#901人防工程降水和沉降、倾斜观测2

901人防工程降水及沉降、倾斜观测
施工方案
辽宁有色基础工程公司葫芦岛分公司
2010年4月11 日
工程编号：9-20105002 901人防工程降水及沉降、倾斜观测
施工方案
施工单位：辽宁有色基础工程公司葫芦岛分公司
经理：张明义
总工：刘殿忠
项目经理：王禹
方案编制：肖英峰武玉龙
方案审核：张明义刘殿忠
方案提交单位：辽宁有色基础工程公司葫芦岛分公司
方案提交日期：2010年4月11 日
目录
一前言
二场地工程地质条件及水文地质条件
三施工工程量的设计
3.1地面沉降量预算
3.1基坑降水方案
3.2降水管井井深设计
3.3降水管井的施工设计
3.4水文观测井的施工设计：
3.5外排水管路的设计
3.6沉降及倾斜观测的施工设计
四、应急处理措施
五工程施工的技术措施及验收标准
5.1基坑降水工程
5.2沉降，倾斜及水文观测工程
5.3地下水位及流量观测的内容和技术要求
六施工组织与计划
6.1施工中所使用的机械设备
6.2 施工组织人员
6.3工程布置及进度计划
6.4预计工作量总表
七质量保证及安全生产措施
7.1质量保证措施
八安全文明生产措施
一前言
葫芦岛市901人防工程位于葫芦岛市连山区连山大街，自百货大楼转盘起至市医院结束。

两侧为主要商业区及市中心医院。

车辆、人员流动量较大。

地下设施较为复杂。

场区地形较平坦，场区地面标高13.79~14.60m（黄海高程）。

属河谷平原区地貌场地。

本工程地下1层，开挖深度（由地面计算）分别为7.5米（连山大街段）和5.5米（市医院广场）。

地下稳定水位埋深3.1~4.50米，且水量丰富，水位随季节变化，变化幅度1.0~2.0米左右。

二场地工程地质条件及水文地质条件
根据葫芦岛市勘察测绘院提供的《葫芦岛901人防工程岩土工程勘察报告》（2009.10.12），场地地基土在钻探深度内自上而下依次叙述如下：
①杂填土：杂色，主要有混凝土路面、建筑垃圾、粘性土、砂等组成，稍湿，结构松散。

层厚0.40~3.2米，平均层厚1.3米。

②粉质粘土：褐色~黄褐色，可塑，无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。

层厚：0.40~2.40米，平均厚度1.6米。

③砾砂：褐黄色，以长石、石英为主，中密~密实，饱和，此层整个场区分布较连续，层厚0.80~5.30米。

平均层厚2.2米。

④圆砾：以火成岩为主，亚圆形－圆形，磨圆度较好，颗粒大小不均匀，一般粒径2~20mm，最大粒径为100mm，中密，混粒砂，局部呈砾砂状，此层整个场区普遍分布，层厚1.60~6.60米。

⑤圆砾：以火成岩为主，亚圆形－圆形，磨圆度较好，颗粒大小不均匀，一般粒径2~20mm，最大粒径为100mm，密实，此层整个场区普遍分布。

场地的水文地质条件如下：
场地无地表水系，地势平坦。

场地的地下水主要位于砾砂和圆砾中，属微承压潜水。

估算其单井涌水量Q=19m3/h，渗透系数k=50m/日，影响半径R=400m。

三施工工程量的设计
3.1地面沉降量预算
3.1.1各项设计参数
地下初见水位3.5m,降水井水位降深按6.0m考虑,建筑物具降水井间距分别按5.0m、17.0m和35m考虑,在5.0m处水利坡度按1:10考虑,即水位降深5.5m;在17.0m处水利坡度按1:20考虑, 即水位降深4.9m;在35.0m处水利坡度按1:25考
虑, 即水位降深4.6m。

