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1、深基坑坑中坑二次降排水施工新方法深基坑坑中坑二次降排水施工新方法 甘肃省长城建设集团总公司 长城大饭店项目QC小组 二O一三年五月 深基坑坑中坑二次降排水施工新方法深基坑坑中坑二次降排水施工新方法 目目 录录 一、工程概况一、工程概况 二、二、QC小组概况小组概况 三、选择课题三、选择课题 1. 问题提出 2. 课题确定 四、设定目标四、设定目标 五、提出各种方案确定最佳五、提出各种方案确定最佳 方案方案 1.方案提出 2. 选定方案 六、问题分析与对策措施六、问题分析与对策措施 1. 问题分析 2. 对策措施 七、对策实施七、对策实施 八、效果检查八、效果检查 九、巩固措施九、巩固措施 十、
2、总结及今后的打算十、总结及今后的打算 一、工程概况 长城大饭店工程位于兰州市城关区,地下2层，地上25层，框架剪力 墙结构，平板式筏形基础，建筑面积6.2万。场地主要为第四系冲洪 积物和新近系砂岩，自上而下依次为填土、粉土、粉质粘土、卵石及砂 岩。持力层为强风化粉砂质泥岩层，设计承载力420kpa。类(轻微)非 自重湿陷性场地。依据地质勘察报告，地下水为孔隙潜水，主要赋 存于卵石层中，水位随季节及周围人工开采降水影响明显，年波动幅度 在0.51.5m左右，勘察期间（3、4月）地下水的埋深8.409.10m，对 应的标高为-9.860-9.550m。深基坑支护方法为土钉墙。基坑整体降水 方案为沿
3、基坑周边每15m设一口管井降水井点，通过管井降水，地下水 位稳定在-12.500m左右。主楼筏板厚度1.80m，工程基底标高-11.90m ，大部分接近卵石层底面，部分集水坑、电梯基坑等下沉的坑中坑穿透 卵石层，进入强风化粉砂质泥岩层，坑底标高-12.900m-14.300m， 超过管井降水深度，需要进行二次降排水。 长城大饭店地理位置 长城山海苑小区效果图 长城大饭店效果图 基坑中的坑中坑位置 基坑中的 坑中坑 基坑开挖 1. QC小组简介小组简介 表表1 小组名称 甘肃省长城建设集团总公司长城大饭店项目QC小组 课题名称 深基坑坑中坑二次降排水施工新 方法 课题类型 创新型 小组成立时间
4、2012年11月 QC教育 32学时/年 注册编号 GSCCJS-QC2012-07 课题编号 GSCCJS-2012-03 活动时间 2012年 11 月- 2013 年 4 月 活动次数 10 出勤率 100% 获奖情况 2008年7月信宜大厦项目QC小组成果“攻克钢筋砼桁架梁在结构转换层中的施工难 关”获全国工程建设优秀质量管理小组； 2009年7月长城家园3#楼项目QC小组成果“提高导座式升降脚手架的整体稳定性 ” 获全国工程建设优秀质量管理小组； 2010年7月设备公司铝合金班QC小组成果“提高铝合金窗框扇孔槽位的制作质量 ” 获全国工程建设优秀质量管理小组； 2011年7月第五工程
5、公司QC小组成果“楼层梯段支模方案创新”获全国工程建设优 秀质量管理小组； 2012年6月兰州交家电经适房项目QC小组成果“提高内控法轴线竖向传递精度 ”获 全国工程建设优秀QC小组二等奖。 二、二、QCQC小组概况小组概况 制表人：梁军 时间：2012年11月10日 小组获得的荣誉 小 组 成 员 概 况 表 姓名 性别 年龄 职务 职称 学历 组内职务 组内分工 常自昌 男 48 总工程师 正高 大本 组长 指挥审核 王 军 男 42 项目技术负责人 工程师 大本 副组长 技术策划 梁 军 男 34 技术质量部部长 工程师 大本 副组长 质量策划 张卫旗 男 46 项目经理 工程师 大专
