深基坑降水方案

深基坑降水方案第一章项目背景与降水目标1.1场地概况拟建场地位于××市××区××路与××街交叉口，基坑平面呈“L”形，东西向长158m，南北向宽94m，开挖深度18.35m（局部电梯井深22.60m）。场地地貌单元属古河道冲积平原，地面标高+3.82m（1985国家高程基准）。1.2水文地质条件①潜水含水层：埋深1.20～2.80m，水位标高+1.02m～+2.60m，渗透系数k=3.5m/d，属粉土、粉砂互层，水量中等；②微承压含水层：埋深11.50～13.20m，水位标高+0.45m～+0.80m，k=8.2m/d，以细砂为主，水量丰富；③承压含水层：埋深28.00m以下，k=15.6m/d，与基坑底距离>9m，本次降水不考虑。1.3降水目标（1）将基坑内潜水位降至基底以下0.5m并维持稳定；（2）将微承压水位降至基底以下1.0m并维持稳定；（3）降水引起的地面沉降≤15mm，相邻建筑物差异沉降≤5mm；（4）降水周期：基坑开挖前7d开始，至地下结构自重可抵抗浮力且外墙防水完成停止，预计持续110d。第二章设计原则与依据2.1设计原则“按需降水、分层减压、按需回灌、动态监测、绿色低耗”。2.2主要规范《建筑基坑支护技术规程》JGJ1202012《建筑与市政降水工程技术规范》GB504972019《××市地下水管理条例》2021修订版《××市城乡水务局深基坑降水审批办事指南》2022版第三章降水方案比选3.1方案A：管井全封闭降水优点：降水深度大，施工简单；缺点：水量大（估算4300m³/d），地面沉降风险高，排水费高。3.2方案B：管井+截水帷幕联合降水采用800mm厚三轴搅拌桩截水帷幕，渗透系数≤1×10⁻⁶cm/s，仅对坑内潜水层疏干，微承压层采用管井降压；优点：减少抽水量60%，沉降可控；缺点：造价增加380万元。3.3方案C：管井+回灌+自控系统在方案B基础上增设回灌井及变频自控系统，实时调泵；优点：沉降≤10mm，满足周边文保建筑要求；缺点：系统复杂，需专业队伍运维。经技术经济比较，最终采用方案C，投资增加420万元，但可避免文物修缮费及工期延误损失≥1800万元。第四章降水系统设计4.1井群布置（1）潜水降水井：沿基坑周边距支护桩边线1.5m布置，井距12m，共布井42口，井深22m，滤水管长度8m；（2）微承压降压井：在坑内南北向设两排，排距30m，井距20m，共布井18口，井深28m，滤水管长度6m；（3）观测井：潜水层12口，微承压层6口，回灌影响观测井4口，井深同对应降水井，滤水管2m；（4）回灌井：场地北侧绿化带下布置，距基坑边线≥25m，井深30m，共10口，回灌能力≥1500m³/d。4.2井结构开孔直径650mm，下入DN300PVCU滤水管，外包40目尼龙网+2层60目钢丝网，填砾规格2～4mm石英砂，止水段采用膨润土球+水泥浆封至地面以下2m。4.3泵型选择潜水层：QJ25/101.5kW潜水泵，额定流量25m³/h，扬程10m，共42台；微承压层：QJ45/164kW潜水泵，额定流量45m³/h，扬程16m，共18台；回灌泵：变频恒压给水机组Q=65m³/h，H=35m，N=11kW，2套（1用1备）。4.4管网系统抽水管：基坑外侧环形主管DN200PE管（1.6MPa），支管DN50软管，沿支护桩冠梁固定，每12m设截止阀；排水管：经三级沉淀池后排入市政雨水管，排放口设在线浊度计，浊度≤40NTU；回灌管：DN150钢管，环氧煤沥青防腐，埋深1.2m，坡度≥2‰，设排气阀、止回阀。4.5自动控制系统采用PLC+GPRS远程控制，水位探头每10min上传一次，超设定值±5cm自动启停泵；现场设12h本地存储，云端保存3年；手机APP实时查看，故障短信分级报警。第五章施工组织与流程5.1施工顺序测量放线→地下管线探查→围挡及临边防护→三轴搅拌桩截水帷幕→降水井施工→洗井→试抽→正式降水→回灌井施工→回灌运行→监测→降水结束→封井。