CN103615010A - 一种利用水流冲刷挖运深基坑土方的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及砂类土或细粒土基坑土方工程施工领域，具体为一种利用水流冲刷挖运深基坑土方的施工方法。本发明的施工流程为：基坑支护及分区-开挖吸泥池-安装泥浆泵-安装高压水泵及供水水箱-开挖弃土区-安装输泥管及中间加压设备-水冲挖土，最后用输泥管浆泥浆运到弃土区，在弃土区沉淀，沉淀后的清水排放或循环利用。本发明具有以下优点：（1）采用水力挖运土施工方案，较好地解决了因道路交通管制带来的停工问题；（2）土方搬运由陆路搬运改为水流管道输送，减少了大型土方车辆对城市道路交通的影响；（3）采用水力挖运土施工方案降低了施工噪声；（4）施工时基坑周边无大型土方车辆通行，减少了围护结构受到的荷载。
Description
技术领域
本发明涉及砂类土或细粒土基坑土方工程施工领域，具体为一种利用水流冲刷挖运深基坑土方的施工方法。
背景技术
随着我国高层建筑和城市地下空间的开发，基坑工程的规模和数量不断扩大，对施工提出了更高的要求。基坑土方工程施工主要包括开挖和搬运两项工作，常规施工方法为机械配合人工开挖，大型土方车辆搬运，其存在以下几个缺点：（1）城市黄金地段的交通管制限制了大型土方车辆的通行，再加上雨期无法施工的影响，往往造成工程停工；（2）传统机械开挖施工噪音大，严重影响周围居民正常生活；（3）大型土方车辆搬运过程中经常造成尘土飞扬，污染沿途道路环境。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用水流冲刷挖运深基坑土方的施工方法的技术方案。
所述的一种利用水流冲刷挖运深基坑土方的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
1）基坑支护及分区
基坑开挖前在基坑四周设置排桩，采用分层分区域开挖，先开挖基坑内支撑区域，开挖完成后进行支护，最后开挖周边区域；
2）开挖吸泥池
吸泥池设在每个基坑分区的中间部位，先采用机械开挖，挖出的土方堆放在基坑周边，然后进行水冲挖土；
3）安装泥浆泵
在吸泥池的水体上方设置浮动平台，泥浆泵安装在浮动平台上，浮动平台周边设置连接排桩支护的钢丝绳；泥浆泵下方设置泥浆吸管，泥浆吸管设置在基坑下部；
4）安装高压水泵及供水水箱
在基坑两侧各设置一只可移动水箱，将深井内抽出的水注入到水箱内，在水箱上部设置一根溢水管，溢水管与弃土区的截水沟连通；水箱内设置高压水泵，高压水泵的功率为3KW或7.5KW，高压水泵的出水管采用消防水带，高压水泵的水枪采用消防水枪；
5）开挖弃土区
a.修筑挡土围堰：挡土围堰采用草袋装土叠砌而成，最顶部宽1.2m，两边放坡坡度1：1，挡土围堰内侧铺一层土工布及毛竹片；挡土围堰的高度为污泥沉淀区高度加500mm的清水区高度再加500mm的安全余量高度，清水区通过溢流回水管与截水沟连通；
b.开挖截水沟：在弃土区周边开挖宽1.0m、高0.8m的截水沟，用于收集从清水区溢流的水和水箱溢流的水，截水沟内的水经沉淀后排入市政下水道或收集重复利用；
6）安装输泥管及中间加压设备
泥浆泵出口连接输泥管，输泥管从挡土围堰顶部伸入弃泥区，出泥口距挡土围堰坡脚的水平距离不小于5.0m，出泥口高出淤泥面0.5m以上，且输泥管的出泥口应当架空；根据弃土区与开挖基坑的距离，中间每隔1km用22kW管道泥浆泵进行加压；
7）水冲挖土
利用高压水泵直接从水箱内抽水冲刷土体，土体在高速水柱作用下被切割、粉碎形成泥浆，通过泥浆泵经输泥管输送到弃土区，在弃土区沉淀，沉淀后的清水经溢流回水管流至截水沟。
所述的一种利用水流冲刷挖运深基坑土方的施工方法，其特征在于所述步骤1）中基坑四周放置排桩支护的施工工艺如下：测量放样-护筒制作、事先预埋-钻机就位-泥浆制备、钻孔-第1次清孔-下导管-第2次清孔-水下混凝土灌注-桩身混凝土养护。
所述的一种利用水流冲刷挖运深基坑土方的施工方法，其特征在于所述步骤2）中吸泥池的池底尺寸不小于4.0m×4.0m，吸泥池的池深为1.2～1.5m，边坡自然放坡，坡度1：1.5，吸泥池边距基坑边的距离不小于5.0m。