6、组员 实施策划 任军尚 男 32 施工员 工程师 大专 组员 施工组织 白守满 男 30 质量员 助理工程师 大专 组员 质量检查 惠璟骞 男 27 技术员 助理工程师 大本 组员 现场落实 慕丰丞 男 28 资料员 助理工程师 大专 组员 资料整理 高成亮 男 28 施工员 助理工程师 大专 组员 现场落实 巩利军 男 26 安全员 助理工程师 大专 组员 现场落实 张静雯 女 25 资料员 助理工程师 大专 组员 资料收集 制表人：梁军 时间：2012年11月10日 三、选择课题三、选择课题 1. 问题提出问题提出 依据地勘报告，场地内卵石层分布不均匀。基坑开挖后，场地南侧 自西南至东北向
7、呈山脊状分布有一条强风化粉砂质泥岩带，按照设计， 部分集水坑、电梯基坑等下沉的坑中坑穿透卵石层，进入强风化粉砂质 泥岩层，下沉深度超过深基坑管井降水深度，需二次降排水。 由于缺乏该工况下的成熟工法或工艺标准，小组成员对临近先期施 工的长城山海苑5#、6#、7#、8#高层住宅楼等深基坑遇强风化粉砂质 泥岩层时二次降排水施工过程作了详细调查跟踪，该项目先后采用明泵 直排、铺设整体不透水塑料布、斜面砌砖法、基坑底中部预留降水井法 ，素混凝土垫层整体浇筑法等，以上方法在施工中均产生坑中坑斜面、 底面被水浸泡软化丧失承载力、垫层被浮力破坏渗水等多次返工处理的 情况，地基验槽过程中勘察、设计、监理、业主方
8、均对施工效果表示强 烈不满。 我们在深基坑坑中坑遇强风化粉砂质泥岩层典型部位开挖了探槽， 探槽在开挖0.5h内无明显可见渗水，槽壁能保持良好的直立性。开挖后 2h左右即出现渗水塌方现象，随着时间推移，槽壁迅速软化坍塌（如 下图）。 探槽开挖 2h左右槽壁 沿裂隙面层 状剥落，裂 隙无规律可 循 渗 水 量 小 ， 开 挖 0.5h 内 无 明 显 可 见 水 。 随 时 间 推 移 逐 渐 增 多 渗透压大， 不采取将排 水措施，混 凝土垫层会 上浮或被浮 力破坏 探槽开挖后 以上表观特性与地勘报告描述一致，即强风化粉砂质泥岩层 以赋存裂隙水为主，裂隙发育且无规律，渗透系数小。 通过网络检索和
9、翻阅大量资料，未查到相同或相似工况下的成熟施工方法和文献。 2. 课题确定课题确定 面对以上制约条件，为保证强风化粉砂质泥岩在坑中 坑部位持力层的施工质量，对二次降排水采用新方法，确 定本次QC小组活动课题为 深基坑坑中坑二次降排水施工新方法深基坑坑中坑二次降排水施工新方法 四、设定目标四、设定目标 活动目标：深基坑坑中坑部位强风化粉砂质泥岩层施 工时不受裂隙水影响，即实现 干作业目标 五、提出各种方案确定最佳方案五、提出各种方案确定最佳方案 1.方案提出方案提出 通过头脑风暴法及查阅大量资料，小组提出以下深基坑坑中坑遇强风化粉砂质泥岩层时二次降排水应对方案并绘制亲和图如下： QC小组活动现场
10、 制图人：王军 时间：2012年12月12日 方案一：基坑周边设井点 降水 方案二：坑中坑中部开挖 集水坑，埋设直径400mm 滤水管，内设小型潜水泵， 不间断抽水。 方案三：在地 基上开凿盲沟 相互交叉，将 水引流至周边 总沟，集中排 出基坑。 方案四：基坑周边做 整体止水围堰。 方案五：坑中坑周边 做素混凝土围堰 三、堵 二、排 一、降 深基坑坑中坑二次降排水方法 2. 选定方案选定方案 QC小组成员从技术特点、可行性、经济合理性及对 其他工序的影响考虑，运用PDPC法进行分析。 制图人：王军 时间：2012年12月13日 降 (A1) 基坑周 边设井 点降水 (A2) 集水坑中部开挖集水
