1)管井降水工程施工方案与技术措施

(1)估算涌水量

根据基坑开挖深度及范围，并且依据基坑开挖参数(表5-3)，对基坑涌水量进行估算，基坑涌水量按均质含水层潜水完整井公式进行估算，依据估算公式获得基坑的涌水量为1 375吨/天，根据设计要求，该工程采用214口管井疏干基坑内地下水，每口管井日排水量不低于100吨/天，基坑外地下水采用截水帷幕。

表5-3 基坑开挖参数一览表

(2)施工工艺

工艺流程准备工作→钻机进场→定位→开孔→下护口管→钻进→终孔→冲孔换浆→下井管→填砾→止水封孔→洗井→下泵试抽→合理安排排水管路及电缆电路→抽水试验→正式抽水→记录。

(3)技术措施

·准备工作，合同签订后，即开始施工部署。

·专人负责进料，工程师核定，确保过滤管(无砂混凝土管)、围填砂材料的质量。

·钻机进场。钻井井位双方按平面布置图校核井位，保证钻机移到位，基础牢固平稳，磨盘水平“三点一线”(孔位、磨盘、大钩成一垂线)。各项准备工作就绪，井管、砂料到位，埋设护孔管要求垂直，护孔管尽可能进入原状土层内20～50厘米，外围用黏土填实，保证泥浆返出孔外，孔斜误差不超过1%。

·钻进清孔。钻进前测量好钻具总长，精确计算机上余尺，控制钻进深度，钻进中保持泥浆比重在1．15～1．25，钻进中对地层要分层描述，确定降水含水层的确切层位。终孔深度达到后即可清孔，调浆宜慢，清孔后泥浆比重1．10左右，孔底岩粉≤10厘米。

·下井管。按设计井深事先将井管排列、组合，下管时所有深井的底部按标高严格控制，并且保持井口标高一致。井管应平稳入孔、搭免脱落，为了保证井管不靠在井壁上和井管外有一定的填砾厚度，在滤水管上、下各加两组扶正器，保证环状填砾间隙厚度大于100毫米。下管要准确到位，自然落下，不允许转动落到位，不可强力压下，以免损坏过滤结构。下好井管后，把井管居中固定。

·填砾冲孔，下入钻杆至离沉淀管底50厘米，井口加上补心进行换浆，逐步调稀泥浆到比重1．08左右时边填边测，一边填一边开小泵量泥浆循环。填砾达到要求深度后停止。

·止水封孔，为了防止上部泥浆及降水直接渗入砾料内影响成井质量，等填砾结束20分钟后，上部填黏土。

·洗井要求采用活塞和空压机联合洗井方法，缺一不可。要求洗井至少2个台班，确保洗井质量，直至井内出清水，基本不含砂，出水量大，井底沉砂不大于20厘米。

·下泵试抽：洗井结束后，待水位恢复可按设计下泵，下入深度宜在滤水管下半部分即12～14米深的位置，以保证足够的降深。排水管道及电源线路一定要先连接好，试抽3个小时，测定井内水位及观测孔水位变化，恢复后，积极配合抽水试验。

·合理安排排水及电缆电路，原则上各井排水管和电缆一齐铺设，排水要畅通无阻，就近往西侧河道排放，连接合理，电缆应绝缘且具有一定抗拉、抗压强度。

·抽水需要每天24小时派2人现场值班，并做好抽水记录，每天报水位。记录内容包括降水井涌水量Q和水位降深S，以掌握抽水动态，指导降水运行达到最优。

·井管封闭。井管封闭在不需要继续降水后进行，封闭时垫层下2米井管内用C30填实，为了加强施工缝处的防水效果，底板侧壁处用双道止水处理。如甲方另有其他用途，井管不再使用后，应派人做好保护工作。

(4)管井施工技术要求

·疏干井：其功能为疏干坑内地下水，井数共布设214口管井和12口减压井，管井形式选择潜水完整井，平面布置方式为在基坑内梅花形布置。初步确定为单井出水量计算值不小于100米3/天(考虑到单管井抽水影响半径因素，实际出水量根据现场抽水试验确定)，管井结构采用优质成品无砂混凝土滤管，滤水管包括管底采用多层200＃土工布包裹严实，确保不抽泥砂。减压井采用钢管，水泵型号选用100QJ36型深井潜水泵，每口井1台，另设备用泵74台。

