深基坑抽水试验方案.doc
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1、*工程专项抽水试验设计方案*有限公司2023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、实验目的与设计思绪5.1实验目的5.2设计思绪六、实验方案6.1实验设备6.2实验准备6.3实验过程6.4抽水过程技术规定6.5地面沉降点布置与监测规定七、施工工艺7.1施工工艺流程7.2施工技术规定八、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,周长延伸412m,基坑普遍挖深
2、9.75m(-10.85m),周边有三个集水井,挖深11.25m(-12.35m)。工程0相称于绝对标高+5.00m,自然地面相称于绝对标高+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,设立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解决。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
3、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/m渗透系数cm/s填土1.582.281褐黄色粉质粘土夹粉质粘土1.071.30可塑中档18.601.36E-062灰黄色淤泥质粉质粘土0.970.33流塑高等17.503.31E-06灰色淤泥质粉质粘土6.89-6.56流塑高等17.305.02E-06灰色淤泥质粘土7.58-14.14流塑高等16.905.19E-071-1灰色粘土2.90-17.03流/软塑高等17.304.94E-071-2灰色粉质粘土1.94-18.97软塑高等17.602.88E-062-1灰色砂质粉土夹粉质粘土2.35-21.33中档
4、17.803.42E-042-2灰色砂质粉土1.73-22.69中档17.704.25E-043-1灰色粉质粘土6.91-29.29软塑中偏高17.805.11E-053-2灰色砂质粉土与粉质粘土互层4.73-32.99软塑中档17.703-3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19.902.2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
5、拟建场地内微承压水重要为第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(DGJ08-37-2023)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也许会产生突涌的现象。2.2.3承压水拟建场地内承压水重要为第层中地下水,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
6、写依据1国家标准:建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-20232国家标准:供水管井技术规范GB50296-993国家标准:建筑基坑支护技术规程JGJ 120-20234上海市标准:地基解决技术规范DG/TJ08-40-20235上海市标准:地基基础设计规范DGJ08-11-20236上海市标准:基坑工程设计规程DG/TJ08-61-20237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
7、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- hs)/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/m3)w -地下水的重度(10kN/m3
8、)基坑底板抗突涌验算示意图根据上式,可以计算出开挖深度hs相应的安全水位埋深D,详见下表: 基坑开挖深度hs-安全水头埋深D相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)110.903.000211.253.580.58五、实验目的与设计思绪5.1实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,基坑开挖时需要减少地下水位的幅度较大。为了保证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性、掌握水文地质参数、观测和掌握抽水引起的深层承压水的水位变化特性。为深化围护及降水设计需进行必要的现场水文抽水实验。据此,本基坑水文地质抽水实验
9、拟分为两部分:单井实验求参数部分和群井实验环境影响部分。本次实验的目的如下:1、通过抽水实验和调研,查明2-1层中的微承压含水层埋深及实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、通过抽水实验,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、通过抽水实验,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实验和地面沉降监测,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头降深的关系;6、通过抽水实验停止抽水后,监测周边土体沉降回弹恢复值与
10、抽水连续时间长短关系,以判别连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,连续降水多长时间以后为不可恢复,影响范围多大;7、根据抽水实验结果、钻孔地层和地下水位动态等建立基坑降水数值模拟模型,对模型进行辨认后,预测基坑降水引起周边地区地下水渗流场变化趋势;8、根据抽水实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限度;9、通过抽水实验,为本工程此后基坑开挖时的承压水降压提出建议方案(涉及降压井数量、深度、滤管长度等)。10、通过抽水实验,为基坑围护结构及降水设计提供设计依据或建议。5.2设计思绪本工程东侧为哈密路,下有多条管线,为保证深基坑开挖的安全,
11、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,本次实验层重要的目的层为第2-1层,所以在该层布置实验井。同时,实验井位结合后期降水需求,必要时作为后期降水井。六、实验方案按照突涌验算的结果以及周边环境的情况,结合实验目的与设计思绪,本次实验拟设计3口抽水井Y1Y3,3口观测井YG1YG3。另布设3个断面的地表沉降点D1D15,监测范围达50m(每10m布设1个)。此外沿哈密路布设一排地表沉降点D16D30。实验井及地表沉降点平面示意图见图:实验井结构示意图见图:实验井开孔孔径600mm,滤料上部填2m粘土球止水,粘土球上部回填粘性土至
12、地表面。实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Y12702722262227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实验设备为了满足本次实验精度和规定,保证实验成果的准确性,在实验设备选用上力求精密。相关实验设备如下: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,满足成孔规定;井管选用时应考虑过水断面规定,减小井水含沙量;封孔选用优质粘
13、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,满足单井出水量规定;实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;为准时按质按量完毕本次抽水实验工程,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182泥浆泵86型1台7.53空压机W-1-71台5.54潜水泵QDX3-10-0.7511.1/台5降压泵200QJ32-50/435.5/台6Diver自动水位监测仪3套
14、7水位计1个6.2实验准备1、实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;电源规定:现场供电功率不小于50kw;排水规定:实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。2、准备阶段设备进场施工前准备工作约2天,考虑6眼实验井成井时间约6天,设备安装、试抽水至水位恢复、观测静止水位等,开始实验前施工和准备工作时间约需6天。抽水实验前2天,由甲方负责组织验收供电、排水工程;完毕所有抽水孔抽水设备、观测设备的安装和各单井试抽工作。实验所需要的材料、设备、资料等准备工作由我公司完毕。6.3实验过程6.3.1单井实验本
15、次抽水实验抽水时间约需10天,分三个阶段进行:(1)、静止水位观测抽水前对现场的7眼实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。(2)、抽水实验单井抽水实验抽水时间约需45天,水位恢复时间约需45天。对第2-1层S1抽水井进行抽水实验,同时观测第2-1层的水位变化情况;对第2-1层S2抽水井进行抽水实验,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,现场抽水实验结束7天后提交完整的实验报告。6.3.2
16、群井实验本次群抽实验分三个阶段进行:1、抽水前静止水位观测阶段抽水前对现场的所有实验井进行静止水位观测,测出实际水头高度值,方法同单井实验。2、抽水阶段、沉降监测阶段本次群井抽水实验抽水井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,抽水开始后天天监测一次,直到群抽实验结束。3、恢复水位观测、监测阶段本次群井实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抽水过程技术规定6.4.1水位观测采集技术规定(1)数据采集工具本次实验采用欧洲Water&Land公司生产的Diver自动数据采集仪、电流水位计观测
17、水位。规定测线长度标记准确、牢固,标记数字清楚且防水;对测线的丈量精确到毫米。自动数据采集仪设立及采集示意图(2)水位观测的精度和频率规定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拟定抽水实验前的自然水位情况。观测精度:读数精确到毫米。抽水实验前,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规定观测对象:抽水井和观测井。观测精度:观测孔读数精确到毫米,降水孔读数精确到厘米。观测频率:观测井用Diver自动数据采集仪、测绳观测,Diver自动数据采集仪可设立成每隔30秒采集一次数据,满足实验规定。抽水井和水表观测频率为在开始后按1、2、3、4、6、8、1
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