3.1.2采用分层总和法
一、5.0m处沉降计算
1、砾砂层沉降
P1=1/2(5.1-3.5)*10=8
S1=PH/E=8*0.01*1.6/20=6.4mm
2、圆砾1层沉降(5.1~8.5m范围内)
P1=1/2(5.0+1.6)*10=33.0
S2=PH/E=33.0*0.01*3.4/25=44.9mm
3、圆砾1层沉降(8.5~9.6m范围内)
S3= PH/E=50.0*0.01*1.1/25=2.2mm
4、圆砾2层沉降(9.6~16.0m范围内)
S4= PH/E=50.0*0.01*6.4/28=11.4mm
5、总沉降量
S=s1+s2+s3+s4=64.9mm
二、17.0m处沉降量
1、砾砂层沉降
P1=1/2(5.1-3.5)*10=8
S1=PH/E=8*0.01*1.6/20=6.4mm
2、圆砾1层沉降(5.1~7.9m范围内)
P1=1/2(4.4+1.6)*10=30.0
S2=PH/E=30.0*0.01*2.8/25=33.6mm
3、圆砾1层沉降(7.9~9.6m范围内)
S3= PH/E=44*0.01*1.7/25=3.0mm
4、圆砾2层沉降(9.6~15.0m范围内)
S4= PH/E=44*0.01*6.4/28=10.1mm
5、总沉降量
S=s1+s2+s3+s4=53.1mm
三、35.0m处沉降量
1、砾砂层沉降
P1=1/2(5.1-3.5)*10=8
S1=PH/E=8*0.01*1.6/20=6.4mm
2、圆砾1层沉降(5.1~7.6m范围内)
P1=1/2(4.1+1.6)*10=28.5
S2=PH/E=28.5*0.01*2.5/25=28.5mm
3、圆砾1层沉降(7.6~9.6m范围内)
S3= PH/E=41*0.01*2.0/25=3.3mm
4、圆砾2层沉降(9.6~15.0m范围内)
S4= PH/E=41*0.01*6.4/28=9.4mm
5、总沉降量
S=s1+s2+s3+s4=47.6mm
3.1.3采用规范法
一、5.0m处沉降计算
1、砾砂层沉降
S1=Pc/Es(z i*a i-z i-1*a i-1)=140/20(3.1*0.1709-1.5*0.2187)=141.72 mm
2、圆砾1层沉降(5.1~8.5m范围内)
S2=Pc/Es(z i*a i-z i-1*a i-1)=140/25(6.5*0.116-3.1*0.1709)=125.6 mm
5、总沉降量
S =￠(s1+s2)=0.2*267.3mm=53.5mm
二、17.0m 处沉降量 1、砾砂层沉降
S1=Pc/Es(z i *a i -z i-1*a i-1)=140/20(3.1*0.1709-1.5*0.2187)=141.7 mm 2、圆砾1层沉降(5.1~7.9m 范围内)
S2=Pc/Es(z i *a i -z i-1*a i-1)=140/25(5.9*0.1228-3.1*0.1709)=109.2 mm 5、总沉降量
S =￠(s1+s2)=0.2*250.9mm=50.2mm
三、35.0m 处沉降量 1、砾砂层沉降
S1=Pc/Es(z i *a i -z i-1*a i-1)=140/20(3.1*0.1709-1.5*0.2187)=141.7 mm 2、圆砾1层沉降(5.1~7.6m 范围内)
S2=Pc/Es(z i *a i -z i-1*a i-1)=140/25(5.6*0.1266-3.1*0.1709)=100.3mm 5、总沉降量
S =￠(s1+s2)=0.2*242mm=48.4mm
3.1基坑降水方案 3.1.1基坑涌水量计算
1．基坑等效半径
A r 564.00= 式中：A ——基坑面积（m 2）；
1)市医院广场: 0r =61; 百货大楼转盘:0r =62; 道路:0r =155 2．降水井影响半径
HK S R 2==2*560*5.12=273
式中：R ——降水影响半径（m ）； S ——基坑水位降深（m ）； k ——渗透系数（m/d ）；
H ——含水层厚度（m ）；
1)市医院广场: R =273; 百货大楼转盘: R =273; 道路: R =273
3．基坑涌水量的计算采用远离边界条件下的计算公式
0)2(366
.1r r R Lg
S
S H K Q +-= 式中：Q ——基坑涌水量（m 3/d ）； K ——渗透系数（m/d ）； H ——潜水含水层厚度（m ）； S ——基坑水位降深（m ）； R ——降水影响半径（m ）； r 0——基坑等效半径（m ）；
1)市医院广场: Q=11075 m 3; 百货大楼转盘:Q= 11227m 3; 道路:Q= 18627m 3 4．单根管井的出水量
3120K rl q π= 式中： q ——单根管井出水量（m 3/d ）;
r ——过滤器半径（m ）；
l ——过滤器进水部分长度（m ）； k ——含水层渗透系数（m/d ）；
1)市医院广场: q=442 m 3; 百货大楼转盘:q= 442m 3; 道路:q= 442m 3 5．井点数
n=1.1Q/q 式中： Q ——基坑总涌水量； q ——设计单井出水量；
1)市医院广场: n=28 眼; 百货大楼转盘:n= n=28 眼; 道路:n=47 眼 3.1.2降水井布置
采取管井井点降水，在两侧布井，由于较大的降水漏斗会加剧周边建筑物的沉降，为了减少降水漏斗深度，尽量减少井间距，平均井间距12~15米，连山大
街井深16.5米，市医院井深15米。

