劉帥

前言：

隨著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，高層建筑、地下工程增多，深基坑及降水工程不斷產(chǎn)生，深基坑降水施工中大部分還采用傳統(tǒng)的井點(diǎn)降水方法，最常用的是管井降水，降水的同時(shí)存在問題如下：

①水泵出水量小。為了基坑施工安全，必須確保在基礎(chǔ)施工過程中進(jìn)行不間斷的井點(diǎn)降水，但當(dāng)?shù)叵滤a(bǔ)充不足時(shí)，水泵一般仍在低功效運(yùn)行，一方面容易造成水泵燒壞，另一方面造成電能的浪費(fèi)。

②安全問題。一般大基坑降水施工過程中，一般降水井點(diǎn)數(shù)量較多，水泵燒壞及停運(yùn)行情況發(fā)生率較高，安排管理人員較多，且夜間管理缺失情況較為普遍，對(duì)基坑安全存在一定的隱患。

采用傳統(tǒng)的井點(diǎn)降水方法，存在不節(jié)能、不環(huán)保，對(duì)管理困難等方面，這與國家現(xiàn)階段提倡的建筑行業(yè)綠色施工發(fā)展方向相違背。

一、工程概況

我公司承建的中交理想時(shí)代芳華項(xiàng)目其中基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取SMW工法樁，圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入5-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層夾粉塵，形成深基坑封閉降水。根據(jù)勘察報(bào)告地下水位主要受大氣降水及河流地表水的控制，設(shè)計(jì)要求基坑總共設(shè)置144口自流式管井，其中基坑外設(shè)置52口控制降水井，基坑內(nèi)設(shè)置92口降水井，采用1.1KW潛水泵，根據(jù)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，施工期間必須一直降水，在地下室底板覆土完成前，基坑的降水設(shè)施不得拆除，坑內(nèi)保留18口降水井。

我們對(duì)的中交理想時(shí)代芳華項(xiàng)目基坑圍護(hù)工程前期部分降水井和康城國際南區(qū)塊存在的問題進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。常規(guī)降水存在燒泵、故障停電、水泵出水量小等問題。管井常規(guī)降水一般根據(jù)試降水確定管內(nèi)降水高度，一般水泵會(huì)比該水位深2米，且水泵功率較大，經(jīng)過7天前期降水后，大部分井內(nèi)水位降至水泵進(jìn)水口，從而造成水泵出水量小，從而造成水泵電機(jī)上部分裸露在水面上，水泵長時(shí)間運(yùn)行造成水泵燒壞，同時(shí)還浪費(fèi)電。一般一個(gè)30000㎡的基坑，降水班組考慮經(jīng)濟(jì)效益，一般只設(shè)置4人，24小時(shí)分白班和夜班對(duì)降水井進(jìn)行管理并進(jìn)行正常維修和保養(yǎng)。實(shí)際情況夜間管理缺失較為嚴(yán)重，且不易發(fā)現(xiàn)問題，從而造成地下水位上升影響施工和圍護(hù)結(jié)構(gòu)安全。

二、降水告警控制系統(tǒng)研發(fā)

1、基本原理

在降水井內(nèi)設(shè)置兩個(gè)水位，h1水位為開始抽水水位，h2水位為停止抽水水位，當(dāng)水位達(dá)到h1時(shí)，必須進(jìn)行抽水，否則坑外井的地下水會(huì)造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)壓力過大，坑內(nèi)井則會(huì)造成地下水從基坑底部滲出，從而造成基坑監(jiān)測(cè)報(bào)警。當(dāng)水位到達(dá)h2時(shí)，必須停止是抽水，否則造成浪費(fèi)電能或增加水泵燒壞的概率。通過增加一些自動(dòng)控制設(shè)備從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制水泵的運(yùn)行。

2、確定方案

確定方案后，對(duì)方案進(jìn)行分解細(xì)化，并確定詳細(xì)方案。

3、實(shí)施方案

3.1軟件模塊

Windows應(yīng)用程序和Web應(yīng)用程序開發(fā)成本接近，但Web應(yīng)用程序開發(fā)完成后可大規(guī)模使用，且開發(fā)周期短，使用無需安裝程序，不受系統(tǒng)限制使用瀏覽器即可。

