CN104762982A - 一种富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)施工准备；2)轻型井点降水方案的深化设计及优化；3)多个轻型井点降水装置的安装；4)真空泵运行，进行调试抽水和抽水运行；5)分层土方开挖和分层降水：6)分次浇筑垫层，降低支管并重新调试抽水；7)垫层封闭，持续降水；8)轻型井点降水装置停止降水。本发明可以很好的针对红砂岩地下水位高，含水量较大的特点，控制好每层的开挖深度，以防止降水不及时，致使地下水渗出，造成红砂岩软化，强度降低，土方崩解。

Description

一种富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，尤其涉及一种富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法。

背景技术

西部沿黄河地区，地下存在大量的第三系风化砂岩，这种砂岩中含水量比较大，一般初见水位在地下5m，静止水位在地下3m左右，但渗透系数较小、遇水软化、易崩解、受扰动后强度急剧降低，且含水不均匀，给降水处理和土方开挖带来了很大的困难。常规机械土方分层开挖不能很好地做到降水分层，给红砂岩地质中地下水位的控制带来了较大的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够避免红砂岩地区降水效率低且不及时的富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的方案为:

一种富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法，包括以下步骤：

1)施工准备；

2)轻型井点降水方案的深化设计及优化；

3)多个轻型井点降水装置的安装：每个轻型井点降水装置由多根支管、一根总管、一个真空泵和一个水箱组成，所述多根支管的一端与总管相连通，所述总管的一端与真空泵连接，所述总管的另一端与水箱相连通；所述的支管为直径25mm的塑料管，所述的总管为直径50mm的塑料管，所述的真空泵功率为7.5kw；

4)真空泵运行，进行调试抽水和抽水运行；

5)分层土方开挖和分层降水：采用分层降水，即在每一层土方开挖前，均进行抽水从而控制将要开挖的土方红砂岩含水量在8％～12％之间且地下水位在开挖后土层0.6m以下后再进行下一层土方开挖，每挖取一层土方，需要重新安装多个轻型井点降水装置进行降水处理；

6)分次浇筑垫层，降低支管并重新调试抽水；

7)垫层封闭，持续降水；

8)轻型井点降水装置停止降水。

上述方案中，所述步骤2)中的轻型井点降水方案采用环形轻型井点布置，具体为：沿地连墙四周布置多个降水装置，形成第一道抽水线；沿环撑内侧布置多个降水装置，形成第二道抽水线；塔楼区域沿筏板沉降后浇带布置多个降水装置，形成第三道抽水线；裙楼其它区域均布置多个降水装置。

上述方案中，所述步骤5)中土方开挖的步骤为：首先开挖塔楼位置的土方，塔楼位置土方开挖一层后，按照所定的流水方向对下一个裙楼区域进行土方开挖作业，开挖一层土方至和塔楼位置同一标高。

上述方案中，所述步骤6)具体为：分两次浇筑垫层，第一次浇筑60mm～80mm，浇筑完毕后调节支管深度，增加埋深，并重新调试进行抽水；最后浇筑第二次垫层，浇筑厚度120mm～140mm，覆盖总管。

上述方案中，场地中间布设的轻型井点降水装置中的真空泵放置于地面上的支架上，并在第二次浇筑垫层前将真空泵及支架移至旁边第一次浇筑完成的垫层上；位于环撑下的轻型井点降水装置中的真空泵放置在相邻格构柱上距筏板面500mm处的支架上。

上述方案中，分层土方开挖一次开挖深度不超过挖土机，并进行人工清底。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1、本发明采用分层法对红砂岩地质进行天然基础土方开挖，在土方分层开挖的过程中即做降水处理也进行分层处理。土方开挖前均先进行降水管道的安装，抽水控制将要开挖的红砂岩含水量在8％～12％之间且地下水位在开挖层0.6m以下后再进行土方开挖。每挖取一层，需要重新钻孔安装抽水装置进行降水处理。分层降水可以很好的针对红砂岩地下水位高，含水量较大的特点，控制好每层的开挖深度，以防止降水不及时，致使地下水渗出，造成红砂岩软化，强度降低，土方崩解。