本工程设计149眼降水井(见降水井平面布置图）。

3.2降水管井井深设计
1）按地下降水水力坡度消减值10%来估算，降水井外的水位降深s1=5.0+30*10%=8.0m。

井内水跃值取经验值 2.0m，则降水井的水位降深为s2=8.0+2.0=10.0m
2)预留沉淀管的设计：由于在抽水过程中井内产生沉淀物较多，因此考虑设置沉淀管，沉淀管长度设为3.0m。

3）降水井井深的确定：S=3.5 (水位)+10.0（水位降深）+3.0(沉淀管)=16.5m 3.3降水管井的施工设计
3.3.1技术参数
采用乌克斯（30型）冲击钻进成孔，孔深15~16.5米，设计降水井直经ф650mm，井管直径ф400mm。

过滤器采用水泥滤管，井壁与井管之间填6-8mm，砾石滤料，上部2m用粘土封井。

成井后洗井，洗至水清砂净为止。

水泵选用2时深井潜水泵。

3.3.2、施工工艺
钻机就位成孔制作井管、过滤器按放井管、过滤器填滤料
3.3.3、施工步骤
1.测量放线，定好井位，按施工图放出井的中心点。

2.以定好的井位点为中心，800毫米为直径作圆，向下开0.50米作为井口。

3.用冲击钻机向下冲孔，钻至要求深度。

4.成孔后，在井口搭设井字架，作为简易提升架安井管。

将直径为400毫米无砂滤水管下入孔内。

井底用粘土封口，井管接头用塑料布包扎，要牢固以防反砂。

ａ.检查井管有无残缺、断裂及弯曲情况。

ｂ.将底层管堵与第一节井管公母接口接上，在外对称放上三根竹枇，用铁丝固定两圈。

ｃ.将提升用钢丝绳一头固定在井字架上，另一头套住管堵的凹槽稳定后缓缓下降。

ｄ.使井管居于井孔正中，避免倾斜，并固定。

ｅ.下降第二节井管时，注意连接的公母接口，动作要轻缓，不能猛降猛放。

5.安装完井管后，在无砂滤水井管外侧与井壁之间填砾料。

ａ.砾料应缓慢填入，防止冲歪井管，一次不可填入过多。

ｂ.接近井口1.50米处，用粘土封严，以防地面水、雨水流入。

6.成井完毕后，立即用空压机洗井或清水抽洗，
7.在潜水泵出水口处绑上胶管，沉淀潜水泵至井底0.5米处。

8.在井点管外侧，布设排水主管，将潜水泵上的胶管与排水主管用弯联管相连。

9.安装抽水控制线路。

10.试抽水。

11.检修漏水主管、翻转、不出水的水泵组。

12.二次抽水，检修水泵无漏水、反转等现象为止。

13.正式抽水。

14.测定每个管井初始水位、流量。

15.日常监控。

3.3.4降水井质量要求
1、井管必须直立于井中心，上端应保持水平
2、井的顶角偏斜不得超过１度，以保证泵组上下井道通畅。

3、无砂滤水管接口要用塑料布封堵。

4、每打完一口井要用量井器测井深，以保证井深偏差≤20厘米。

5、成孔孔径650毫米，偏差≤10厘米。

6、吊放井管，检查管内外是否有杂物、粘土，以防影响透水性。

7、洗井后的泥沙量控制在10％以内。

8、作好成井工序交接检记录。

3.4水文观测井的施工设计：
为了及时了解降水期间基坑四周的地下水变化，本工程设计了水文观测井23眼，井深10米。

采用汽车钻冲击成孔，孔深10米，孔径150mm。

