100m2;基坑开挖深度大,普挖深度12.9m,考虑深坑时,最大开挖深度约15m,基底基本要穿过2粉砂夹粉土:灰色,饱和,中密密实。局部夹粉土,主要成份为长石及石英,次之云母碎屑。属微承压水含水层。围护分析:基坑采用钻孔灌注
19、桩作为围护结构,外侧增设三轴水泥土搅拌桩为止水帷幕,基坑嵌入2微承压含水层,止水桩桩底基本位于层,由于含水层整体厚度大,形成悬挂式止水帷幕,理论上能将坑内外的潜水、层微承压含水的坑内外水力联系切断,对深层的层承压水则隔水效果有限,降水中,需充分考虑地下灌注桩或搅拌桩对地下水的扰流作用。九、降水对策1、针对本工程特点,充分利用我公司在苏州地区的已完成或在建的、与本工程水文地质条件或围护特征、开挖工况等较为类似的专业降水设计及地下水控制经验。2、采用以下措施解决本基坑降水工程中的难点:(1) 分层降水:考虑基坑分区较多,含水层比较复杂,根据各区详细地质情况进行针对性的降水。(2)对于浅部开挖深度范
20、围内的潜水,考虑其与下伏的(微)承压水并无水力联系,对其采用真空管井进行疏干处理,为基坑开挖作业提供良好的环境。(3)对第、层(微)承压水:层微承压水厚度较大,且三轴无法将层完全隔断,因此,该区域,与层视为整体含水层进行减压降水,地下水水位需控制在开挖面以下1.0m;层粉质粘土层分布连续,厚度约13.9m,因此,在该区域,考虑2层已被止水桩隔断,且基坑大面开挖基底或深坑时将逐步暴露,将承压潜水的2与上部浅层潜水一期疏干处理,层与其下的层视为整体含水层进行“按需”减压降水。且随基坑开挖深度加大,层顶逐渐揭穿,因此,层的微承压含水层与上部潜水一起疏干处理。(4)对层承压水(正常沉积区)采用深井进行
21、“按需减压”降水,保证基坑安全及施工顺利进行。减压降水井的井深根据地层变化呈适当的差异性布置,控制原则为不宜超过止水帷幕,适当增加地下水扰流路径,减少基坑降水对周边环境的不利影响。4、水位监测:(1)在基坑内布置水位观测井,根据地下水位监测结果指导降水运行。(2)基坑外侧适量水位观测井,监测内部抽水后坑外水位变化情况。5、应急回灌: 鉴于基坑开挖深度大、基坑面积大,坑内大幅度、大面积、长时期的抽降地下水,特别是2层层微承压水;对灌注桩、止水桩的质量将是极大考验。而基坑周边环境复杂,环境保护要求高,需在坑外适量布置回灌井,必要时人为抬升地下水水位,减缓沉降变形。6、按需降水: (1)降水运行过程
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