上海中心大廈基坑降水設(shè)計(jì)方案

1、上海中心大廈基坑降水設(shè)計(jì)方案上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)申元巖土工程有限公司2009年8月22日文檔來(lái)源為 :從網(wǎng)絡(luò)收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持目錄第一章 工程概況 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽一、工程簡(jiǎn)介 . 錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽二、地下地質(zhì)條件 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽三、水文地質(zhì)條件 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽第二章 降水設(shè)計(jì)要點(diǎn) 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽一、目的 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽二、設(shè)計(jì)依據(jù) . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽三、降水施工難點(diǎn)分析 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽四、降水施工對(duì)策 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽第三章 降水井設(shè)計(jì) . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽一、真空深井分析計(jì)算 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽二、

2、減壓管井分析計(jì)算 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽三、井點(diǎn)布置 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽四、降水井構(gòu)造與設(shè)計(jì)要求 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽五、降水井工作量 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽第四章 地下水滲流數(shù)值模擬及地面沉降預(yù)測(cè) 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽一、承壓水位降深分析 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽二、降壓水位降深計(jì)算 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽三、由降水引起的地面沉降與控制 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽第五章 基坑降水重大風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽一、目的 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽二、組織機(jī)構(gòu) . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽三、聲光報(bào)警器的設(shè)置 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽四、遠(yuǎn)程監(jiān)控措施 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽五、電源保證措施 . 錯(cuò)誤!

3、未定義書(shū)簽六、井管保護(hù)措施 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽七、排水保證措施 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽八、降水過(guò)程中遇到異?，F(xiàn)象的處理 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽九、監(jiān)測(cè)措施 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽十、回灌措施 . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽附圖： . 錯(cuò)誤! 未定義書(shū)簽4酥昨T二乜豊Q黑璽畸墻 匸歸、,覽沁樺滋亍桂利a而蟲(chóng)耳4»jjrr站停3制Mr丄和兩工馬麗°苜術(shù)韜右限益司茜香林囲覽大硒店苗 H ig3G'S岀為站弘丄箱環(huán)甘5中心樂(lè)A*蠱丈至雪上溝愛(ài)博電器拽朮監(jiān)肚晉醐;m第一章工程概況一、工程簡(jiǎn)介“上海中心大廈”工程位于上海浦東新區(qū)陸家嘴中心區(qū) Z3-1地塊，東至東泰路， 南依銀城南路

4、，北靠花園石橋路，西臨銀城中路（地理位置參見(jiàn)圖 1），即原“陸家 嘴高爾夫球場(chǎng)”，整個(gè)基地面積約30368m2，地上建筑面積380000m2，總建筑面積約 為 520000m2。3吋腫豐逼舟寧賦A«*G_誦稀折o春京-千罔冶外忙聞局固I銀圮5?曲:翩干丹上海再冋舞育痊產(chǎn)東巳賂岳=.初炯點(diǎn) 慵o(jì)卷疋產(chǎn)-門(mén)十 I廣門(mén)圖1-1地理位置本工程由22層塔樓（結(jié)構(gòu)高度565.6m、建筑頂高度632.0m）和1幢5層商業(yè)裙 房（高度35m）組成，整個(gè)基坑由1幢1場(chǎng)地下設(shè)5層地下室，基礎(chǔ)埋深約為2530m。本場(chǎng)地位于上海浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)核心地段，為陸家嘴金融區(qū)最重要的標(biāo)志 性功能性建筑區(qū)，與金茂

5、大廈、環(huán)球金融中心成“品”字型分布?！吧虾Ｖ行拇髲B”是目前國(guó)內(nèi)最高的建筑。二、地下地質(zhì)條件2.1地形地貌該工程位于長(zhǎng)江三角洲東南前緣， 成陸較晚，屬上海地區(qū)四大地貌單元中的濱海平原類(lèi)型。2.2 工程地質(zhì)條件在目前所揭露深度185.0m范圍內(nèi)的屬第四紀(jì)中更新世 Q2至全新世Q4沉積物， 主要由粘性土、粉性土、砂土組成，一般具有成層分布特點(diǎn)。根據(jù)土的成因、結(jié)構(gòu)及 物理力學(xué)性質(zhì)差異可劃分為12個(gè)主要層次(上海市統(tǒng)編地層第層粘性土層缺失)。 其中第、層根據(jù)土的成因、土性特征分為若干亞層和次亞層和透鏡體(第1a1b;第1、2、3層；第1、2-1、2t、2-2、3、3t層)。場(chǎng)地 地層分布主要有以下特點(diǎn)：

6、(1) 擬建場(chǎng)地第層雜填土，松散，表層約 0.51.5m深度范圍內(nèi)夾多量碎磚、 碎石等雜物，局部區(qū)域?yàn)榛炷恋仄?，下部多以粘性土為主，夾植物根莖、石子等。(2) 第層褐黃灰黃色粉質(zhì)粘土，可塑軟塑，層面埋深約2.0m，含氧化鐵 斑點(diǎn)和鐵錳質(zhì)結(jié)核，局部以粘土為主；雜填土較厚區(qū)域該層缺失。(3) 第層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，流塑，層面埋深約3.3m， 5.07.0m深度范 圍夾層狀粉性土。(4) 第層灰色淤泥質(zhì)粘土，流塑，層面埋深約8.010.0m，分布較為穩(wěn)定， 屬軟弱粘性土。(5) 第層根據(jù)土性不同可分為 2個(gè)亞層：第1a層灰色粘土，軟塑，層面埋深約16.018.0m左右，在擬建場(chǎng)地內(nèi)分布穩(wěn) 定，層