·技术指标：含砂量≤1/50 000粗砂、≤1/20 000中砂、≤1/10 000细砂；滤料必须筛选，冲洗，水清砂净，无杂质，颗粒形状近似圆形，砂粒粒径范围为2～3毫米，中值粒径d50＝1．3毫米。泥浆要求采用供钻进用的黏土粉，泥浆比重选用1．15～1．20、黏度为24帕·秒；稀浆比重＜1．08、黏度为20帕·秒。

·准备工作：施工现场应落实“三通一平”，并满足设备、设施就位和进出场地条件。钻孔前必须做好以下准备工作：

保证供水供电(自备发电机)备好泥浆，钻孔机具完好；

配齐滤料、管材及滤网质量和数量满足要求，经监理检验合格后按沉放先后顺序堆放在孔位附近；

抽水设备(深井潜水泵或深井泵)及排水系统；

钻机附近需设置泥浆坑，以防泥浆水漫流；

信息化资料(疏干记录、施工记录表等)。

·布孔定线：布孔定线必须按设计图纸的井位平面布置图进行，平面偏差≤5厘米；遇有障碍物不得不调整管井井位时，应通知设计和监理单位到场确认。

·钻机就位：钻机就位前场地应平整夯实，地基坚固足以防止钻机自重荷载及钻孔过程中振动荷载引起场地不均匀沉降；钻机架设必须平正牢固，钻头、磨盘和孔位三对中(护口管、转盘和天车应在同一条垂线上)。

·钻孔：深井钻井机械常用有回旋式钻机和钻孔式钻机；成孔时宜采用护筒及护壁措施；深井管底部1～2米应填滤料。钻孔要求如下：

钻孔直径不得小于D600毫米；

送水泵压不得低于2兆帕；

泵流量不得小于20米3/小时；

钻杆直径与钻孔直径应相适应，避免细钻杆钻大孔；

钻进施工中保持钻杆直立不摆动；

钻孔采用泥浆护壁，泥浆比重控制在1．15～1．20范围内；

钻孔深度应大于设计井深至少1米，确保井管下至设计井深；

孔身应垂直，垂直倾斜W1/500；

钻孔过程中应对水位、水温、水洗液、井壁坍塌、涌砂和气体逸出等情况进行观察和记录。

·清孔换浆：钻到预定孔深后为防止泥浆沉淀和井孔坍塌，应及时清孔换浆，置换的泥浆含砂量不大于5%；孔底沉渣厚度不得大于30厘米。

·井管安装：安装井管前应采用导向器进行探孔；清孔换浆后应立即安装井管；井管质量必须满足其材料质量及制作要求；第一节井管底部应采用钢板封底口；井管上端口应高出地面至少50厘米；安装井管时每隔4米应设置扶正器；严禁强行将井管压入井孔；井深偏差不得超过设计井深土2/1 000。

·填料：填料前应采用黏土封闭井管上部管口；填料前应把孔内泥浆适当稀释，井管必须居中；井管到达预定深度后，应适当稀释井内泥浆；然后立即在井管周围灌砂滤料，滤料含泥量应为3%，滤料粒径2～3毫米；采用循环水填料方法；在井管周围必须连续均匀适速投放滤料，滤料质量必须符合滤料要求；要避免填料速度过快或不均造成滤管偏移及滤料在孔内架桥现象，洗井后滤料下沉应及时补充滤料，滤料的充填量不得小于计算充填量的95%；滤料充填至施工作业面以下2米时，应压实滤料，改用优质黏土充填至施工作业面，并压实和封闭填料口；严禁井管内坠落杂物杂质；井管施工时应按施工记录表做好记录。