11、坑， 埋设直径400mm滤水管， 内设小型潜水泵，不间 断抽水。(B1) 在地基上开凿盲沟相 互交叉，将水引流至 周边总沟，集中排出 基坑。(C2) 基坑周边做整体止 水围堰(D2) 坑中坑周边做素混凝土围堰(E1) 排水 固结 (D5) 排 (C1) 堵 (D1) 可能存在的问题(A3) 1、渗透系数小，渗透压大要求井点布置间距小、数量大，导致降水作 业工程量大、工期长、成本高；2、场地狭小、无降水施工作业面；3、 过度抽取地下水，对周围高层建筑物影响大；4、砂岩层遇水软化、颗 粒小，容易随地下水被抽走，形成地下空洞。 对策 （A4) 无 可能存在问题(B2) 1、所需抽水设备较多；2、抽水
12、部位防水层难以 连续，漏水点多；3、渗水量小的情况下抽水不能 连续，水泵空载，容易损坏，发现、维修不及时 容易造成地基或混凝土垫层造成破坏。 深基坑坑中坑 遇强风化粉砂 质泥岩层时裂 隙水影响施工 技术特点 1、渗透系数小 2、渗透压力大 3、裂隙较多 4、裂隙无规律 5、暴露易风化 6、扰动、暴露 后遇水迅速软 化(A0) 对策 （B3) 无 干作业 条件下 坑中坑 开挖、 筏板垫 层混凝 土施 工 (Z) 可能存在问题(C3)： 1、所需场地大；2、开挖、砂夹石置换量大；3、 周边总沟位于基坑坡脚部位，对深基坑安全性影 响大。4、需考虑和验算盲沟及排水过程对地基 承载力造成的不利影响。 对
13、策 （C4) 无 可能存在问题(D3) 1、场地狭小，无施工作业面；2、围堰靠近 基坑坡脚，对深基坑安全性影响大。3、工 程量大、造价高、工期长。 对策 （D4) 无 存在问题(E2) 无工艺标准 对策（E3) 研制工艺 通过对以上几种方案的对比分析，我们发现方案二适用坑中坑进入卵石层的情况，其应用已较普遍和成熟不再赘述；第一、三、四种方案由于场地狭小，不具备实施条件；其它明泵直排、铺设整体不透水塑料布、斜面砌砖法、素混凝土整体浇筑法等在5#、6#、7#、8#楼施工中均造成返工处理的方案不再考虑，综上所述，方案五在工程安全、进度、成本、质量等方面可行，成本有可以压缩的空间。因此，我们把“方案五
14、：坑中坑周边做素混凝土围堰”作为可行方案,即E1-E2-E3-D5-Z作为解决问题的路线。 六、问题分析与对策措施 在确定了方案五：“素混凝土止水围堰”后，依据现行技术规范要求， 确定工艺流程如下： 定位放线 围堰 分段开槽 混凝土 分段浇筑 养护 坑中坑 开 挖 排 水 固结 砼垫层 施工 1. 问题分析问题分析 小组成员经过讨论，提出方案实施工艺过程中可能出现 的风险： 开挖速度慢，开挖过程中即出现渗水塌槽现象； 素混凝土浇筑速度慢，浇筑过程出现塌槽现象； 开槽深度不合理导致开挖时间过长，挡水效果差； 开挖、浇筑顺序不合理，影响施工进度； 分段连接部位连接不好，挡水效果差； 排水固结不好，影响坑中坑开挖； 开挖修整后垫层不能及时浇筑，泥岩表面风化、遇水 软化； 成本过高。 2. 对策措施对策措施 针对以上风险，制定了相应的对策措施。见表3。 序序 号号 项目项目 对策对策 目标目标 措施措施 地点地点 完成时间完成时间 负责人负责人 1 开挖速度慢，开挖过程开挖速度慢，开挖过程 中即出现渗水塌槽现象中即出现渗水塌槽现象 选用较大功率的小选用较大功率的小 型履带反铲挖机，型履带反铲挖机， 故障率低；采取支故障率低；采取支 撑措施撑措施 功率不小于功