7、面起伏平緩。第1b層灰色粉質(zhì)粘土，軟塑可塑，層面埋深約20.0m左右，場(chǎng)地東北角鉆探 9#、 10#，靜探 C12、 C13 孔區(qū)域該層底部夾多量粉性土。(6) 第層暗綠色粉質(zhì)粘土，可塑硬塑，含氧化鐵斑點(diǎn)和鐵錳質(zhì)結(jié)核，該層 在擬建場(chǎng)地大部分區(qū)域分布穩(wěn)定，層面起伏平緩(層面埋深一般在 24.0m 左右)，僅 在場(chǎng)地東北側(cè)層面埋深略偏深，厚度較薄。(7) 第層據(jù)土性不同可分為3個(gè)亞層：第1層草黃色砂質(zhì)粉土夾粉砂，中密密實(shí)，層面埋深約為28.030.0m，在擬建場(chǎng)地分布穩(wěn)定，層面起伏平緩。第2層草黃灰黃色粉砂，密實(shí)，層面埋深約35.038.0m，在擬建場(chǎng)地內(nèi)分布穩(wěn)定、層面起伏平緩。第3層灰色粉砂，中

8、密密實(shí)，層面埋深約64.0m，在擬建場(chǎng)地內(nèi)分布穩(wěn)定、層面起伏平緩。(8) 第層根據(jù)土性不同可分為 12、3層3個(gè)亞層，其中第2、3 層中局部分布有透鏡體：第1層灰色砂質(zhì)粉土，中密密實(shí)，層面埋深約為68.070.0m左右，在擬建場(chǎng)地內(nèi)分布穩(wěn)定、層面起伏平緩。該層土性不均，粘性土夾層頻率及厚度在縱橫向變 化較大，局部粘性土夾層厚度為12cm，甚至達(dá)35cm。第2-1層灰色粉砂，密實(shí)，層面埋深約為76.080.0m，該層中上部夾多量中粗 砂及礫砂，礫石粒徑0.51.5cm,下部米深度段局部夾粘性土較多，一般 夾粘層厚度約2-5cm，局部粘性土夾層厚度達(dá)20-30cm，土質(zhì)不甚均勻。第2t層灰色粉質(zhì)粘

9、土夾粘質(zhì)粉土，可塑，夾層狀粉砂，土質(zhì)不均。該層僅在鉆探8#、24#、初勘B3#孔及靜探C29、C33孔位置呈透鏡體分布，深度范圍87.094.6m (初勘B3#孔該層深度范圍97.9100.8m)，層厚及層面埋深變化較大。第2-2層灰色粉砂，密實(shí)，層面埋深約為 8890.0m (受第2t層透鏡體切割 影響，塔樓底板擴(kuò)展區(qū)局部層面埋深達(dá) 94.0m 左右)，夾細(xì)砂、砂質(zhì)粉土及薄層粘性 土，土性較佳、土質(zhì)相對(duì)較均勻。第3層灰色細(xì)砂，密實(shí)，土質(zhì)均勻，層面埋深約為100.0m左右，在擬建場(chǎng)地內(nèi)分布較為穩(wěn)定、土性佳。第3t層灰色粉質(zhì)粘土，可塑，該層僅在鉆探 17#孔位置呈透鏡體分布，深度范 圍104.8

10、109.4m，夾粉細(xì)砂團(tuán)塊，土質(zhì)不均。(9) 第層淺灰灰色粉質(zhì)粘土，可塑硬塑，層面埋深約126.0m左右，土性 有一定變化。(10) 第(11)層灰色粉砂，密實(shí)，層面埋深約135.0143.0m，夾細(xì)砂及層狀粘性 土，土質(zhì)不均。(11) 第(12)層蘭灰灰色粉質(zhì)粘土，可塑硬塑，層面埋深約143.0148.0m， 局部夾多量粉砂。(12) 第(13)層灰色細(xì)砂，密實(shí)，層面埋深約 168.0175.0m，至185.0m未穿，局 部夾多量粉質(zhì)粘土，土質(zhì)不均。三、水文地質(zhì)條件根據(jù)本工程巖土工程勘察報(bào)告 ，擬建場(chǎng)區(qū)地下水根據(jù)埋藏條件可劃分為淺層 潛水及承壓水。1）潛水本場(chǎng)地淺部地下水屬潛水類(lèi)型，主要補(bǔ)給

11、來(lái)源為大氣降水、地表逕流?？碧狡陂g 由鉆孔中測(cè)得的地下水埋深一般為 0.75m3.90m,相應(yīng)標(biāo)高為3.36m0.40m。上海 地區(qū)地下水年平均水位埋深為 0.50.7m，低水位埋深為1.5m。2）承壓水?dāng)M建場(chǎng)地深部第層屬上海地區(qū)第一承壓含水層，其層頂埋深約為2830m,其承壓水位埋深一般在311m，承壓水位一般呈周期性變化，隨季節(jié)、氣候、潮汐等 因素變化。正常情況下承壓水水位埋深約為 8.5010.20m。本場(chǎng)區(qū)由于缺失第層粘性土，第I、第II承壓含水層（即第層、第層）相互連通，總厚達(dá)97m,含水量極其豐富（地層分布參見(jiàn)圖1-3）<717圖1-3地層剖面圖第二章 降水設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、目的加

