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1、江苏路调蓄池及万航泵站工程基坑围护施工降水设计方案上海广联建设发展有限公司二六年七月二十五日目 录一、工程概况3二、地质条件3三、降水目的5四、设计依据5五、降水方案设计6六、封井方案10七、附图11一、工程概况1、本工程地处吴淞江以南，万航渡后路、江苏北路路口。尺寸大小约52.3m*40.3m。2、调蓄池及泵站基坑围护内排采用1000水泥土搅拌桩，桩底标高为-25.90m，内插H型钢；外排采用650水泥土搅拌桩，桩底标高为-16.0m，坑内采用三轴水泥土搅拌桩结合压密注浆加固及四道钢支撑支护。特殊段基坑围护内排采用650水泥土搅拌桩，桩底标高为-16.0m，内插H型钢；外排采用650水泥土搅
2、拌桩，桩底标高为-11.0m，内插H型钢。3、依据甲方提供的资料反映调蓄池及泵站基坑开挖深度为15.1m（绝对标高-11.50 m）, 集水坑位置处的局部开挖深度达17.10 m (绝对标高-13.50m)，雨水排放口挖深为4.65m(绝对标高-1.05m)。特殊段基坑挖深不明确。4、根据甲方安排，本次降水设计考虑的范围为：调蓄池及泵站基坑施工、北侧雨水排放口基坑施工；本工程设计地面标高取+3.6m,本方案所提到的标高均以此为准。根据甲方要求，本方案仅对调蓄池及泵房的基坑降水进行设计。二、地质条件根据上海市政工程设计研究院世圳岩土工程有限公司提供的岩土工程详勘报告，本降水设计方案所依据的工程地
3、质与水文地质条件主要反映如下：（一）地层情况降水影响范围内的土层分布及部分土力学性质指标见下表层序地层名称层底标高（m）层厚（m）含水量（%）土的重度（kN/m3）杂填土1.68-1.611.55.2/1粉质粘土-0.78-1.321.63.031.418.83砂质粉土-5.176.5淤泥质粉质粘土-6.28-6.721.25.544.817.4淤泥质粘土-12.38-13.226.06.949.116.8311粘土-19.08-19.685.97.338.717.7312粉质粘土-25.18-26.076.16.534.817.73粉质粘土-28.88-30.123.74.423.619.8
4、12粉砂-38.48-39.329.09.61粉质粘土钻至56.72m未穿未穿本工程基坑最深处达17.1m，基坑开挖深度范围内涉及到的土层有11层等，基坑底以下有、层等土层。 （二）水文地质条件 根据上述地层情况，按其水文地质特性，本场地的地下水类型可分为两类， 即：潜水与承压水。1、潜水含水层本场地潜水的地下水位受季节、气候、降水量等因素的影响而变化，根据上海市工程建设规范地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）有关条款，年平均水位埋深一般为0.50.7m。2、承压含水层根据勘察资料，本场地的第层粉砂属承压含水层，根据上海市长期观测调查，其水位呈周期性变化，一般水位为3.011.0m。
5、本方案在后面的基坑底板稳定性计算时，第层承压水水头高度取值为3.0m。三、降水目的本次降水目的：(1)通过降水及时疏干开挖范围内土层的地下水，使其得以压缩固结，以提高土层的水平抗力，防止开挖面的土体隆起。(2)在基坑开挖施工时做到及时降低连续墙内基坑中的地下水位，保证基坑的干开挖施工的顺利进行。(3)及时降低基坑下部承压含水层的承压水水头高度，并将其降至安全水头高度，防止基坑底部突涌的发生，以确保施工时基坑底板的稳定。四、设计依据方案设计与施工采用的规范和标准：苏州河沿岸市政泵站雨天排江量削减工程江苏路泵站岩土工程勘察报告（部分）基坑平面布置图DGJ08-11-1999规范岩土工程勘察规范GB
6、500272001供水水文地质勘察规范JGJ/T111-98建筑与市政降水工程技术规范GB5029699供水管井技术规范GJ120-99建筑基坑支护技术规程企业技术标准五、降水方案设计（一）减压管井布置根据ZK2孔资料，利用抗浮平衡条件验算第层承压水对基坑底部稳定性的影响。1、基坑底部稳定性验算1)基坑底部的稳定条件：基坑底部至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力。即：Hs Fswh式中：H 基坑底至承压含水层顶板间距离（m）； s 基坑底至承压含水层顶板间的土的平均重度（kN/m3）； h 承压水头高度至承压含水层顶板的距离（m）； w 水的重度（KN/m3），取10kN/m3； F
7、s 安全系数，一般为1.01.2,取1.05； 2)计算情况：取水位最不利值，用埋深3.0m来计算，相应的绝对标高为+0.6m，则承压水的顶托力Fswh=（30.12+0.6）101.05322.6kPa根据不同的基坑开挖深度分别计算基坑底的稳定性： 开挖标高为-11.5m时，Hs =（13.22-11.5）16.83+（19.22-13.22）17.73+（25.72-19.22）17.73+（30.12-25.72）19.8337.7kPa；则：Fswh-Hs =322.6337.7=-15.1kPa说明：承压水的顶托力小于上覆土压力15.1kPa，基坑是安全的；基坑集水坑,开挖标高为-1