·洗井：下管填料完成后应立即进行洗井，即使特殊情况间隔时间应≤24小时；利用活塞洗井法或活塞与空气压缩机联合洗井；洗井结束后，井水含沙量应小于1/10 000；井内沉渣厚度不得超过20厘米；洗井过程中应控制活塞上下往复速度，不得强硬推拉；严禁活塞坠入沉砂管中；洗井自上而下，分段进行；合理的洗井时间与含水层结构，泥浆指标及洗井设备有关视具体情况确定，一般至少4小时；当常规洗井效果不好时，可加洗井剂浸泡后再洗井。

·试抽：洗井后，应对井管进行单井试抽，如有异常，应重新洗井，并再次进行试抽；在疏干井内装置深井泵时，应注意使电动机转向正确，严禁逆转；装置深井潜水泵时，潜水电机、电缆和接头的绝缘必须安全可靠，并配有保护开关控制，确保安全运转。

·抽水：无论稳定流还是非稳定流抽水都必须具有连续性，抽水应以地下水源源不断流至管井，使管井滤网不致堵死为原则，根据这一原则配备合适规格(排量和管径)的抽水泵；每个井管设施竣工后应单独试抽，合格才可疏干；深井潜水泵不需要敷设地面管路，可以根据场地情况灵活布置；潜水泵运行时，泵体高出孔底1米，以避免被流入井内的细粒沉泥“淤住烧掉”，并使泵体浸在水下3米左右，以防“脱水烧掉”；深井井点应备有双电源；采用深井潜水泵，宜间隔分别用两组电源供电，以策安全；深井井点排出之水应向远处排放、防止回渗；抽水的水位和出水量稳定时间为4～8小时；每口活井必须配有一台抽水泵，施工单位严禁任意调换配备，否则引起严重结果由施工单位承担责任；有足够数量的备用泵。

·管井验收：管井竣工后，应按国家规定《供水管井验收规范》和设计要求进行验收；疏干施工过程中改变疏干设计方案，应具有设计人员和施工人员的洽商处理意见书或审批手续；全部疏干运行时，抽排水含砂量(体积比)应符合下列规定：粗砂含量小于1/50 000、中砂含量小于1/20 000、细砂含量小于1/10 000；验收时应提供施工记录、工程统计表、施工说明、洽谈处理意见和审批文件等；实际疏干应等于或深于疏干深度，并稳定24小时；应按工程辅助措施、补救措施的可行性进行评估。

·管井监测：孔隙水压力观测的目的是了解疏干期间地层中孔隙水压力的变化，以便估算地基强度、变形和基坑稳定性；孔隙水压力通常每天观测1次，如有异常现象，必须加强观测，每日不少于2次。主要进行出水量、含砂量的监测和记录，应符合规范要求。

(5)管井保护、预留与拆除

无砂管井质地较脆，应切实做好保护措施，防止碾压或者土方开挖侧向挤压；

土方开挖期间应对每口管井显著标示，以免破坏，线路应进行掩埋等保护措施；

随土方开挖，管井应逐级拆除直至坑底，拆除时需谨慎细致。

(6)封井措施

·疏干井封井前提条件为：结构底板施工完成；满足主体结构抗浮要求；基坑内疏干井井内稳定水位位于基坑面以下2～3米。

·疏干井封井步骤：首先将处于工作状态的疏干井间隔封堵；疏干井局部封堵后，继续对未封堵疏干井的工作状态(包括出水量情况、水位变化值、稳定水位标高和水泵位置标高等记录)进行观测；当满足上述前提条件后将剩余疏干井逐一封堵。

·疏干井封井要求：在浇灌垫层前，首先将垫层以下疏干井混凝土滤管外壁清除，内插φ280×5钢管，其顶标高高出底板顶面50毫米，其下端与疏干井搭接长度0．15米；钢管外侧缠绕麻丝，并用水泥封死；在底板中用两个半圆钢环焊在钢管外侧，形成止水翼环，焊缝要饱满，不得有缝隙。止水翼环位于底板顶面下100毫米；当疏干井封井时(具体时间待定)，于底板顶面下50毫米处将钢管切断，用瓜子片材回填至底板板底下2米。再用与底板同标号微膨胀素混凝土塞满后(浇到底板顶面下50毫米处)加焊钢顶盖板，最后用微膨胀素混凝土浇平；底板钢筋遇疏干井钢管时，钢筋可从周边绕过，但必须另加4根同直径钢筋，其一端弯起250毫米与钢管焊接，另一端水平长度不少于1．0米；止水环内径根据疏干井上插的钢管的外径确定。(www.daowen.com)