12、固基坑坑底的土體，提高坑底土體強(qiáng)度，從而減少坑底隆起和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變 形量，防止坑外地表過(guò)量沉降。有利于邊坡穩(wěn)定，防止滑坡。疏干坑內(nèi)地下水，方便挖掘機(jī)和工人在坑內(nèi)施工作業(yè)。及時(shí)降低下部承壓含水層的承壓水水頭高度，將其降至安全的水頭高度，以防 止基坑底部突涌的發(fā)生，確保施工時(shí)基坑底板的穩(wěn)定性。二、設(shè)計(jì)依據(jù)1、本工程巖土工程勘察報(bào)告；2、本工程抽水試驗(yàn)報(bào)告；3、本工程設(shè)計(jì)施工圖紙和設(shè)計(jì)要求；4、降水設(shè)計(jì)和施工采用的規(guī)范：(1)上海市標(biāo)準(zhǔn)基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程DBJ08-61-97(2)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50007-2002(3)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GBJ 50202-2

13、002(4)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程JGJ 18-2003(5)上海市標(biāo)準(zhǔn)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DGJ08-11-1999(6)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范JGJ/T111-98(7)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)供水管井技術(shù)規(guī)范GB5029699三、降水施工難點(diǎn)分析本基坑開(kāi)挖面積大，深度深，裙樓區(qū)域開(kāi)挖深度 25 米、局部塔樓區(qū)域開(kāi)挖深度 為30米，承壓含水層層頂已被挖穿，而本基坑下部第 I、第II承壓含水層（即第 層、第層）相互連通，總厚達(dá) 97m含水量極其豐富，地質(zhì)條件復(fù)雜?；娱_(kāi)挖到 一定高度后，如不能很好地控制承壓水，基坑將有發(fā)生突涌的風(fēng)險(xiǎn)，而基坑周邊分布 有重要建筑物且距離較近，路邊分布有多種市政管道

14、。若不進(jìn)行及時(shí)、有效的處理， 可能會(huì)導(dǎo)致基坑開(kāi)挖過(guò)程中產(chǎn)生突涌等不良后果，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致周邊路面坍塌、管線 斷裂，甚至基坑塌方等事故。由于本基坑面積大，且深坑部位采用環(huán)形支撐，環(huán)形支 撐直徑達(dá)到 120 米，在降壓井的布置時(shí)降壓井位的選擇將決定塔樓基坑降水的成敗。 在承壓水降水期間，若發(fā)生停電事故，承壓水位將瞬間反彈，影響開(kāi)挖，如何保證正 常供電將是降水工作的關(guān)鍵。淺部第、層灰色淤泥質(zhì)粘土滲透性差，土質(zhì)軟弱，易發(fā)生流變或出現(xiàn)彈簧土 現(xiàn)象，第層水位控制不好容易形成流砂，影響開(kāi)挖。四、降水施工對(duì)策針對(duì)降水工程難點(diǎn)的施工對(duì)策， 充分利用我司在地質(zhì)情況類(lèi)似工程的施工經(jīng)驗(yàn)采 用以下措施解決降水工程中的難點(diǎn)

15、：1、對(duì)于不同的土層降水要求，本工程中采用不同降水方法來(lái)解決。根據(jù)不同土 層的滲透性合理布置降水井濾水管，降低基坑深層土層中的潛水位。對(duì)于第、層 淤泥質(zhì)粘土滲透性差，土質(zhì)軟弱，易發(fā)生流變或出現(xiàn)彈簧土現(xiàn)象，降水時(shí)采取真空預(yù) 降水。土方開(kāi)挖時(shí)盡量少擾動(dòng)土、少轉(zhuǎn)土并盡快出土。對(duì)于第層土，塔樓區(qū)域控制 水位在開(kāi)挖面以下 1 米，防止流砂的產(chǎn)生。2、對(duì)于承壓水，我司擬布置降壓井和觀測(cè)備用井進(jìn)行降低承壓水的工作，防止 基坑突涌的發(fā)生。具體措施如下：對(duì)于塔樓環(huán)形支撐區(qū)域，由于圓環(huán)支撐內(nèi)無(wú)法固定井管和搭設(shè)降壓井操作平臺(tái)， 井位選擇時(shí)盡量布置在有支撐部位，并加密降壓井，減小水力梯度，控制水平方向承 壓水的補(bǔ)給；

16、垂直方向加深塔樓區(qū)域降壓井，控制承壓水頭在開(kāi)挖面以下12 米,保證基坑的安全。為加強(qiáng)水位觀測(cè)，在塔樓深坑區(qū)域布置 3 口觀測(cè)井。環(huán)境影響方面：利用基坑內(nèi)未抽水的觀測(cè)井和基坑外觀測(cè)井加強(qiáng)水位觀測(cè)，根據(jù) 監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)指導(dǎo)抽水， 必要時(shí)采取回灌措施。根據(jù)群井試驗(yàn)抽水出水量及觀測(cè)井水位 決定抽水速率，控制承壓水頭與上覆土壓力足以滿足開(kāi)挖基坑穩(wěn)定性要求，這將使降 水對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)一步降低。電源供應(yīng)方面：確保承壓水井的不間斷工作， 為確保承壓水降壓井的供電不間斷， 施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配置備用雙電源。第三章 降水井設(shè)計(jì)一、真空深井分析計(jì)算1、布置原則、布置原則一般根據(jù)基坑面積按單井有效抽水面積 A（井的經(jīng)驗(yàn)值為一般為

