基坑降水排水课件

基坑降水排水课件第一章降水排水在基坑工程中的定位与风险1.1功能定位基坑降水排水的核心任务只有一句话：把“水”对支护体系、坑底土体、周边环境的三重危害降到设计允许值以下。它既不是单纯的“抽水”，也不是“看水位降了就停”，而是与支护、开挖、底板浇筑、后期抗浮全过程耦合的“土水结构”共同作用控制系统。1.2风险清单（可照单追责）|序号|风险事件|触发条件|后果量化|责任主体|法规依据|||||||||1|突涌|坑底隔水层厚度＜0.7倍水头|坑底隆起＞20mm，支护最大侧移＞0.3%H|降水单位|JGJ120201212.3.4||2|流沙|降水井滤料级配d50＞土体d50×4|日沉降＞5mm，累计＞30mm|勘察+降水|GB5049720198.2.1||3|管井出砂|滤水层厚度＜75mm或缠丝间隙＞0.75d60|地面塌陷＞100m²|降水单位|JGJ/T11120166.4.3||4|邻近建筑倾斜|降水漏斗坡降＞1/300|倾斜率＞2‰|降水+监测|GB5000720115.3.5|1.3降水与排水的边界降水：主动降低含水层水头，属于“预抽”；排水：收集渗流、雨水、施工用水，属于“导排”。两者在计量、计价、验收、维保四个维度完全分开，严禁混报工程量。第二章地质水文地质再认识2.1勘察报告二次解译拿到地勘报告后，降水工程师必须完成“三表一图”二次加工：①含水层水力参数表：渗透系数k、储水系数S、导水系数T、越流系数σ，按抽水试验段逐层给出，不允许用“经验值”替代；②颗粒级配与临界水力梯度表：每层土给出d10、d50、d60、不均匀系数Cu、临界梯度icr；③周边建（构）筑物基础信息表：埋深、桩型、底板荷载、沉降敏感等级；④水文地质剖面三维图：用GroundwaterModelingSystem（GMS）或MODFLOW建立，网格精度≤2m，边界取至降水影响半径1.5倍以外。2.2渗透系数现场快速复核采用“双环入渗+微型抽水”联合法：步骤1：在试挖探槽内嵌入外环Φ50cm、内环Φ25cm双环，注水保持5cm水头，记录30min内渗水量Q，计算表层k1；步骤2：在内环中心打Φ63mm孔至目标含水层0.5m，下入微型潜水泵，抽水15min，恢复水位15min，用CooperJacob直线图解法得k2；步骤3：取k=(k1+k2)/2，若|k1k2|/k＞30%，必须补做第三组，直至误差＜20%。该结果作为井群布置唯一依据，写入《降水专项施工方案》第3.2节，总监理工程师签字后方可开孔。第三章降水方法比选与井型设计3.1方法比选矩阵|方法|适用渗透系数(cm/s)|最大降深(m)|对环境影响|综合单价(元/m³)|工期(d)|||||||||管井|10⁻²~10⁻⁴|35|中|0.85|1.5||真空井点|10⁻³~10⁻⁵|6|小|1.20|1.0||喷射井点|10⁻⁴~10⁻⁶|20|小|2.10|2.0||自渗井|10⁻²~10⁻³|15|极小|0.45|0.5||止水帷幕+坑内疏干|任意|任意|大|3.50|4.0|选择逻辑：①先按降深渗透系数锁定可行方法；②再用周边建筑沉降敏感等级筛掉高影响方案；③最后以“全寿命周期成本”最低者中标，不得简单以“初设图纸”照搬。3.2管井详细设计（示范）井径：Φ600mm（一开）+Φ400mm（二开至含水层底板）；井深：进入隔水层≥3m，且≥1.2倍基坑深；滤水管：桥式滤水管Φ273×3mm，开孔率≥21%，外包60目尼龙网+3mm铅丝缠丝，缠丝间隙1.2mm；滤料：1~3mm石英圆砾，含泥量＜0.5%，填高超出滤水管顶1m；沉砂管：≥3m，底部用6mm钢板封底；井口封闭：膨润土球+黏土球各0.5m，再浇C15混凝土井台，厚度200mm，防止地表水倒灌。3.3真空井点设计（示范）水平间距：1.2~1.5m，行距≤12m；立管：Φ48×3mmPVC开孔管，开孔率≥12%，外包100目滤网；真空主管：Φ125mm钢丝骨架PE管，承受0.08MPa负压；真空泵：2.2kW旋片泵，单台负担≤60根井点，系统真空度≥65kPa；集水箱：≥1.5m³，内设浮球开关，自动排水至沉淀池。第四章水量计算与井群布置4.1涌水量公式选用潜水完整井：Q=1.366k(2HS)S/(lgRlgr₀)承压完整井：Q=2.73kMS/(lgRlgr₀)参数取值：k——现场复核值；H、M——含水层厚度；S——设计降深=坑底水位目标水位0.5m安全值；R——影响半径，按R=2S√(kH)或现场抽水试验slgt直线法求得；r₀——基坑等效半径，r₀=√(A/π)，A为基坑面积。