深基坑抽水试验方案.pdf

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1、*工程 专 项 抽 水 试 验 设 计 方 案 *有限公司 2014 年 3 月 6 日 目录 一、工程概况 . 1.1 项目概述 . 1.2 围护概况 . 二、工程与水文地质条件. . 2.1 工程地质条件 2.2 水文地质条件 三、编写依据 . 四、突涌验算 . 五、试验目的与设计思路. . 5.1 试验目的 5.2 设计思路 六、试验方案 . 6.1 试验设备 6.2 试验准备 6.3 试验过程 6.4 抽水过程技术要求 6.5 地面沉降点布置与监测要求 七、施工工艺 . 7.1 施工工艺流程 7.2 施工技术要求 八、施工现场管理 8.1 施工组织管理 8.2 施工进度计划 8.3 施

2、工安全保障措施 九、封井 . 十、附图 . 一、工程概况 1.1 项目概述 拟建“*工程”位于长宁区哈密路 * 号。基 坑开挖面积约5779m 2，周长延伸412m ，基坑普遍挖深9.75m（-10.85m） ， 周边有三个集水井，挖深11.25m（-12.35m） 。工程 0 相当于绝对标高 +5.00m，自然地面相当于绝对标高+3.90m，即相对标高 -1.10m。 拟建场地北侧为野奴泾，距场地综合楼及地下靶场约18 至 25m ；距剑 河路约 10 至 15m ，距哈密路约 40m 。 1.2 围护概况 基坑采用钻孔灌注桩结合单排（850*600）三轴水泥土搅拌桩作为挡土 止水体系， 设

3、置二道钢筋混凝土支撑， 局部及挖深区域采用双轴搅拌桩进行 坑底加固处理。 二、工程与水文地质条件 2.1 工程地质条件 2.1.1 地形地貌 上海位于长江三角洲入海口南端，属长江三角洲冲积平原、 属滨海平面 地貌。根据勘测本工程基地的土层可分为6 层及若干分层，具体如下： 层号土层名称 土层厚度 m 层底标高 m 状态压缩性 重度 kn/m3 渗透系数 cm/s 填土1.58 2.28 1 褐黄色粉质粘土夹 粉质粘土 1.07 1.30 可塑中等18.60 1.36E-06 2 灰黄色淤泥质粉质 粘土 0.97 0.33 流塑高等17.50 3.31E-06 灰色淤泥质粉质粘 土 6.89 -

4、6.56 流塑高等17.30 5.02E-06 灰色淤泥质粘土7.58 -14.14 流塑高等16.90 5.19E-07 1-1 灰色粘土2.90 -17.03 流/软 塑 高等17.30 4.94E-07 1-2 灰色粉质粘土1.94 -18.97 软塑高等17.60 2.88E-06 2-1 灰色砂质粉土夹粉 质粘土 2.35 -21.33 中等17.80 3.42E-04 2-2 灰色砂质粉土1.73 -22.69 中等17.70 4.25E-04 3-1 灰色粉质粘土6.91 -29.29 软塑中偏高17.80 5.11E-05 3-2 灰色砂质粉土与粉 质粘土互层 4.73 -32

5、.99 软塑中等17.70 3-3 灰色粉质粘土8.77 -41.19 软/可 塑 中偏高17.90 灰色粉砂未未中偏低19.90 2.2 水文地质条件 2.2.1 潜水 拟建场地浅部地下水属潜水类型，受大气降水及地表迳流补给。潜水位 埋深随季节、 气候等因素而有所变化， 场地年平均地下水位埋深为地表面下 0.50.7m，低地下水水位埋深为地表下1.5m。本工程计算取地下水位埋深 为地表面下 0.5m。 2.2.2 微承压水 拟建场地内微承压水主要为第2-1 和2-2 层中地下水，根据上海地区 区域性水文地址资料，承压水水头埋深一般约为地面以下311m，勘测期 间2-1 微承压水水头埋深在地面

6、下4.50m，本工程主地下室基坑开挖深度 约为 11.25m，第2-1 层最浅埋深为 22.71m，按最不利的承压水水头埋深3 米考虑，根据规范（ DGJ08-37-2002）第 11-3-3 条，经验算坑底抗突涌安全 系数 1.021.05，基坑深坑区域开挖过程中可能会产生突涌的现象。 2.2.3 承压水 拟建场地内承压水主要为第层中地下水，根据上海地区工程经验， 承 压水水头埋深一般约为地面以下312m，年呈周期性变化， 其顶面埋深大， 对工程建设基本无影响。 三、编写依据 1国家标准：建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002 2国家标准：供水管井技术规范 GB50296-