17、150卅250 m2） 來(lái)確定，而經(jīng)驗(yàn)值是根據(jù)場(chǎng)地潛水含水層的特性及基坑的平面形狀來(lái)確定。根據(jù)本公 司以往的布井經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合基坑的形狀，可按200 m布一口井來(lái)計(jì)算；采用多級(jí)濾水管， 加真空的措施，以確保每口井的出水量。、坑內(nèi)管井?dāng)?shù)量的估算估算公式 :n = A / a 井式 中：n 井?dāng)?shù)（口 ）；A 基坑降水面積 （m2）；a 井 單井有效抽水面積 （m2）；、管井的數(shù)量布置（計(jì)算用的基坑面積從 CAD平面圖上測(cè)量計(jì)算所得，與基坑 的實(shí)際面積有誤差）塔樓區(qū)域： 本基坑面積約為 11882.3m2n = A / a 井=11882.3/200 59.4 則擬定 60 口裙樓區(qū)域： 本基坑面積約為

18、 23139.74m2n = A / a 井=23139.74/200 115.7 則擬定 116 口因此，本基坑共布置疏干井 176口。2、真空深井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)真空深井孔徑為600mm井管過(guò)濾器為圓孔過(guò)濾器，外包40目濾網(wǎng)，管外回填濾 料。具體形式見(jiàn)剖面圖 3.1 。-1.40-3.30第' 1'層雜填土 第2層粉質(zhì)粘土 8” J第3層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾 粘質(zhì)粉土J1-J116?600S1-S60? 600-10.50-15.10-19.00-24.00第4層灰色淤泥質(zhì)粉土第5 1a層灰色 粘土第5 1b層灰色 粉質(zhì)粘土第6層暗綠-草 黃色粉質(zhì)粘土粘土填礫濾管沉淀管 LtFrJ

19、J-m尹 1rJJ-.llH.PT.,；rel-:l-Jl,-.:r.girm 囂.*二立.二立|slxl4TITI立.M 主求Isl*JI盤(pán)?|盂二slrl星?|-|1|富.二瓷.|<xl-f.Ti?bIDu 口 glolplpE 哥勺書(shū)口心口口它二 bcloIDli-28.50第7'r層草黃色砂質(zhì)粉土圖3.1疏干井剖面圖二、減壓管井分析計(jì)算1、工程降水設(shè)計(jì)背景由于本工程的基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案尚未最終確定，現(xiàn)以塔樓區(qū)基坑挖深30.0m,裙樓區(qū)基坑開(kāi)挖深度25.0m,地下連續(xù)墻深45m塔樓基坑直徑120m內(nèi)部采用環(huán)梁作 為支撐體系為基本前提，進(jìn)行該工程的降水設(shè)計(jì)。工程場(chǎng)地周邊環(huán)境復(fù)雜

20、，降水設(shè)計(jì)充分考慮降水對(duì)周邊環(huán)境的影響。2、基坑基坑底板穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑底面設(shè)計(jì)標(biāo)高以下存在巨厚承壓含水層 （復(fù)合承壓含水層組），承壓含水層頂 面埋深約為地面下28.00m,復(fù)合承壓含水層厚度大于 97.00m。開(kāi)挖過(guò)程中，必須有 效控制承壓水水頭埋深，防止基坑發(fā)生突涌事故，因此，必須進(jìn)行基坑突涌穩(wěn)定性分 析?；拥装蹇雇挥糠€(wěn)定條件：在基坑底板至承壓含水層頂板之間，土的自重壓力應(yīng)大于承壓水含水層頂板處的承壓水頂托力。特別指出，對(duì)于開(kāi)挖深度達(dá)30.00m的坑中坑范圍內(nèi)的減壓降水，承壓水位控制原則是：當(dāng)開(kāi)挖深度大于26.00m時(shí)，承壓水位必須始終控制在開(kāi)挖面以下范圍之內(nèi)；當(dāng)基坑開(kāi)挖深度小于26.00

21、m時(shí), 可按下式進(jìn)行承壓水位控制：rw28.0- h28.0-D81.1(hs<26.0m)式中：F-安全系數(shù)（取1.1）hs -基坑開(kāi)挖深度（m）D-安全承壓水頭埋深值（m）丫 s -基坑底板至承壓含水層頂板間的土層重度的層厚加權(quán)平均值（本工程取18kN/m3）丫 w -地下水的重度（10kN/m3）根據(jù)上式，可以計(jì)算出開(kāi)挖深度 hs對(duì)應(yīng)的安全水位埋深D，詳見(jiàn)下表9-1 :表3-1開(kāi)挖深度hs-安全水頭埋深D對(duì)應(yīng)關(guān)系表序號(hào)開(kāi)挖深度hs（m）安全水頭埋深D （m）11710.00（初始水位）21811.6431913.2742014.9152116.5562218.1872319.828