5.2成井工艺（1）钻进：采用GPS15型工程钻机，泥浆正循环，泥浆比重1.08～1.12g/cm³，粘度20～25s；（2）换浆：终孔后稀释泥浆比重≤1.05g/cm³，含砂量≤2%；（3）下管：井管底部加4m沉淀管，滤水管位置与含水层对应，误差≤0.3m；（4）填砾：匀速投入，速度≤0.5m/min，填至滤水管顶端以上2m；（5）止水：投入膨润土球高度1m，再注0.8:1水泥浆，压力0.2MPa，稳压30min；（6）洗井：采用活塞+空压机联合洗井，时间≥4h，直至出水含砂量≤1/20000（体积比）；（7）试抽：连续抽水8h，记录流量、水位、含砂量，出水量不小于设计值的120%。5.3三轴搅拌桩截水帷幕桩径850mm，套接200mm，水泥掺量22%，水灰比1.5，提升速度0.8m/min，28d无侧限抗压强度≥1.0MPa，渗透系数≤1×10⁻⁶cm/s；施工前做工艺试桩5根，确定最佳参数。5.4工期安排截水帷幕：15d；降水井施工：12d（与帷幕搭接3d）；试抽及联网：3d；正式降水：提前基坑开挖7d开始；回灌井施工：5d（与降水并行）；总工期：30d完成全部系统并具备降水条件。第六章运行管理与维护6.1降水运行（1）启动顺序：先开启外围潜水井，每间隔2h启动4台，24h内全部启动；微承压井在潜水位降至+0.5m后分批启动；（2）水位控制：潜水目标水位+0.32m，微承压目标水位1.55m，允许波动±5cm；（3）回灌控制：当单井抽水量>35m³/h或坑外观测井降幅>30cm时，立即启动回灌，回灌压力0.05～0.15MPa，回灌量按“等量回灌”原则动态调整；（4）交接班：每班填写《降水运行记录》，包括水位、流量、电流、电压、浊度、故障代码，交接双方签字确认。6.2设备维护（1）每日巡查：电缆、软管、阀门、接头无破损；（2）每周一次：提泵冲洗，检查叶轮磨损，更换易损件；（3）每月一次：标定水位探头，校核流量计；（4）备用泵：现场库存潜水泵6台（潜水层4台，微承压2台），故障≤2h更换完毕。6.3应急预案（1）突然停电：现场备200kW柴油发电机组2台，30s内自动切换；（2）主管爆裂：环形主管每24m设蝶阀，可关闭故障段，更换时间≤4h；（3）回灌井堵塞：采用反冲洗+盐酸（浓度5%）循环清洗，洗通率≥95%；（4）坑外水位骤降：立即停抽50%井，加大回灌量，并启动地面沉降监测加密至1次/2h，沉降速率>2mm/d时，暂停降水并上报水务局。第七章监测与信息化7.1监测项目①水位：坑内潜水层42点、微承压层18点，坑外潜水层12点、微承压层6点；②沉降：基坑周边50m范围布设沉降观测点48点，文保建筑增设自动全站仪监测点8点；③支护变形：支护桩顶部水平位移监测点24点，深层水平位移测斜孔12孔，孔深25m；④地下管线：污水、雨水、燃气管线设沉降监测点共20点；⑤回灌水质：每日取样检测pH、COD、SS、NH₃N、总硬度，符合《地下水质量标准》GB/T148482017Ⅲ类。7.2监测频率降水前7d：1次/3d；降水开始～开挖完成：水位、沉降1次/d，支护变形1次/2d；开挖完成～结构自重抗浮：水位1次/2d，沉降1次/3d；异常时：加密至1次/2h。7.3信息化平台采用BIM+GIS三维可视化平台，实时接入水位、沉降、流量、电量数据，自动生成“时空云图”，沉降>5mm点位红色预警，短信推送至项目经理、总监、水务局监督员。第八章回灌与环境保护措施8.1回灌水源优先采用抽取的地下水，浊度<10NTU，水温15～18℃，pH7.0～7.5；若浊度超标，经纤维球过滤器+活性炭罐处理后再回灌。8.2回灌运行制度（1）回灌井开启顺序：先远后近，先两侧后中间，防止短流；（2）回灌压力控制：采用变频恒压，压力上限0.15MPa，防止地层劈裂；（3）回灌计量：每台回灌井设电磁流量计，数据上传云端，日回灌量与抽水量误差≤5%；（4）回灌结束：当坑外观测井水位连续3d回升至初始水位±10cm时，逐步减少回灌量，每24h减少20%，5d后完全停止。8.3噪声控制水泵房设隔音罩，场界噪声昼间≤65dB，夜间≤55dB；定期委托第三方监测，超标立即加设吸音屏障。