下置塑料滤管，管外包滤砂网，管径50mm，滤管外用粗砾砂或直径5mm的碎石填实。

1、地下动水位观测采用水文观测井观测的方法。

利用基坑周围的观测井对
基坑内的动水位进行监测。

在水位观测的同时，定期对基坑疏干水量进行测定。

2、水位观测采用电阻测深法，观测误差精度为±10mm，疏干水量测定采用
容积法完成，误差精度为±5.0m3/h。

3 、水位观测采用连续观测的方法，疏干水量的测定采用5天为一个观测周
期，必要情况下应连续测定基坑疏干水量。

4、降水前应统一测定基坑内外的静态地下水位，每个点的观测数据不应低
于3次，以求得比较准确的静止水位数据。

5、及时准确地整理水位及水量观测数据，并与沉降及倾斜观测数据相互对
比，分析，以正确指导降水工程施工。

3.5外排水管路的设计
本工程设计149眼降水井，经过现场调查，外排水主要在连山大街两侧排水管线，外排管线采用Ф325PVC管。

3.6沉降及倾斜观测的施工设计
本工程沉降、倾斜观测采用Ⅱ级闭合导线和Ⅲ等独立水准网，远离基坑500
数；当有事故征兆应连续观测;基础附近地面荷载突然增加；基础四周大量积水；长时间连续降雨等。

2、沉降观测要求：
（1）固定人员。

（2）固定使用的水准仪及水准尺。

（3）使用固定的水准点。

（4）按规定时间、方法及线路进行观测。

3、对水准仪器的要求：
对于一般精度要求的沉降观测，要求仪器的望远镜放大倍数不小于24倍。

气泡灵敏度不得大于15"/2mm，应属于Ⅲ等水准测量仪，可使用DS3型水准仪，区格式木质标尺。

4、确定沉降观测的路线亦绘制观测路线图。

由于现场临建、料具、设备、施工障碍物较多，造成通视困难，所以在进行沉降观测前，根据现场情况，确定安置仪器的位置，水准点的位置以及观测线路，绘制沉降观测线路图。

以后每次都按固定的线路观测，在基本相同的环境和条件下观测。

5、沉降观测首次高程测定。

沉降观测点首次观测的高程是以后各次观测用以进行比较的根据，为提高初始值的可靠性，要求初测进行两次，在确定无误后再作记录。

6、沉降观测是否进入稳定阶段应由沉降量与时间关系曲线判定，一般观测工程若沉降速度小于0.01~0.04mm/d，可认为已进入稳定阶段。

7、观测成果整理：
主要应急处理措施如下：
1、增设回灌井进行回灌，以提高地下水位，减小有效应力增量。

回灌
井井数26眼,回灌井深度12米。

2、坑底坡脚堆砂袋或堆土反压。

对于可能出险的地段应在墙顶常备
100袋的砂袋，发现险情马上在坡脚堆砂袋反压，防止险情进一步
发展。

3、加打钢管桩，用钢管桩支护墙体，减少其进一步位移。

4、暂停挖土，增加被动土压力以控制变形发展。

如有条件，可采用两种以上的措施组合，效果更好。

五工程施工的技术措施及验收标准
5.1基坑降水工程
基坑降水疏干工作由设计施工的149眼降水井完成，要求基坑内地下水位降到基坑底板以下0.5米。

5.2沉降，倾斜及水文观测工程
5.2.1沉降，倾斜及水文观测的目的，任务：
在基坑降水过程中，为了保证基坑周围建筑物及道路的安全正常使用，需及时观测建筑物在降水期间内由于附加沉降面引起的变形程度。