22、2421.4592523.09102624.73112729.00122830.00132931.00143032.00從上表得出，本工程降壓深度比較大，如以初始水頭10.00m考慮，基坑開(kāi)挖深度大于17.00m,均需要考慮降低承壓含水層水位。因本工程塔樓區(qū)和裙樓區(qū)的開(kāi)挖深 度均超過(guò)17.00 m,承壓水降水將是本工程安全的一項(xiàng)重要工作。裙樓區(qū)開(kāi)挖深度達(dá)25.00m,要求承壓水位埋深控制在 23.09m左右，塔樓區(qū)開(kāi)挖30.00m,承壓水位埋深控制在 31.00m32.00m以下?；娱_(kāi)挖深度hs與安全水頭埋深D之間的關(guān)系，如圖3-2所示。當(dāng)開(kāi)挖深度大于26.0m時(shí)，承壓水 位必須始終 控制在

23、開(kāi)挖 面以下1.0-2.0m 范 圍之內(nèi)。圖3-2開(kāi)挖深度hs與安全水頭埋深D之間的關(guān)系3、降壓井?dāng)?shù)量計(jì)算根據(jù)目前初步設(shè)計(jì)，本工程基坑開(kāi)挖塔樓區(qū)和裙樓區(qū)分開(kāi)施工，塔樓區(qū)基坑為直徑120m的園形基坑，內(nèi)部不設(shè)置支撐，采用內(nèi)部環(huán)梁作為受力系統(tǒng)，基坑開(kāi)挖采用 順作法施工；裙樓區(qū)采用逆作法施工。塔樓區(qū)因內(nèi)部無(wú)支撐，降壓井在內(nèi)部將沒(méi)有固定位置，所以對(duì)于塔樓區(qū)降壓井設(shè)計(jì)考慮采用坑外減壓降水措施，即減壓降水井布置在塔樓基坑外側(cè)，環(huán)狀布置，坑內(nèi) 布置水位觀測(cè)井，塔樓區(qū)的減壓降水井布置在裙樓基坑范圍內(nèi)，距離周邊環(huán)境相對(duì)較 遠(yuǎn)。由于塔樓區(qū)的基坑圍護(hù)地下墻深度為 45m所以，其坑外減壓降水井過(guò)濾器埋深考慮為4559

24、n,井深考慮為60n。裙樓區(qū)因采用逆作法施工，井管有固定的位置，所以裙樓區(qū)采用坑內(nèi)減壓降水措施，綜合考慮本基坑周邊環(huán)境保護(hù)要求，裙樓區(qū)布置減壓降水井，井深不超過(guò)地下連 續(xù)墻，井深考慮40m這樣坑內(nèi)降水對(duì)坑外沉降影響不大，有利于保護(hù)環(huán)境。根據(jù)本工程的抽水試驗(yàn)求得水文參數(shù)，通過(guò) Visual MODFLOW軟件模擬計(jì)算： 在塔樓區(qū)域布設(shè)塔樓區(qū)布置 19 口降壓井，井深60m過(guò)濾器設(shè)置在4559m 在裙樓區(qū)域利用塔樓區(qū)基坑降水所設(shè)置的 19 口減壓井中的6 口和布設(shè)的19 口的 42m深的降壓井，降低承壓水水頭高度。為加強(qiáng)承壓水水頭觀測(cè)，在塔樓內(nèi)布設(shè)3 口觀測(cè)井，裙樓區(qū)域內(nèi)布設(shè)4口觀測(cè)井。 同時(shí)考慮

25、到周邊環(huán)境保護(hù)要求，在裙樓基坑外布設(shè)7 口觀測(cè)備用井來(lái)加強(qiáng)水位觀測(cè)，必要時(shí)采取回灌措施，減小周邊的沉降。3、降壓井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降壓深井孔徑為650mm井管過(guò)濾器為圓孔過(guò)濾器，外包40目濾網(wǎng)，管外回填濾 料。具體形式見(jiàn)剖面圖3.3。-1.40-3.30-10.50-15.10-19.00-24.00第1層雜填土一 第舍層粉質(zhì)粘土 第$層灰色淤 泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾 粘質(zhì)粉土第4層灰色淤 泥質(zhì)粉土第壬滬層灰色第5sb層灰色 粉質(zhì)粘土第 6層暗綠-草 黃色粉質(zhì)粘土-28.50第7j層草黃色砂質(zhì)粉土-38.70第層草黃色粉砂優(yōu)質(zhì)粘土8FC優(yōu)質(zhì)粘土塔樓區(qū)開(kāi)挖-30.0m塔樓區(qū)地下墻圖3.3降壓井剖面圖三、井點(diǎn)布置

26、井位布置在具體施工時(shí)應(yīng)避開(kāi)支撐、 工程樁和坑底的抽條加固區(qū)，同時(shí)盡量靠近 支撐以便井口固定。降水工作還必須與土方開(kāi)挖施工密切配合，根據(jù)開(kāi)挖的順序、開(kāi) 挖的進(jìn)度等情況及時(shí)調(diào)整降壓井的運(yùn)行數(shù)量。詳見(jiàn)降水井平面布置圖1四、降水井構(gòu)造與設(shè)計(jì)要求井口：井口應(yīng)高于地面以上 0.50 m,以防止地表污水滲入井內(nèi)，一般采用優(yōu)質(zhì) 粘土或水泥漿封閉，其深度不小于 2.00m。井壁管：各類(lèi)管井的井壁管均采用焊接鋼管。過(guò)濾器（濾水管）：各類(lèi)管井均采用圓孔濾水管，濾水管外均包兩層30目40目的尼龍濾網(wǎng)，濾水管的直徑與井壁管的直徑相同。沉淀管：沉淀管主要起到過(guò)濾器不致因井內(nèi)沉砂堵塞而影響進(jìn)水的作用，沉淀管接在濾水管底部，