開發(fā)流程軟件界面效果

3.2數(shù)據(jù)終端單元（DTU）

對(duì)市場(chǎng)上各不同DTU進(jìn)行調(diào)查，對(duì)DTU基于價(jià)格和兼容性來尋找適合的設(shè)備供應(yīng)商。常規(guī)的是4GDTU和GPRSDTU，兩者價(jià)格4GDTU高200-300元左右。水位傳感器接發(fā)收一組數(shù)據(jù)只有18B（1Kb=1024B），10Kb/s能滿足通訊要求，相同的兼容性及穩(wěn)定性，GPRSDTU價(jià)格較低，最終選擇了后者。

3.3傳感器選擇

常規(guī)的液位傳感器有浮球式液位計(jì)、投入式滲壓液位計(jì)、超聲波液位計(jì)，從量程、精度、價(jià)格三方面進(jìn)行對(duì)比。

經(jīng)過綜合對(duì)比分析浮球式液位計(jì)量程不足，不適合;超聲波液位計(jì)價(jià)格相對(duì)偏高;投入式液位計(jì)精度根據(jù)水深精度不同，在埋深15m水位內(nèi)精度在±20mm，能滿足降水井內(nèi)使用。使用2套設(shè)備2個(gè)1米量筒進(jìn)行了72小時(shí)測(cè)試，滿足±20mm的精度要求。

3.4安裝位置選擇

由于一般現(xiàn)場(chǎng)位置比較復(fù)雜，當(dāng)控制箱及傳感器出現(xiàn)問題時(shí)，需要先從降水井內(nèi)把傳感器拆除，該工程降水井離基坑邊距離4m-50m不等，更換設(shè)備耗時(shí)較長;同時(shí)信號(hào)線暴露在現(xiàn)場(chǎng)，易損壞，損壞后不能簡(jiǎn)單的接線能處理。最終采用將控制設(shè)備放置

在降水井邊，三級(jí)箱至控制箱之間只采用電源線連接。

3.5控制箱支架選擇

安裝在降水井邊就存在了易被破壞的風(fēng)險(xiǎn)，且現(xiàn)場(chǎng)控制支架使用不是很方便，設(shè)計(jì)了一個(gè)鋼管支架，根據(jù)相關(guān)用電規(guī)范要求，結(jié)合需求，設(shè)計(jì)繪制相關(guān)圖紙，控制箱安裝在掛之點(diǎn)后距離地面高度65cm。當(dāng)鋼管埋設(shè)于地下1m時(shí)對(duì)不同區(qū)域?qū)拥厍闆r進(jìn)行接地電阻測(cè)試，均小于10Ω。

三、優(yōu)缺點(diǎn)

1、優(yōu)點(diǎn)

Web應(yīng)用程序開發(fā)成本15000元，每套硬件成本408.5元，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝了20套設(shè)備進(jìn)行循環(huán)使用，其中坑外使用了10套，坑內(nèi)使用了10套，坑內(nèi)由于工況復(fù)雜，變化較大，受天氣及工程現(xiàn)場(chǎng)影響較大，降水節(jié)能效果不如坑外，根據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)報(bào)表5月至10月，20套設(shè)備節(jié)約了43533小時(shí)運(yùn)行時(shí)間。直接經(jīng)濟(jì)效益=43533*1.1*1.3-408.5*20-15000=39082.19元。降水班組由原先4人降為3人，從6月份至10月份共節(jié)約人工工資26500元。該項(xiàng)目共產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益65582.19元。

2、缺點(diǎn)

目前國家2g網(wǎng)絡(luò)開始退網(wǎng)，考慮更換4g通信，每套設(shè)備價(jià)格將提高200-300元;其次現(xiàn)場(chǎng)管理人員及降水班組需要提高素質(zhì)，出現(xiàn)通信設(shè)備或傳感器故障仍需要專業(yè)技術(shù)人員解決。

四、結(jié)論

采用基坑降水控制告警的系統(tǒng)可以減少現(xiàn)場(chǎng)工作人員巡視的工作強(qiáng)度，提高人員工作效率，節(jié)能減排，綠色環(huán)保，積極響應(yīng)綠色施工、智慧工地的號(hào)召。

目前普遍基坑降水都是粗放型管理，該系統(tǒng)可改變現(xiàn)狀，節(jié)能效果明顯，可在系統(tǒng)上直接看到節(jié)約的成本，設(shè)備一般使用年限為2-3年，可重復(fù)使用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]葛主強(qiáng)，樓少敏.超大深地下空間結(jié)構(gòu)基坑施工封閉降水技術(shù)[J].城市住宅，2014（8）：122-125.