通过对建筑物本身的变形观测数据，结合地下水位及基坑降水量的观测数据，进行合理的分析，判断，从而正确指导排水工作。

5.2.2沉降、倾斜观测的内容及技术要求
1 、在基坑降水施工前，首先在基坑外围做出一条倾斜观测的Ⅱ级闭合导线和沉降观测的Ⅲ等水准网，并利用已做出的闭合导线和水准网对现有的建筑物进行静态的沉降及倾斜观测，以得出其变形观测的起始数据，从而对比得出降水疏干后周围建筑物的变形幅度。

2、闭合导线及水准网的两个起始点分别设置在远离基坑至少500m以上，从而消除基坑降水后对起始观测点的沉降影响因素，起始点采用埋设标石或现场浇筑的方法完成，埋深应超过冻土深度。

3、沉降及倾斜观测点设置在现有建筑物的外墙上，观测点要用射钉枪打入墙内保证观测点的牢固性和永久性，冠梁的沉降观测点也采用射钉枪将射钉打入
冠梁顶面，同时要做好标记。

4、沉降及倾斜观测点的静态观测周期应考虑在10~15天左右，同时应保证至少有3个稳定测回。

以确定观测点的起始参数，降水开始后转入动态周期观测，动态观测周期为2~4天，待沉降稳定后可延至7~15天。

5、沉降观测采用徕佧N1型水准仪配合铟钢尺测量，误差精度为±0.1mm；倾斜观测采用TG—301D全站仪，误差精度为±1‰。

6、与水文观测结合，随时监测，以确保周围建筑物安全。

7、验收标准：
1 、执行《城市建设微观测量规范》，观测精度为±0.1mm。

2、起始观测点必须设在降水影响范围之外，坐标石埋深设计为2.0
米。

5.3地下水位及流量观测的内容和技术要求
1、地下动水位观测采用水文观测井观测的方法。

利用23眼观测井对基坑内
的动水位进行监测。

在水位观测的同时，定期对基坑疏干水量进行测定。

2、水位观测采用电阻测深法，观测误差精度为±10mm，疏干水量测定采用
容积法完成，误差精度为±5.0m3/h。

3 、水位观测采用连续观测的方法，疏干水量的测定采用5天为一个观测周
期，必要情况下应连续测定基坑疏干水量。

4、降水前应统一测定基坑内外的静态地下水位，每个点的观测数据不应低
于3次，以求得比较准确的静止水位数据。

5、及时准确地整理水位及水量观测数据，并与沉降及倾斜观测数据相互对
比，分析，以正确指导回灌施工。

六施工组织与计划
6.1施工中所使用的机械设备
沉降、倾斜及水文观测所需材料、设备及工作量
6.2 施工组织人员
本工程设置项目经理部的组成如下：项目经理1人；水文组2人；测量组4人；材料员1人；电工1人；后勤3人；安全员1人；管井组26人；降水及观测10人；预计49人。

组织结构如下：
6.3工程布置及进度
计划
根据建设
单位的建设施工计划，安排我们的工程进度如下：
4月15日管井施工设备进场，4月16日 开始管井施工，4月31日完成管井施工，4月20日开始排水槽施工，4月31日完成，5月1日开始降水，降水和沉降观测至 10月31日。

降水时间为6个月。

具体施工进度以现场实际进度为准。

6.4预计工作量总表
七质量保证及安全生产措施
7.1质量保证措施
1、开工对职工进行质量教育，按工序进行技术交底。

2、各种原材料进场必须有出厂合格证或材质单，经复试合格后方可使用。

3、严格执行ISO-9001质量管理体系，上道工序不合格的决不能转入下道工序。

4、凡质量检查不合格的工序均须立即处理，再经质检人员检查合格后方可转入下道工序施工。

5、任何人（包括管理领导）不得借故干扰、干涉质检人员的质检工作，否则质检员可行使质量否决权。

八安全文明生产措施
1、严格遵守公司颁发的《安全生产管理制度和安全技术操作规程》，严格按生产责任制办事。

2、上岗戴好安全帽，高空作业要扎好安全带。

3、用于生产的电缆接头及破损处除用绝缘胶布包好外，均不得浸泡在泥浆或清水中，必须架起，防止漏电伤人，并随时维修电力设备。

4、凡须持证上岗的人员必须持证上岗作业，无证不准操作。

5、现场要文明施工，泥浆不得随意排放。

6、挖运土方必须保证环境卫生，及时清理散落路面的垃圾。