8、3.5m时，Hs =（19.2213.5）17.73+（25.72-19.22）17.73+（30.12-25.72）19.8303.8kPa；则：Fswh-Hs =322.6303.8=18.8kPa说明：承压水的顶托力大于上覆土压力18.8kPa，基坑是不安全的，需降1.9m的水头；2、基坑底板稳定性分析根据上述验算结果分析：当基坑开挖至设计标高时，下部承压水的顶托力大于坑底至承压层顶板间土压力，若不采取降水减压措施，则可能导致基坑发生突涌现象。3、干扰抽水水位下降计算1)计算公式的选用由于设计的井结构属非完整井，并根据本场地的承压含水层的分布特性，要考虑含水层的各向异性外，故采用下列计算
9、公式：式中：Br 越流参数（无量纲）Kz 含水层垂直向渗透系数（m/d）Kr 含水层水平向渗透系数（m/d）Q 抽水井出水量（m3/d）S 干扰抽水水位降（m）M 含水层厚度（m）r 观测孔至抽水井距离（m）L 抽水井的过滤器底部至含水层顶板距离（m）L1 观测井的过滤器底部至含水层顶板距离（m）d 抽水井的过滤器顶部至含水层顶板距离（m）d1 观测井的过滤器顶部至含水层顶板距离（m）W（Ur，r/Br） 井函数； Ur 井函数自变量，Ur =r2/4ata 含水层导压系数（m2/d）t 抽水延续时间（d）2)计算参数的选定由于本场地承压含水层无水文地质参数，本次计算的有关参数采用经验值如下：
10、 a、单井出水量Q=300m3/d； b、垂直渗透系数Kz取1.00m/d； c、水平渗透系数Kr取1.50 m/d； d、压力传导系数a取2.5104m2/d； e、越流参数B取200；f、含水层厚度M取9.00m；g、其它参数根据减压管井结构图所示的来取值。3、工作量布置根据上述理论计算的降深要求，拟在基坑基水坑附近布设一口降压井。通过设定的水文参数演算，可以满足1.9m的降深要求。注：上述计算参数的选定是采用经验值，在减压管井施工结束后，以获得本工程实际的承压水水头高度，来验证本次布井的合理性，必要时对降压井设计方案进行调整。（二）真空疏干管井布置1、真空疏干管井布置原则一般根据基坑面积
11、按单井有效抽水面积a井的经验值来确定，而经验值是根据场地潜水含水层的特性及基坑的平面形状来确定。主体结构范围：一般为150m2250m2，本次取200m2/口；2、基坑面积（A）估算调蓄池及泵站基坑面积: ( 36.7m 48.7m )= 1787.3m2 3、坑内真空疏干管井数量计算公式估算公式: n = A / a井式中： n 管井井数(口)； A 基坑降水面积 (m2)； a井 单井有效抽水面积 (m2)；4、真空疏干管井的数量布置（1）n=A / a井 =1787.3/200=9，由于坑内约720 m2采用三轴搅拌桩加固,加固深度为-1.3至-15.80,则拟定6口；调蓄池及泵站基坑内
12、共布置6口疏干井J1J6,井深为20.0 m，井结构及井位详见后附“降水管井平面布置示意图”与“降水管井井结构图”。六、封井方案封井采取在井管内先填瓜子片然后注浆再灌注混凝土的封堵方法，基本操作顺序及有关技术要求如下：1、当本基坑挖至设计标高后，在基坑底开挖面以上50cm处，在井管外焊一止水板，止水板外圈直径600mm。2、降水运行结束封井前，先预搅拌1.00m3左右的水泥浆，水灰比0.40.5。3、井管内填入瓜子片，瓜子片的回填高度在基坑底板以下4.00m5.00m左右。4、井管内下入注浆管，注浆管的底端下入深度离瓜子片的回填高度以上0.5m左右。5、在井管内设置一个压板，与注浆管连接并由注
13、浆管送入井内，压板的放置深度与瓜子片回填的回填顶部。见“封井结构示意图”。6、正式注浆前井管口用钢筋作支撑，将注浆管固定，然后开始注浆，注浆时要求将水泥浆通过瓜子片的空隙渗入底部滤水管的周围将滤水管的缝隙堵死，一般要将预拌的水泥浆注完。7、注浆完毕，水泥浆达到初凝的时间后，抽出井管内压板以上的残留水，并及时观测井管内的水位深度或标高的变化情况。一般观测24小时后，井管内的水位无明显的升高，说明注浆的效果较好。8、当判定已达到注浆的效果后，即向井管内灌入混凝土，混凝土的灌入高度略低于基坑底板混凝土面约10cm。混凝土灌注结束，及时观测井管内水位的变化情况，9、待井管内混凝土的初凝能符合要求，并能确定封堵的实际效果满足要求后，即可割去所有外露的井管。10、井管割去后，在管口要用铁板焊封，管口低于基底混凝土面以下10cm左右。11、管口焊封后，用水泥砂浆填入孔洞抹平，封井工作完毕。七、附图1、降水管井平面布置示意图 图12、管井结构图 图23、封井结构示意图 图3