7、99 3国家标准：建筑基坑支护技术规程JGJ 120-2012 4上海市标准：地基处理技术规范 DG/TJ08-40-2010 5上海市标准：地基基础设计规范 DGJ08-11-2010 6上海市标准：基坑工程设计规程 DG/TJ08-61-2010 7行业标准：建筑与市政降水工程技术规范 （JGJ/T111-98 ） 四、突涌验算 本次设计方案中第 2-1 层中的微承压含水层，层面埋深较平缓，根据 本场地的地质勘探报告，本次设计按最浅埋深22.71m 计算。根据经验水头 埋深一般为 311m呈周期性变化，本次设计方案按实际不利水头3m计算。 由于本基坑较深，根据施工经验，降水时要考虑对周边环

8、境沉降影响的问题。 开挖过程中，必须有效控制承压水水头埋深， 防止基坑发生突涌事故， 因此， 必须进行基坑突涌稳定性分析。 基坑底板抗突涌稳定条件：在基坑底板至承压含水层顶板之间，土的自 重压力应大于承压水含水层顶板处的承压水顶托力，可按下式进行承压水位 控制： F=s（22.71- h s）/ w(22.71-D) 1.05 式中： F -安全系数（取 1.05） hs -基坑开挖深度（ m ） D -安全承压水头埋深值（ m ） s-基坑底板至承压含水层顶板间的土层重度的层厚加权平均值本 工程取（ 17.53kN/m 3） w -地下水的重度（ 10kN/m 3） 基坑底板抗突涌验算示意图

9、 根据上式，可以计算出开挖深度hs 对应的安全水位埋深D，详见下表： 基坑开挖深度 hs-安全水头埋深 D对应关系表 序号开挖深度 h(m) 安全水头埋深 D(m) 水位降深 (m) 1 10.90 3.00 0 2 11.25 3.58 0.58 五、试验目的与设计思路 5.1 试验目的 由于本工程基坑开挖深度较深，地下含水层埋藏较浅， 基坑开挖时需要 降低地下水位的幅度较大。 为了确保有效控制地下水以及尽量减小降水对周 边环境的不利影响， 需要准确分析本工程场地的水文地质特征、掌握水文地 质参数、观察和掌握抽水引起的深层承压水的水位变化特征。为深化围护及 降水设计需进行必要的现场水文抽水试

10、验。据此，本基坑水文地质抽水试验 拟分为两部分： 单井试验求参数部分和群井试验环境影响部分。本次试验的 目的如下： 1、通过抽水试验和调研， 查明 2-1 层中的微承压含水层埋深及试验期 间承压水水头高度，提供本场地不需要降承压水的临界开挖深度； 2、通过抽水试验， 求取第 2-1 层水文地质参数（包含渗透系数、弹性 释水系数等）； 3、测定单井实际涌水量，测定涌水量与水位降深的关系曲线； 4、通过抽水试验，计算减压降水时降压井影响半径及降压井的插入深 度； 5、通过短期局部的抽水试验和地面沉降监测，有效模拟推测基坑长时 间群井降承压水引起周边土层固结沉降影响及数值，以及沉降值与群井布置 和水

11、头降深的关系； 6、通过抽水试验停止抽水后，监测周边土体沉降回弹恢复值与抽水持 续时间长短关系，以判别持续降承压水引起的土体固结沉降，在多长抽水时 间可部分恢复，持续降水多长时间以后为不可恢复，影响范围多大； 7、根据抽水试验结果、钻孔地层和地下水位动态等建立基坑降水数值 模拟模型，对模型进行识别后，预测基坑降水引起周边地区地下水渗流场变 化趋势； 8、根据抽水试验和模型模拟预测结果，分析和预测降水引起对基坑周 边地面沉降的时空分布和影响程度； 9、通过抽水试验 ,为本工程今后基坑开挖时的承压水降压提出建议方案 （包括降压井数量、深度、滤管长度等） 。 10、通过抽水试验，为基坑围护结构及降水

12、设计提供设计依据或建议。 5.2 设计思路 本工程东侧为哈密路，下有多条管线，为确保深基坑开挖的安全，以防 出现突涌和降水对基坑周边环境影响尽量最小，即在允许范围内。 综合本场 地土质水文条件、周边环境和围护设计， 本次试验层主要的目的层为第2-1 层，所以在该层布置试验井。 同时，试验井位结合后期降水需求，必要时作为后期降水井。 六、试验方案 按照突涌验算的结果以及周边环境的情况，结合试验目的与设计思路， 本次试验拟设计 3 口抽水井 Y1Y3，3 口观测井 YG1 YG3 。另布设 3 个断面 的地表沉降点 D1 D15 ，监测范围达 50m （每 10m布设 1 个） 。另外沿哈密路 布