(7)深井的停降时间和封堵方法

·坑内深井在设计抗浮要求方可停止抽水，坑外深井待地下室外墙回填土完成即可以停止抽水。

·在后浇带按设计要求封闭前，若达到抗浮要求马上停止降水，则水位上升可以通过后浇带淹没地下室。

·根据上述要求，施工时坑内保留深井数量将视实际施工时出水情况确定，考虑到基坑已设置止水帷幕，拟保留1/3管井数量继续抽水，直至满足结构施工要求。

·由于深井管直径为400毫米，直接穿过地下室底板，如果不做节点处理，必然会对后面的封堵工作带来难度。应采取以下措施：在绑扎钢筋前用直径为280毫米的钢管替换穿过底板部分的无砂混凝土管，钢管外一周焊接止水钢板，并用自吸泵替换潜水泵。

·达到设计要求停止降水后，采取高压注浆，填满降水管以及钢管内空隙。钢管上口加焊钢板封堵，防止产生渗漏现象。

2)土方工程施工方案与技术措施

(1)工期目标

该工程的深基坑土方开挖计划从2013年6月17日—2013年8月31日，计划工期约75天，即开挖至整体地下室标高－10．7米，各建筑物基础结构标高－11．3～－13．1米。

预留30厘米土、桩基承台、电梯井和集水坑等坑中坑、施工坡道收尾等土方开挖结合土建施工工序要求配合进行，主要采用人工开挖。

机械开挖到位后满堂作混凝土垫层(至支护桩边)，然后再局部由人工掏挖坑边桩基承台、电梯井和集水坑等坑中坑。承台应采用逐个开挖、砖砌外模护壁，不得大面积开挖。

(2)施工准备

·基坑四周设置合格可靠的安全栏杆、踢脚挡板，防止高空坠物事故的发生。

·场地周围及基坑内必须有足够的照明度。

·钻孔灌注桩围护结构以及钢筋混凝土内支撑达到设计强度要求。

·施工前对每个施工作业人员都进行了安全技术交底，使每个施工作业人员都做到心中有数。

(3)土方开挖顺序及方法

土方开挖顺序：定位放线→第一层土方开挖至－3．800～－4．750米→第二层土方开挖至－7．300～－8．000米→第三层土方开挖至设计标高以上30厘米→第四层人工开挖预留土层及坑中坑(配合土建施工单位施工工序)、挖除运土坡道。

土方开挖方法有：

·由于该工程土方量较大，土方开挖根据现场实际情况，运土车辆由东侧鼓楼南路进入、出口布置西侧海陵南路。在基坑外侧设环向临时道路，基坑内设四条施工坡道，坡比按1：12，基坑分为四个开挖区段，采取分段分层、循环开挖土方，直至开挖到设计要求的基底标高。

·开挖前做好降水及施工道路的铺设及压实工作。

·第一层土方开挖至－3．800～－4．750米，安排12台C200型挖机，分层分段开挖，每台挖机配4辆15吨汽车，将土方全部运到弃土场。第一层土方量约300 000米3，计划20天完成，每天需完成12 000米3。

·第二层土方开挖－7．300～－8．000米，该阶段安排12台C200型挖机，每台挖机各配4辆15吨汽车，将土方全部运到弃土场。该阶段土方量约350 000米3，计划25天完成，每天需完成11 700米3。

·第三层土方开挖－10．700米，局部－13．100米，该阶段安排12台C200型挖机，每台挖机各配4辆15吨汽车，将土方全部运到弃土场。该阶段土方量约190 000米3，计划15天完成，每天需完成11 000米3。

(4)挖掘、运输机械

·挖掘机数量的确定：挖掘机的数量N，应根据土方量的大小和工期长短，并考虑合理的经济效果，按下式计算：

N＝(Q/P)×(1/T·C·K)(台)

式中，Q为土方量(米3)；P为挖土机生产率(米3/台班)；T为工期(工作日)，取20天；C为每天工作台班数(台班)，暂按2班作业考虑；K为时间利用系数(0．8～0．9)。