4.2单井出水量q=120πrsl√k/3rs——滤水管半径(m)；l——滤水管工作长度(m)。单井出水量不得大于允许最大值qmax，防止出砂：qmax=2πrsl(kicrw)，其中icr为临界水力梯度，rw为滤水层半径。4.3井数与平面布置井数n=1.2Q/q，安全系数1.2；平面规则：①坑外布置优先，距支护桩边≥1.5m；②角部加密，井间距折减0.8倍；③对撑区域增设临时疏干井，间距20m×20m；④止水帷幕搭接处设观测井，一井一表，编号与平面图对应。第五章施工流程与工艺卡控5.1施工流程图（文字版）测量放线→钻机就位→泥浆护壁钻孔→一次清孔→下入滤水管→二次清孔→填砾→封孔→洗井→试抽→正式降水→水位监测→动态调整→封井。5.2关键工序工艺卡|工序|主控参数|检测方法|合格标准|不合格处置|责任人|||||||||钻孔垂直度|≤1%孔深|测斜仪每5m记录|≤1%|回填重钻|机班长||泥浆比重|1.05~1.10g/cm³|比重秤每班2次|1.05~1.10|加黏土或清水调整|泥浆工||填砾厚度|≥75mm|测下管深度+反算|≥75mm|补投或重新成井|质检员||洗井|含砂量＜1/20000|取样500mL，静置30min|浊度＜20NTU|延长洗井或空压机震荡|降水工||试抽稳定时间|≥24h|自动水位计|水位波动＜5cm|延长或加井|技术主管|5.3洗井三步法①活塞洗井：Φ200mm活塞，上下提拉2h，破碎泥皮；②空压机震荡：风量6m³/min，震荡3个回合，每回合15min；③抽水洗井：小泵0.75kW，连续抽水至含砂量达标。三步全部完成方可签署《洗井验收单》，否则禁止进入正式降水。第六章运行管理与水位动态控制6.1降水运行制度①开机顺序：先外围、后内部，对角线对称启动，严禁单侧抽水；②水位降幅速率：黏性土≤0.6m/d，砂性土≤1.0m/d，超速率立即停泵或间歇运行；③值班制度：每班2人，12h轮班，记录水位、电量、含砂量、流量，整点上传至“基坑降水云平台”；④异常响应：水位突变＞30cm或含砂量＞1/10000，立即启动Ⅲ级响应——停泵、补井、加密监测；若周边沉降＞10mm，启动Ⅱ级响应——减载、回灌、专家会诊；若建筑倾斜＞2‰，启动Ⅰ级响应——停工、疏散、应急回灌。6.2动态调整算法采用Python+SCADA实时闭环：输入：实时水位h(t)、目标水位h₀、沉降监测s(t)、流量q(t)；算法：PID+前馈，输出为泵频率f(t)；约束：f_min≤f(t)≤f_max，且s(t)≤s_allow；每10min自整定一次，实现“水位沉降”双控。代码写入《降水运行手册》附录A，现场工程师可直接调用。第七章排水系统与文明施工7.1排水系统构成①坑顶截水沟：矩形砖砌300×300mm，坡度1%，接入三级沉淀池；②坑内盲沟：碎石级配20~40mm，内埋Φ200mm打孔波纹管，纵坡2%，每30m设集水井600×600×800mm；③沉淀池：三级，一级沉淀≥2min水力停留时间，二级加药（PAC30mg/L+PAM1mg/L），三级监测浊度＜20NTU后回用或排放；④自动冲洗平台：5m×3m，承重60t，高压喷嘴≥40个，冲洗水经暗沟回流至一级沉淀池。7.2排放许可办理《城镇污水排入排水管网许可证》，检测指标：SS≤70mg/L，pH6~9，COD≤500mg/L，氨氮≤45mg/L；每周送检一次，报告上墙公示。第八章监测、预警与信息化8.1监测项目与频率|项目|仪器|精度|频率|控制值|预警值|报警值||||||||||坑内水位|自动水位计|±5mm|1次/h|设计值|设计值+20cm|设计值+30cm||周边地面沉降|水准仪DS05|±0.5mm|1次/d|累计20mm|累计25mm|累计30mm||支护侧移|测斜仪|±0.02mm/0.5m|1次/d|0.3%H|0.35%H|0.4%H||建(构)筑物倾斜|全站仪|±1″|1次/d|2‰|2.5‰|3‰|8.2信息化平台采用“云边端”架构：端：LoRa水位计、4G振弦采集仪；边：现场工控机，10min打包一次；云：阿里云IoT，规则引擎触发短信、微信、电话三级报警；大屏：55寸电视，实时显示水位沉降曲线，红橙黄蓝四色预警。第九章应急预案与抢险案例9.1应急物资清单（常备）潜水泵10台（扬程35m，流量30m³/h）、Φ200mm软管200m、土工布袋500条、级配碎石50t、黏土球20t、应急发电车1辆（200kW）、水位计5套、注浆机1套、双液注浆材料（水玻璃+磷酸）5t。物资每月点检一次，铅封拍照上传。