13、设一排地表沉降点D16 D30。 试验井及地表沉降点平面示意图见图： 试验井结构示意图见图： 试验井开孔孔径 600mm ，滤料上部填 2m粘土球止水，粘土球上部回填 粘性土至地表面。 试验井结构参数 含水层编号 井深 m 井管埋深 m 滤管埋深 m 填砾埋深 m 备注 2-1 层Y127 02722262227抽水 2-1 层Y22702722262227抽水 2-1 层Y32702722262227抽水 2-1 层YG12702722262227观测 2-1 层YG22702722262227观测 2-1 层YG32702722262227观测 6.1 试验设备 为了满足本次试验精度和要求

14、，确保试验成果的准确性，在试验设备选 用上力求精密。相关试验设备如下： 成井设备：选用山东济宁工程机械厂生产的M-200型水文钻机，钻头选 用带保径圈的三翼钻头，满足成孔要求； 井管选用时应考虑过水断面要求，减小井水含沙量； 封孔选用优质粘土球，保证上下两个含水层不连通； 抽水设备选用高功率的降压泵，满足单井出水量要求； 试验水位观测选用欧洲Water&Land 公司生产的 Diver 地下水位自动记 录仪，该仪器可 1 秒钟记录一次数据，精度为100m 深度范围内误差不超过 2mm； 水量测量选用大口径水表； 沉降监测选用徕卡精密自动安平水准仪，配2m 铟钢尺； 为按时按质按量完成本次抽水试

15、验工程，计划所需机械设备如下： 序号设备名称规格型号数 量电功（KW ） 1 工程钻机M-200 型1 套18 2 泥浆泵86型1 台7.5 3 空压机W-1-7 1 台5.5 4 潜水泵QDX3-10-0.75 1 1.1/ 台 5 降压泵200QJ32-50/4 3 5.5/ 台 6 Diver 自动水位监测仪3 套 7 水位计1 个 6.2 试验准备 1、试验所需场地 场地条件：通水通电、场地平整，沉降监测期间现场无大型机械施工； 电源要求：现场供电功率不小于50kw； 排水要求： 试验井附近应有排水明沟或市政泄水口，排水管道直径不宜 小于 300mm ，排水沟至井位距离不宜超过50m远

16、。 2、准备阶段 设备进场施工前准备工作约2 天，考虑 6 眼试验井成井时间约6 天，设 备安装、试抽水至水位恢复、观测静止水位等，开始试验前施工和准备工作 时间约需 6 天。抽水试验前 2 天，由甲方负责组织验收供电、排水工程；完 成所有抽水孔抽水设备、观测设备的安装和各单井试抽工作。试验所需要的 材料、设备、资料等准备工作由我公司完成。 6.3 试验过程 6.3.1 单井试验 本次抽水试验抽水时间约需10 天，分三个阶段进行： （1） 、静止水位观测 抽水前对现场的7 眼试验井进行静止水位观测，测出实际水头高度值。 观测频率 1 次/小时，连续 4 个小时测的水位值相同，可认为水位是静止的

17、。 (2) 、抽水试验 单井抽水试验抽水时间约需45 天，水位恢复时间约需45 天。 对第 2-1 层 S1抽水井进行抽水试验， 同时观测第 2-1 层的水位变化 情况； 对第 2-1 层 S2抽水井进行抽水试验， 同时观测第 2-1 层的水位变化 情况； （3） 、恢复水位观测 恢复水位观测开始于抽水停止后，每次直至水位恢复到自然水位为止， 对所有井进行观测。 现场数据采集结束后， 对原始数据分类整理， 现场抽水试验结束7 天后 提交完整的试验报告。 6.3.2 群井试验 本次群抽试验分三个阶段进行： 1、抽水前静止水位观测阶段 抽水前对现场的所有试验井进行静止水位观测，测出实际水头高度值，

18、 方法同单井试验。 2、抽水阶段、沉降监测阶段 本次群井抽水试验抽水井S1、S2及 S3抽水，其中 SG1井为观测。 在群井抽水前一天开始对所有监测点进行初值监测，抽水开始后每天监 测一次，直到群抽试验结束。 3、恢复水位观测、监测阶段 本次群井试验具体恢复观测时间根据监测点的沉降恢复数据来定，直到 监测恢复数据变化不大时，可以停止监测。 6.4 抽水过程技术要求 6.4.1 水位观测采集技术要求 （1）数据采集工具 本次试验采用欧洲Water&Land公司生产的 Diver 自动数据采集仪、电 流水位计观测水位。要求测线长度标记准确、牢固，标记数字清晰且防水； 对测线的丈量精确到毫米。 自动数据采集仪设置及采集示意图 （2）水位观测的精度和频率要求 1） 、地下水位普测和自然变幅观测 目的：了解区域地下水水位的自然日变幅及确定抽水试验前的自然水位 情况。 观测精度：读数精确到毫米。 抽水试验前，采用电流水位计或测绳来观测静止水位 2） 、抽水期间的水位观测要求 观测对象：抽水井和观测井。