挖土机生产率：

P＝(8×3 600)/t×q×(Kc/Ks)Kb

式中：t为挖土机每次作业循环延续时间(秒)，取30～45秒；q为挖土机斗容量；Ks为土的最初可松性系数，取Ks＝1．2；Kc为铲斗的充盈系数，视土的性质与状态而定，一般为0．85～1．3；Kb为时间利用系数，一般取(0．8～0．9)。

挖土机生产率：P＝(8×3 600)/40×0．9×(1．2/1．2)×0．85＝550(米3/台班)。

该工程则需挖掘机台数：N＝(300 000/550)×1/(20×2×0．85)＝16(台)。

如图5-5所示为施工现场挖掘机的布置。

图5-5 泰州市金融服务区建筑群土方工程的挖掘机布置图

·自卸汽车数量的确定：自卸汽车配备的数量，应保证挖掘机能连续工作，按下式计算：

N＝P/P1

式中，N为自卸汽车数量；P为挖掘机生产效率(米3/台班)；P1为自卸汽车生产效率(米3/台班)，它与卸土场地的近远有关，可根据堆土地点来确定自卸汽车数量。

根据该工程的具体情况，所挖土方要全部运出场外，考虑每辆自卸式汽车运土一车10米3，运距7公里，按30分钟一车考虑。一辆汽车每一台班所运土方：16车×10米3/车＝160米3/台班，则可得：

N＝550/160＝4(台)

根据上述计算，可知：一台挖土机配备4台汽车运土，所以，16台挖土机共需要64台自卸机车配合运土。

·预留30厘米厚的土方，集水坑、电梯井等坑中坑、坡道采用小型履带式挖掘机加人工进行开挖。施工坡道收尾采用长臂挖机开挖，部分土方不在其旋转半径内的，则采用小挖机集土堆放到长臂挖机旋转半径内，二类挖机配合分段逐渐向基坑边后退，直至土方开挖完成，最后基坑中的小挖机用汽车吊吊出基坑。

(5)质量检查标准(表5-4)

表5-4 质量检查标准

(6)保证质量措施

·三级验收制：实施公司建立的质量三级验收制度，特别强调做好班组自检和互检。每道工序必须严格按照操作规程、质量要求施工。做好谁操作谁负责施工质量。

·严格做好施工放线工作，把好工程定位，控制轴线标高，施工前对测量仪器及钢尺进行认真检查，符合规定要求方可施工。确定放线及测量方案，并由专职技术人员负责测量工作，主要轴线及标高应由现场施工员负责复核，此项技术复核工作应认真实施，并填写施工技术复核书面记录。

·基坑开挖中，对整个围护体系和永久性结构都不得损伤，包括直接碰撞和超载。特别是支撑构件的承受竖向超载和侧向荷载的能力很弱，保护显得更为重要。

·专门成立挖土指挥机构，设一名总指挥，挖土、土建协调、接受和反馈信息均须派专人负责，并在总指挥统一指挥下工作。

·土方分层分段开挖，应严格控制挖土标高，严禁超挖(图5-6)。

图5-6 泰州市金融服务区超大面积深基坑土方开挖质量控制现场

·挖土工程中，应随时做好降水、排水工作。基坑外明水处理：根据基坑围护方法，基坑坡外沿四边布置一条砖砌明沟用来排水之用，明沟坡底根据市政管网出水点的管底标高进行放坡控制，最后流向总沉淀池排入市政管网。根据现场施工要求，在大门口做车辆冲洗设备，设明沟及沉淀池，车辆冲洗水经沉淀池向外排水。基坑内明水处理：将在地下室底板外侧设置一道砖砌明沟，沿四周布置，在四角及中间部位设置集水井，各集水井放置一台大功率自动抽水泵，抽水至上面的明沟。

·预留30厘米土方采用人工开挖，以免超挖和干扰基底土。人工修土及时用小推车运至挖土机工作范围内，以便及时把土方运出。待土方挖至设计标高后，经甲方、设计、监理单位验收毕立即浇捣混凝土垫层，避免地基土长时间暴露。