与传统的技术相比，本发明具有以下优点：（1）采用水力挖运土施工方案，较好地解决了因道路交通管制带来的停工问题，确保了工期；（2）土方搬运由陆路搬运改为水流管道输送，减少了大型土方车辆对城市道路交通的影响，减少了运土费用；（3）采用水力挖运土施工方案降低了施工噪声，减轻了土方施工对城市的污染，环境效益显著；（4）施工时基坑周边无大型土方车辆通行，减少了围护结构受到的荷载，有利于基坑的安全。本发明在深基坑规模和数量不断扩大的背景下，将具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为泥浆泵安装示意图；
图2为弃泥区挡土围堰及截水沟示意图；
图3为施工现场布置图；
图4为施工流程图；
图中：1-浮动平台，2-泥浆泵，3-吸泥池，4-排桩，5-输泥管，6-钢丝绳，7-溢流回水管，8-截水沟，9-污泥沉淀区，10-清水区，11-水箱，12-挡土围堰。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步说明：
本发明的原理是利用水流冲刷进行挖土、运土的一种土方施工方法，即水流经高压水泵加压后通过水枪喷出，形成一股密实的高速水柱，切割、粉碎土体，使之湿化、崩解，形成泥浆和泥块的混合，再由泥浆泵及输泥管输送到弃土区，并在弃土区沉淀，沉淀后的清水排放或循环利用。
本发明的施工流程为：基坑支护及分区-开挖吸泥池-安装泥浆泵-安装高压水泵及供水水箱-开挖弃土区-安装输泥管及中间加压设备-水冲挖土，最后用输泥管浆泥浆运到弃土区，在弃土区沉淀，沉淀后的清水排放或循环利用。
具体施工步骤如下：
1）基坑支护及分区
在基坑开挖前按照设计在基坑四周进行排桩4，防止基坑在水力挖运土方时发生较大变形或坍塌；施工工艺如下：测量放样-护筒制作、事先预埋-钻机就位-泥浆制备、钻孔-第1次清孔-下导管-第2次清孔-水下混凝土灌注-桩身混凝土养护；同时，为保证大基坑施工的安全和效率，采用分层分区域开挖，先开挖基坑内支撑区域，开挖完成后立刻进行支护，最后开挖其他区域；
2）开挖吸泥池
吸泥池3设在每个基坑分区的中间部位，为最大限度地减少吸泥池3对基坑支护结构的影响，要求吸泥池边距基坑边的距离不小于5.0m，吸泥池采用机械开挖，挖出的土方堆放在周边，为满足浮动平台安装要求，池底尺寸不小于4.0m×4.0m，池深1.2～1.5m，边坡自然放坡，坡度1：1.5（边坡高度和横向宽度的比例是1:1.5）；随着土方开挖，吸浆池逐渐扩大；
3）安装泥浆泵
为便于泥浆泵2的移动，将泥浆泵2安装在由浮桶制作的浮动平台1上，吸泥池3周边土方挖完后，通过拉动固定浮动平台1的钢丝绳6移动泥浆泵；对于一般的水流运土，泥浆泵的技术性能可按如下方式选择：
4）安装高压水泵及供水水箱
为使高压水泵水枪出口保持较高水头，保证顺利切割土体，采用高压水泵冲挖土体，对于一般工程可采用7.5kW或3kW的高压水泵冲挖土体，形成泥浆，根据实际工程规模确定高压水泵的数量；
高压水泵要求安装在地势平坦且不会浸水的地方（高压水泵设置在水箱内），要求安装牢固，同时距冲土点的距离要尽量小以减少水头损失，高压水泵出水管全部采用消防水带，水枪采用普通的消防水枪；
在基坑两侧各设一只可移动的水箱11，将从降水深井内抽出的水注入到水箱11内，在水箱上部设一根溢水管与截水沟相连，多出的水自动排入截水沟8；
施工时，利用高压水泵直接从水箱内抽水冲挖土体，挖土所用的水全部来自深井降水时抽出的地下水；
5）开挖弃土区
修筑挡土围堰：挡土围堰采用草袋装土叠砌而成，最顶部宽1.2m，两边放坡坡度1：1，挡土围堰内侧铺一层土工布及毛竹片；挡土围堰的高度取污泥沉淀区9所需的高度加500mm的清水区10高度再加500mm的安全余量；
开挖截水沟：在弃土区周边开挖宽1.0m、高0.8m的截水沟8，用于收集从溢流回水管7流出的水，截水沟8内的水经进一步沉淀后排入市政下水道或收集重复利用；
6）安装输泥管及中间加压设备
输泥管5沿道路铺设，为减少对道路交通的影响，应尽可能的铺设在距道路远的地方，输泥管5底的基础、衬垫物、支架应牢固，铺设时应保持管线平坦、顺直，不得有死弯；
输泥管的接头必须紧密、牢固，整个管线和接头不得有漏泥、漏浆、漏水现象；施工中一旦发现泄漏，应及时修补或更换；输泥管拐弯按现场情况确定并应尽量减少，全部选用专用钢管接头进行连接；