27、直徑與濾水管相同，長(zhǎng)度為1.00m,沉淀管底口用鐵板封死。填濾料：疏干管井：各井從井底向上至地表以下 2.00m均圍填濾料。降壓管井和觀測(cè)管井：各井從井底向上至地表以下29.00m均圍填濾料。填粘性土封孔：在濾料的圍填面以上采用優(yōu)質(zhì)粘土圍填至地表并夯實(shí)，并做好井口管外的封閉工作。各井的結(jié)構(gòu)及過(guò)濾器的安裝部位見(jiàn)附圖 2、3。注意管井施工時(shí)，井點(diǎn)深度全部以井底標(biāo)高來(lái)控制，若場(chǎng)地標(biāo)高有起伏應(yīng)在管井的最上部一節(jié)相應(yīng)的增加或者減少井壁管。五、降水井工作量降水井工作量匯總分區(qū)名稱(chēng)井號(hào)井深數(shù)量孔徑mm塔樓區(qū)域疏干井S1S602860600降壓井K1K196019650觀測(cè)井gig3373650裙樓區(qū)域疏干井

28、J1J11629116600降壓井K20K384219650坑內(nèi)觀測(cè)井g4 g 7374650坑外觀測(cè)井g 8 g 14377650第四章 地下水滲流數(shù)值模擬及地面沉降預(yù)測(cè)一、承壓水位降深分析1滲流計(jì)算基本理論為了有效降低和控制承壓含水層水頭，確?；娱_(kāi)挖施工順利進(jìn)行，必須進(jìn)行專(zhuān) 門(mén)的水文地質(zhì)滲流計(jì)算與分析，為減壓降水設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。(1)潛水、承壓水非穩(wěn)定滲流的控制方程多孔介質(zhì)和流體不可壓縮時(shí)非恒定達(dá)西滲流場(chǎng)求解的微分控制方程為：HHHE H/八(kxx) (kyy) (kzz) W(1)x x y y z zT t一亠S承壓含水層其中：E=其中：Sy潛水含水層；TSsM 承壓含水層B潛水

29、含水層S M式中：S貯水系數(shù)；sy 給水度；M承壓含水層單元體厚度(m)；B潛水含水層單元體地下水飽和厚度(m)。kxx、，kyy、kzz各向異性主方向滲透系數(shù)(m/d)；H點(diǎn)(x,y,z)在t時(shí)刻的水頭值(m);W源匯項(xiàng)(1/d)。(2)定解條件初始條件：H(x,y,z,t)to H°(x, y, z,t°)(2)邊界條件：H(x,y,z,t) 1 Hi(x,y,z,t)(3)式中：Ho (x,y,z,t)點(diǎn)(x,y,z)處的初始水位(m)；類(lèi)邊界條件;Hi （x,y,z,t）點(diǎn)（x,y,Z）在t時(shí)刻的邊界已知水位（m）。對(duì)整個(gè)滲流區(qū)進(jìn)行離散后，采用向后差分法將上述數(shù)學(xué)模

30、型進(jìn)行離散，就可得到數(shù)值模型，由此計(jì)算、預(yù)測(cè)降水引起的地下水位的時(shí)空分布。二、降壓水位降深計(jì)算1、本工程基坑降水?dāng)?shù)值模擬模型建立根據(jù)已有的巖土工程勘察報(bào)告、水文地質(zhì)條件、鉆孔資料可知：模擬區(qū)平面范圍， 以基坑為中心，邊界布置在降水井影響半徑以外。1.1含水層的結(jié)構(gòu)特征本研究區(qū)屬于粉性土區(qū)，上部粘性土層概化為第一層。由于實(shí)際地層較多，建立 模型的時(shí)候根據(jù)各地層的滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，如圖5。模型簡(jiǎn)化以后的含水層三維模型從上到下依次為：弱透水層和第2層含水層。圖5含水層三維模擬圖1.2水力特征地下水系統(tǒng)符合質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律；含水層分布廣、厚度大，在常溫 常壓下地下水運(yùn)動(dòng)符合

31、達(dá)西定律；考慮淺、深層之間的流量交換以及軟件的特點(diǎn)，地 下水運(yùn)動(dòng)可概化成空間三維流；地下水系統(tǒng)的垂向運(yùn)動(dòng)主要是層間的越流，三維立體 結(jié)構(gòu)模型可以很好的解決越流問(wèn)題；地下水系統(tǒng)的輸入、輸出隨時(shí)間、空間變化，參數(shù)隨空間變化，體現(xiàn)了系統(tǒng)的非均質(zhì)性，但沒(méi)有明顯的方向性，所以參數(shù)概化成水平 方向各向同性。綜上所述，基坑降水區(qū)可概化成非均質(zhì)水平各向同性、空間三維結(jié)構(gòu)、非穩(wěn)定地 下水流系統(tǒng)，即地下水系統(tǒng)的概念模型。2、模擬期及應(yīng)力期確定本次數(shù)值模擬模型的模擬期180天，將整個(gè)模擬期劃分為3個(gè)計(jì)算周期，每個(gè)計(jì) 算周期的計(jì)算的時(shí)間步長(zhǎng)為一天。在每個(gè)計(jì)算周期中，所有外部源匯項(xiàng)的強(qiáng)度保持不 變。3、模型網(wǎng)格剖分根據(jù)