8.4污泥处置沉淀池污泥经板框压滤机脱水至含水率≤60%，由有资质单位外运至××市污泥处置中心，严禁随意堆放。第九章封井与场地恢复9.1封井条件地下结构自重>浮力1.2倍，外墙防水卷材完成，结构沉降速率<0.05mm/d，连续7d稳定，经监理、水务局、第三方监测单位联合验收后方可封井。9.2封井流程（1）停泵→提泵→测沉淀→若沉淀>1m先捞砂；（2）投入水泥膨润土浆（水泥:膨润土=1:2，水灰比0.8）至地面以下2m，压力0.1MPa；（3）插入DN50注浆管，采用0.6:1纯水泥浆二次注浆，压力0.3MPa，稳压30min；（4）地面以下0.5m设钢板厚5mm封焊，表面用C35微膨胀混凝土填平；（5）设置永久标识牌，编号、封井日期、责任人、监督电话。9.3场地恢复拆除临时管线、电缆、沉淀池，外运建筑垃圾；绿化带按原状恢复，苗木成活率≥95%；水泥路面切割修补，平整度偏差≤5mm。第十章成本测算与效益分析10.1直接费（1）管井施工：42×1.8万元+18×2.2万元=115.2万元；（2）回灌井：10×2.5万元=25万元；（3）三轴搅拌桩帷幕：380万元；（4）设备采购：潜水泵60×0.45万元+变频回灌机组2×6.5万元+自控系统1套28万元=75万元；（5）管线及安装：65万元；小计：660.2万元。10.2运行费电费：平均运行功率260kW，电价0.75元/kWh，110d×24h×260kW×0.75=51.5万元；人工：4班3运转，每班2人，人均日薪280元，110d×8×280=24.6万元；维护及耗材：8万元；小计：84.1万元。10.3经济与社会效益（1）避免文保建筑加固费用1800万元；（2）减少地面沉降修复费用约200万元；（3）节约水资源费：回灌量约12万m³，按水资源费2.5元/m³，节省30万元；（4）绿色施工加分：本工程获××市绿色施工示范工程，增加企业信用分3分，后续投标加分折算经济效益约300万元。第十一章项目案例与经验总结11.1实施单位××建设集团基础工程有限公司降水事业部，项目经理张××，技术负责人李××，运行班长王××。11.2实施时间2022年3月5日—2022年7月2日，实际降水周期118d，比计划延长8d（因暴雨导致基坑反压回填延误）。11.3采用工具与方法（1）采用BIM+GIS平台，实现“一张图”管理，减少人工抄表误差；（2）首次在××市引入“变频回灌+等量回灌”双闭环控制，回灌率98.7%，创当地纪录；（3）研发“便携式水位快速校准仪”（专利号ZL20222××××××），单点校准时间由30min缩短至5min；（4）建立“降水回灌沉降”三元耦合模型，预测最大沉降12mm，实测11.4mm，误差5%。11.4经验与教训（1）回灌井布置应避开古河道透镜体，否则渗透系数差异导致短流，本工程因此增设2口补救井；（2）变频泵必须设置最低频率保护（≥25Hz），否则易因出水量过小而烧泵，本工程损坏1台，损失1.2万元；（3）封井阶段务必提前与水务局沟通验收节点，避免因审批延误导致设备闲置，本工程因此多支出租赁费3.8万元；（4）沉淀池清掏需安排在白天，夜间运输受限，曾造成污泥堆积影响场容，被城管扣分。第十二章常用问题与排错指南（面向初学者）12.1目的帮助零经验的技术员在首次值守时，能独立判断并解决90%以上常见故障，确保降水连续。12.2前置条件已熟读本方案，手机安装“降水云”APP，具备电工操作证，穿戴绝缘鞋、手套。12.3详细步骤（1）水位不降反升检查：关闭回灌阀门→观测井水位是否下降→若下降说明回灌阀门内漏→更换阀门密封圈；若仍反升→检查周边管线是否爆裂→关闭对应区段蝶阀→通知机修班。（2）水泵不出水听：有无运转声；看：电流是否接近空载电流（<50%额定）；摸：出水软管是否发瘪；判断：叶轮堵塞→提泵→拆滤网→用螺丝刀清除杂物→重新下放。（3）流量计显示为零查：电缆5V供电是否正常→用万用表直流档测红线黑线；查：传感器电极是否结垢→用软毛刷蘸柠檬酸清洗；查：PLC通道→短接信号端子，看是否有数值跳变