输泥管5从挡土围堰12顶部伸入弃泥区，出泥口距围堰坡脚的水平距离不小于5.0m，出泥口应高出淤泥面0.50m以上；输泥管出泥口应架空，防止被埋，施工中，应经常移动输泥管出泥口的位置，避免在一处堆积过高；输泥管穿过路面时，应加钢套管埋地铺设，如架空铺设，应有可靠的支架；
根据弃土点与开挖基坑的距离长度，中间设每隔1km用22kW管道泥浆泵进行加压，也可将土方通过管道运到船上，利用河道和船只将弃土运送至弃土点；
7）水冲挖土
利用高压水泵直接从水箱内抽水冲刷土体，土体在高速水柱作用下被切割、粉碎形成泥浆，通过泥浆泵经输泥管输送到弃土区，在弃土区沉淀，沉淀后的清水经溢流回水管流至截水沟。
在挖土施工时还需要注意以下要点：
为保护围护结构免受水冲影响，要求距基坑周边5.0m范围内的土全部用小挖机翻到基坑中间部位然后再用水冲。
被动区加固用的水泥搅拌桩超高的部分，因强度较高，水冲不能使之形成泥浆，需用挖机挖除，然后用塔吊外运。为减少对坑底土体的挠动，水冲挖土到距坑底标高约500mm后，改用人工修土，修出的土用机械翻到水冲挖土区，再用水冲形成泥浆，通过泥浆泵抽出。
当基坑底不同的作业面上挖土与基础施工同时进行的时候，需在挖土区与非挖土区之间筑一个挡水坝，防止泥浆流到非挖土区。
挖土应分层进行，不得在基坑内形成超过2.0m的高差，人员不得站在土方高差的下方冲挖土体。
利用水力挖土过程中，湿作业较多，需按《施工现场临时用电安全技术规范》和《建筑施工安全检查标准》的规定做好安全防护工作。地下室施工期间需加强对基坑的监测，发现异常应及时采取有效的措施。
Claims (3)
1.一种利用水流冲刷挖运深基坑土方的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
1）基坑支护及分区
基坑开挖前在基坑四周设置排桩，采用分层分区域开挖，先开挖基坑内支撑区域，开挖完成后进行支护，最后开挖周边区域；
2）开挖吸泥池
吸泥池设在每个基坑分区的中间部位，先采用机械开挖，挖出的土方堆放在基坑周边，然后进行水冲挖土；
3）安装泥浆泵
在吸泥池的水体上方设置浮动平台，泥浆泵安装在浮动平台上，浮动平台周边设置连接排桩支护的钢丝绳；泥浆泵下方设置泥浆吸管，泥浆吸管设置在基坑下部；
4）安装高压水泵及供水水箱
在基坑两侧各设置一只可移动水箱，将深井内抽出的水注入到水箱内，在水箱上部设置一根溢水管，溢水管与弃土区的截水沟连通；水箱内设置高压水泵，高压水泵的功率为3KW或7.5KW，高压水泵的出水管采用消防水带，高压水泵的水枪采用消防水枪；
5）开挖弃土区
a.修筑挡土围堰：挡土围堰采用草袋装土叠砌而成，最顶部宽1.2m，两边放坡坡度1：1，挡土围堰内侧铺一层土工布及毛竹片；挡土围堰的高度为污泥沉淀区高度加500mm的清水区高度再加500mm的安全余量高度，清水区通过溢流回水管与截水沟连通；
b.开挖截水沟：在弃土区周边开挖宽1.0m、高0.8m的截水沟，用于收集从清水区溢流的水和水箱溢流的水，截水沟内的水经沉淀后排入市政下水道或收集重复利用；
6）安装输泥管及中间加压设备
泥浆泵出口连接输泥管，输泥管从挡土围堰顶部伸入弃泥区，出泥口距挡土围堰坡脚的水平距离不小于5.0m，出泥口高出淤泥面0.5m以上，且输泥管的出泥口应当架空；根据弃土区与开挖基坑的距离，中间每隔1km用22kW管道泥浆泵进行加压；
7）水冲挖土
利用高压水泵直接从水箱内抽水冲刷土体，土体在高速水柱作用下被切割、粉碎形成泥浆，通过泥浆泵经输泥管输送到弃土区，在弃土区沉淀，沉淀后的清水经溢流回水管流至截水沟。
2.根据权利要求1所述的一种利用水流冲刷挖运深基坑土方的施工方法，其特征在于所述步骤1）中基坑四周放置排桩支护的施工工艺如下：测量放样-护筒制作、事先预埋-钻机就位-泥浆制备、钻孔-第1次清孔-下导管-第2次清孔-水下混凝土灌注-桩身混凝土养护。
3.根据权利要求1所述的一种利用水流冲刷挖运深基坑土方的施工方法，其特征在于所述步骤2）中吸泥池的池底尺寸不小于4.0m×4.0m，吸泥池的池深为1.2～1.5m，边坡自然放坡，坡度1：1.5，吸泥池边距基坑边的距离不小于5.0m。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140305 |