32、研究區(qū)的含水層結(jié)構(gòu)、邊界條件和地下水流場(chǎng)特征，將模擬區(qū)每層剖分為250 行、350列規(guī)則網(wǎng)格，其中活動(dòng)網(wǎng)格共225, 000個(gè)，在基坑附近采用1mK 1m的剖分 格式，并向邊界區(qū)域發(fā)散狀分布?；泳W(wǎng)格剖分見(jiàn)圖 6:Fl2:iF；;?ii;:n:=nF；:i;:iR> * _ - i. >>亠9.r.豁kLLnrFbLIFE" Eu r I u L " LLLtLLF E" r r »i LL&. u- - TUB a J41 JJJJJ4H3R a .2 JJ J l±Fz±盅=壬=旦£二盅

33、7;誤二二二-gu : -'4-wi kbb" ikbIIi ； *HEL ftggs： -ESSit'ISLLIIH.L.rrr- ii mbh ei lij mb .Mail HUMan ui>b*uiilr reSlt »r4 In »! I rp" »m列詡詞芻蚩盤(pán)劉=:'!士昂迥pH I3!iHi:z _:二：:Z* *I rl nn E M M K » I MW III Ijbj«j-m u ri ” «!« i!：-rb!：H!：-i!h：Ti:=:tr=- L

34、 IrriLlrrittar" Ii" r r B r r LFTULLaFrlt Lr rr fa r h » iLLnrlt Lurr! - J HI 114 1 m" I a-Rn a-1 Jill r IJJJ n » »- J « 1J J 11J J» 1 ii圖6基坑網(wǎng)格剖分局部圖圖7井模型示意圖4、源匯項(xiàng)處理方式4.1降壓井處理在Visual modflow 中，降壓井可以設(shè)置埋深過(guò)濾器長(zhǎng)度、出水量等參數(shù)，與實(shí) 際數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)對(duì)比性。根據(jù)已有降水觀測(cè)成果，基坑外降壓井出水量不變。設(shè)置如 圖7。4.2

35、邊界條件處理在本次基坑降水模擬中，模型邊界為降水井影響邊界以外。故邊界定義為定水 頭邊界，水位不變。5、基坑降水?dāng)?shù)值模擬預(yù)測(cè)經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算，在塔樓區(qū)基坑外側(cè)布置19 口減壓降水井，可以將坑內(nèi)承壓水位埋深控制在30m以下。裙樓基坑外側(cè)承壓水位埋深基本保持在 18.020.0m。如圖圖8塔樓區(qū)降水后的承壓水位埋深等值線分布預(yù)測(cè)圖利用塔樓區(qū)基坑降水所設(shè)置的19 口減壓井中的6 口和裙樓區(qū)域的19 口，可以將 裙樓區(qū)基坑內(nèi)的承壓水位埋深控制在地面下 23.0m左右。裙樓區(qū)基坑外側(cè)承壓水位埋深為15.0m左右。如圖9ksL4C21。涵：祜覆D4詁站曲圖9裙樓區(qū)降水后的承壓水位埋深等值線分布預(yù)測(cè)圖在全部

36、減壓井成井施工結(jié)束后， 應(yīng)進(jìn)行一次群井減壓抽水試運(yùn)行，檢驗(yàn)施工用電 及排水情況，同時(shí)觀測(cè)各井水位。根據(jù)基坑開(kāi)挖和支撐的施工實(shí)際工況，對(duì)降水運(yùn)行 進(jìn)一步細(xì)化，提出每個(gè)工況下開(kāi)啟減壓抽水井的數(shù)量和井號(hào)，并計(jì)算出該工況下承壓水位的安全深度，以指導(dǎo)降水運(yùn)行。群井試驗(yàn)后，提交上海中心基坑降壓井群井試 驗(yàn)報(bào)告及運(yùn)行方案。減壓降水運(yùn)行過(guò)程中總包方應(yīng)每天將基坑的監(jiān)測(cè)資料抄送降水項(xiàng)目部，以便及時(shí)了解、分析降水對(duì)周?chē)h(huán)境的影響程度，有效控制降水運(yùn)行。基礎(chǔ)底板施工完成后，包括養(yǎng)護(hù)階段和地下室及上部結(jié)構(gòu)施工階段，應(yīng)由設(shè)計(jì)單位提供基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的抗浮力，在確保承壓水水頭壓力不大于抗浮力的情況下，逐 步減少減壓井的開(kāi)啟數(shù)

37、量，直至停止降水運(yùn)行。根據(jù)設(shè)計(jì)要求停止降水時(shí)，應(yīng)由總包單位出具“停止降水通知書(shū)”后，方可終止降水運(yùn)行。1、理論公式三、由降水引起的地面沉降與控制N w.dHiSoiEsi采用Visualmodflow有限差分法由滲流方程求出某一時(shí)刻的水位降深，給定壓縮 模量Esi及初始厚度Soi，由沉降方程可求出沉降量。求解過(guò)程為:1 ）給定初始時(shí)刻的孔隙比、滲透系數(shù)和孔隙壓力等；2）根據(jù)給定的采、灌水量和邊界條件，由滲流方程得出某一時(shí)刻的水位降深；3）給定壓縮模量Esi及初始厚度Soi ；4）根據(jù)沉降方程計(jì)算沉降量。2、計(jì)算結(jié)果預(yù)估塔樓區(qū)基坑開(kāi)挖所需承壓水降水時(shí)間為180天，根據(jù)抽水試驗(yàn)階段建立的沉降模型進(jìn)