9.2管涌抢险五步①停挖、回填反压：用现场砂袋堆高1m，宽度≥3m；②坑外注浆：双液注浆，孔距0.5m，注浆压力0.3~0.5MPa，注浆量≥0.5m³/延米；③坑内反滤围井：内径1m，分层填0.2m厚细砂→中砂→碎石，高度超出涌水点0.5m；④加设应急井：在涌水点5m外补打Φ400mm管井，立即抽水；⑤监测加密：沉降观测改为2次/d，直至连续3d沉降速率＜0.5mm/d。9.3真实案例（深圳前海某项目，20220714）事件：凌晨3:20，北侧地连墙接缝突涌，流量约110m³/h，含砂量＞8%。处置：3:22值班长启动Ⅰ级响应，电话通知项目经理、总监、住建应急站；3:25应急队30人到位，开始堆砂袋反压；4:00注浆机到场，4:15开始双液注浆，4:50流量降至35m³/h；5:10坑内反滤围井完成，5:40流量＜10m³/h；6:00沉降监测最大增量4.2mm，未触发建筑报警；7:30应急结束，现场拍照、录像、签字确认；后续：在涌水点外侧补打3口Φ600mm管井，井深增加5m，运行15d后封井。经验：反压+注浆+应急井三联控，30min内控制流量，2h内基本止水，周边建筑零投诉。第十章封井与效果后评估10.1封井条件①底板浇筑完成，且混凝土强度≥设计值75%；②抗浮锚杆验收合格；③结构自重+抗浮板≥1.05倍浮力；④坑外水位回升至自然水位0.9倍以上；⑤连续72h沉降速率＜0.5mm/d。以上5条全部满足，由监理、设计、业主三方签字后方可封井。10.2封井工艺①停泵观测24h，记录水位恢复曲线；②采用“压力注浆+钢板盲板”双保险：先下注浆管至滤水管底，注P.O42.5纯水泥浆，水灰比0.6:1，注浆压力0.2~0.4MPa，注浆量≥理论孔隙体积1.2倍；再下入20mm厚Q235B钢板盲板，位于底板下1m，四周焊接Φ16mm锚固钢筋，长度500mm；板顶浇C35微膨胀混凝土，厚度500mm，养护14d；③割除井管，用环氧砂浆找平，刷聚氨酯防水涂料2遍，厚度1.2mm；④归档资料：封井记录、注浆曲线、照片、第三方取芯报告（28d抗压强度≥30MPa）。10.3效果后评估采用“三指标一模型”：①水位恢复指标：封井后7d，坑外水位恢复≥90%初始水位；②沉降恢复指标：建筑最终累计沉降≤20mm，且最后30d沉降速率≤0.1mm/d；③底板渗漏指标：底板无肉眼可见渗水，湿度仪检测≤5%（CM型湿度仪）；④数值模型反演：用PLAXIS3D进行降水开挖封井全过程反演，计算与实测水位、沉降误差＜15%。评估报告由第三方监测单位出具，作为竣工备案必备文件。第十一章成本与合同管理11.1全费用综合单价（2023年Q2，华东地区）|项目|单位|综合单价(元)|其中人工(%)|其中材料(%)|其中机械(%)|||||||||Φ600管井成井|m|285|18|35|47||真空井点成井|根|410|22|40|38||降水运行费|井·d|38|30|25|45||封井|口|2,200|25|50|25|11.2合同关键条款①降水工期：从第一口井开始抽水至最后一口井封井结束，日历天包干，超期按2,000元/天扣款；②水位达标：每昼夜坑内水位高于目标水位一次，扣款5,000元；连续3天不达标，业主有权另行分包，费用双倍从降水单位扣除；③出砂责任：含砂量＞1/10000，每次罚款10,000元；造成地面塌陷，降水单位承担全部加固费用；④封井延迟：每延迟1天，扣款1,000元/口井；⑤履约担保：合同价10%银行保函，质保期2年，期间出现因降水导致的沉降裂缝，无条件维修。第十二章竣工资料与移交12.1竣工资料清单（纸质+电子扫描PDF）①降水专项施工方案（含专家论证意见）；②材料合格证及复试报告（滤水管、滤料、水泥、膨润土）；③成井记录、洗井记录、试抽记录；④水位、流量、含砂量、电量原始记录（逐小时）；⑤监测日报、周报、月报、总结报告；⑥封井记录、注浆曲线、取芯报告；⑦竣工图：井位平面图、剖面图、封井详图；⑧效果后评估报告；⑨合同、结算、发票、履约保函。纸质资料胶装3套，电子资料刻录蓝光光盘2张，移交档案馆与业主。12.2移交程序降水单位自检→监理预验收→业主正式验收→档案馆归档→质保期开始。验收采用“一页纸”签字法：所有资料汇总为《基坑降水工程竣工验收表》，共10大项、38子项，全部打√方可盖章，不留“基本符合”模糊项。第十三章面向零经验用户的操作指南（可直接照做）目的：让第一次接触基坑降水的实习生，也能在2h内完成一口真空井点成井并顺利出水。前置条件：场地已平整，地下无管线（已探沟）；材料到场：Φ48PVC井点管、滤网