大基坑开挖降水施工设计初探论文

大基坑开挖降水施工设计初探论文

　　一、工程概况

　　某公司拟建中的120万吨/年延迟焦化装置,项目主要由冷却罐区(Ⅰ区)、高压水泵间(Ⅱ区)、贮焦池区(Ⅲ区)、分馏设备区(Ⅳ区)、主装置区(Ⅴ区)等组成。地基持力层要求挖到中密卵石层后换填天然级配砂加石至设计标高,开挖范围为136米×118米,开挖深度7.3米,地下水位平均为-2.5米。开挖深度在地下水位

　　以下,因此必须采用降水才能保证基坑底部干槽作业。

　　二、地质概况

　　1、地形、地貌

　　靠近黄河南岸Ⅱ级阶地前沿,地形由南向北缓倾斜,地形平坦,地面标高:平均为1533.00

　　2、地层岩性

　　根据地勘报告,该工程地质勘探范围内,地基土主要由四层组成,分别是:杂填土、黄土状粉土、卵石、泥岩、沙岩。

　　0. 5m绝大部分地表硬化,

　　厚0.4~2.8m为杂填土。

　　厚2.0m~4.8m为黄土状粉土。

　　厚2.3m~5.7m为卵石层。

　　厚7.8m~10.0m以下为泥岩、沙岩,不含水。

　　3、地下水

　　本次勘察期于钻孔中实测到地下水潜水水位为-1.43m~-3.83m,平均-2.5m,水位标高1531.19~1530.80m,由西南向东北渗流。

　　三、工程降水施工

　　1设计依据

　　①、中国石化工程建设公司、中国石油兰州石化公司120万吨/年延迟焦化装置地基处理设计图纸。

　　②、铁道第一勘察设计院《兰州石化公司120万吨/年延迟焦化装置岩土工程勘察报告》(2003.9.5)

　　③、《供水管井技术规范》(GB50296-99)

　　《供水水文地质钻探与凿井操作规程》(GJJ13-78)

　　2、降水工程特点

　　根据本工程水文地质条件及基坑开挖情况,本降水工程的特点:

　　①、场地含水层主要由黄土状粉土及卵石土组成,含水层主要是卵石层,透水系数大,降水相对容易。

　　②、降水面积较大。不透水层泥岩较浅,根据地质报告,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区的含水层厚度平均为9米,Ⅴ区的含水层的厚度平均为8.5米。

　　③、场地地下有管线、电缆,附近有铁路专用线,影响降水井的施工需控制降水沉降。

　　由于上述情况,本次降水工程宜采用大管径井点降水。

　　①、为满足开挖要求、基坑中心水位应比坑底低1.0米。

　　②、场地开挖面积较大,东西长136米,西北长118米,基坑开挖施工区域内尽量少布置管井。管井深度设计为L=井管露出地面长度+开挖深度+基坑中心水位比坑底降低值+沉砂管长度=0.5+7.3+1+2.5=11.3米,根据井管的模数,取井管总长为12.5米,其中沉砂管深入到泥岩。

　　四、降水井布置

　　㈠管井数量计算

　　由于区域开挖深度不一样,为计算准确,分两部分来计算井管数量,见下图:(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区为第一部分,Ⅴ区为第二部分)。

　　1、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区降水管井计算

　　①参数

　　②基坑漏水量

　　③管井出水量

　　l-井管滤管有效长度,取4m。

　　则每小时出水量为

　　④采用 的潜水泵抽水,则管井数量为

　　n=2Q/q=5705×2/957=12口井

　　考虑安全系数1.1

　　则需要井数为12×1.1=14口井

　　2、Ⅴ区降水管井计算

　　①参数

　　②基坑涌水量

　　③采用25 m3/h潜水泵抽水,则管井数量为

　　n=1.1×2Q/q=1.1×2×6013/957.6=14口井

　　3、由于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区和Ⅴ区是一个基坑整体,只不过是开挖深度不同,按照井管沿周边均布原则,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区南侧布置的7口井(见附图编号为14、17、18、19、20、21、6号井)则在Ⅴ区共用,无需重布。则Ⅴ区共需管井数为14-7=7口井。见后附图,井编号为1、2、3、4、5、15、16号井。

　　㈡、场地四周按降水井间距依次布置。场地中央降水井在各区应避开管道、电缆、铁路与施工方协商最终确定井位。其间距应均匀布置,应尽量布置在厂区路边上,在铁路旁边布孔应控制在离铁路中基3m以外。降水井应布置距离基坑开挖边坡线1.5m处。所有降水井的排水全部集中排水至兰州石化公司污水管道,排水需到厂相关部门办理手续。