38、行計(jì)算，塔樓區(qū)承壓水降水運(yùn)行后基坑周邊環(huán)境沉降預(yù)測(cè)等值線如圖9-5所示，緊鄰基坑外側(cè)的地面沉降值為 1426mm。圖10塔樓區(qū)降水180天后地面沉降預(yù)測(cè)分布圖（單位： mm）塔樓區(qū)基坑施工結(jié)束后，停止減壓降水運(yùn)行，地面會(huì)出現(xiàn)一定回彈，沉降值會(huì)有定減小。當(dāng)裙樓區(qū)基坑開(kāi)始減壓降水后，利用塔樓區(qū)的6 口減壓井和裙樓區(qū)域的19 口降壓井進(jìn)行減壓降水，達(dá)到降低裙樓區(qū)基坑內(nèi)承壓水位的目的。因降水井深度 比較大，對(duì)基坑外沉降影響比較大，緊鄰基坑外側(cè)的地面沉降值達(dá)到10mm o圖11裙樓區(qū)降水180天（累計(jì)360天）后地面沉降預(yù)測(cè)分布圖（單位： mm）3、沉降控制措施1、臨近建筑物和地下管線的減壓井的抽水時(shí)間

39、盡量縮短。2、在降水運(yùn)行過(guò)程中隨開(kāi)挖深度逐步降低承壓水，根據(jù)群經(jīng)試驗(yàn)得到不同井組 合下坑內(nèi)地下水的深度，隨基坑開(kāi)挖深度確定井群的運(yùn)行。沒(méi)有抽水的井可作為觀測(cè) 井，控制承壓水頭與上覆土壓力足以滿足開(kāi)挖基坑穩(wěn)定性要求，這將使降水對(duì)環(huán)境的 影響進(jìn)一步降低。3、及時(shí)監(jiān)測(cè)地下水水位及抽水流量，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，調(diào)整抽水井及抽水流 量，必要時(shí)采取回灌措施，指導(dǎo)降水運(yùn)行和開(kāi)挖施工。4、加強(qiáng)基坑開(kāi)挖和降水時(shí)的環(huán)境監(jiān)測(cè)，建設(shè)單位所有的監(jiān)測(cè)資料應(yīng)及時(shí)抄送我 現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部，繪制相關(guān)的圖表，以調(diào)控降水運(yùn)行。5、環(huán)境保護(hù)主要技術(shù)措施 良好的地面排水系統(tǒng)認(rèn)真做好地面排水系統(tǒng)， 在沿地墻外邊 （圍墻內(nèi)側(cè) ）布置一條溝底抗?jié)B性

40、能好的排 水溝，防水地表水滲入土體和基坑內(nèi)。 信息化施工 實(shí)行信息化施工，建立有效的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系。挖土施工前，對(duì)基坑內(nèi)地下水進(jìn)行 預(yù)降水，以使土體固結(jié)密實(shí)，是基坑開(kāi)挖時(shí)確?；臃€(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一，因此合 理布置深井井點(diǎn)，組織合適的降水工藝特別重要。 基坑開(kāi)挖過(guò)程中，遇圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲水等情況，應(yīng)及時(shí)組織人員堵漏，必要時(shí)在基 坑外側(cè)跟蹤注漿，應(yīng)派專(zhuān)人 24 小時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)。6、地下管線和建筑物保護(hù)措施 文明施工負(fù)責(zé)人與總包分管管線人員建立聯(lián)絡(luò)， 摸清管線深度和走向，沒(méi)有開(kāi) 挖出來(lái)的管線上部應(yīng)有明顯標(biāo)識(shí)， 開(kāi)挖裸露的管線應(yīng)該采用有效的保護(hù)措施并在上部 注明管線種類(lèi)，兩頭設(shè)置明顯警示標(biāo)志。對(duì)于管線的保護(hù)也

41、可采取跟蹤注漿等方式， 以動(dòng)態(tài)的控制來(lái)確保管線的安全，目的是將管線底下沉陷的地基控制在要求范圍內(nèi)。第五章 基坑降水重大風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案一、目的為有效防止降水施工對(duì)周?chē)h(huán)境造成影響及在降水運(yùn)行過(guò)程中預(yù)防突發(fā)事件的發(fā)生，最大限度減少經(jīng)濟(jì)損失，特制定本預(yù)案二、組織機(jī)構(gòu)由項(xiàng)目部成立應(yīng)急指揮部，負(fù)責(zé)指揮及協(xié)調(diào)工作。降壓井運(yùn)行期間，現(xiàn)場(chǎng)主要負(fù) 責(zé)人應(yīng)24小時(shí)有人值班，處理突發(fā)事件。三、聲光報(bào)警器的設(shè)置本基坑的塔樓區(qū)域部位承壓水頭需降到到開(kāi)挖面下12m因此基坑存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)性。為此在塔樓和裙樓深基坑處計(jì)劃布置若干個(gè)聲光自動(dòng)報(bào)警器（見(jiàn)圖5-1 ），一旦水位反彈，超過(guò)了計(jì)算安全水位，報(bào)警器即發(fā)出聲音和燈光報(bào)警，便于立即采取 相應(yīng)措施，從而保證基坑的安全。計(jì)劃在在塔樓區(qū)域工程場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置兩個(gè)聲光報(bào)警器。圖5-1聲光報(bào)警系統(tǒng)圖四、