2、采用分层法降水处理，每层土方开挖前将地下水位控制在开挖基底以下0.6m，极大地降低了降水装置及土方开挖机械对红砂岩的扰动，避免红砂岩受扰动崩解，地下水涌出。

3、采用轻型井点进行降水，可以很好地根据现场红砂岩中含水量、地下水位的变化进行降水井点的转移、布置，含水量较大的地方可适当多布置降水装置，不需要增加额外的机械设备，而且操作上简单易懂，效果显著。

采用这种富水红砂岩地质地下水位控制方法，将分层降水和分层土方开挖相结合，可以在富水红砂岩区域进行有效的降水和土方开挖。

附图说明

图1为本发明提供的一种富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法的工艺流程图。

图2为本发明采用的降水装置的结构图。

图3为本发明水箱放置平面图。

图4为本发明水箱放置立面图。

图5为本发明真空泵格构柱支架平面图。

图6为本发明真空泵格构柱支架立面图。

图7为本发明轻型井点立管图。

图8为本发明轻型井点布置图。

图中，1-支管，2-总管，3-真空泵，4-水箱，5-地下连续墙，6-环撑，7-塔楼区域，8-降水装置，9-钢丝绳吊点，10-工字钢，11-爆破预留孔，12-环梁，13-钢丝绳，14-钢筋，15-水泵电机，16-格构柱，17-角钢，19-密封材料，20-滤管，21-基土，22-花纹钢板。

具体实施方式

以下结合附图和实施例进一步对本发明进行说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、施工准备：

(1)在施工前，结合基础设计图纸及地质勘查报告，土层地质情况进行综合分析，理清重难点，寻找对策，对工程中将遇到的各类困难及施工难点提前策划，提前做好预控工作。

(2)测量人员需随时配合，对基坑开挖深度进行控制。

(3)在土方开挖前，注意轻型井点降水装置8的位置，避免在施工过程中对轻型井点降水装置8的扰动。

(4)提前做好基坑排水工作，以及各级平台缓坡坡率控制，避免因雨水而造成淤泥滑坡、位移等事故发生。

步骤二、轻型井点降水方案的深化设计及优化：

由于红砂岩含水率较高，渗透性较差，应采用环形轻型井点，挖土机进出通道处，可不封闭。如图8所示，多个轻型井点降水装置的布置如下：

(1)沿地连墙5四周布置多个降水装置8，形成第一道抽水线；

(2)沿环撑6内侧布置多个降水装置8，形成第二道抽水线；

(3)塔楼区域7沿筏板沉降后浇带布置多个降水装置8，形成第三道抽水线；

(4)裙楼其它区域均布置多个降水装置8；

(5)每开挖一层或检测到基坑内红砂岩含水率发生变化，需根据实际情况重新布置降水装置8。基坑内原有降水管需复核支管长度及位置，符合要求方可利用；

(6)红砂岩地质含水量不均匀，在水量丰富区域降水装置8可适当加密，反之则可适当加大间距。

步骤三、降水装置的安装：

(1)钻孔、安放支管1和填滤料封堵

按照如图8所示的轻型井点管组布置图进行成孔施工，可采用锚杆机进行钻孔施工。成孔后立即插入支管1，并灌填滤料，滤料深度不应小于3m。上端必要时用粘土封口，粘土封填厚度1～2m，以防止漏气。

(2)安装总管2

总管2设在支管1外侧约50cm处，用软管将支管1和总管2连接，注意连接严密，防止漏气。尤其是降低支管1后二次连接时必须更加认真，隐蔽前复查。

(3)真空泵布置

在筏板施工完成前，有垫层、防水、筏板钢筋、筏板砼等工序，故真空泵必须合理布置，尽量减少转移次数，以免真空泵暂停工作时，由于地下水快速渗出红砂岩，而对已完成工作造成破坏。

1、土方开挖至基础标高以上800mm之前：真空泵放置于地面上，土方开挖分区域进行，开挖的区域注意将真空泵转移到已开挖完毕的区域地面上。

2、环撑下轻型井点降水装置所用真空泵：在相邻格构柱16上距筏板面500mm处用角钢17焊接支架，真空泵直接固定在支架上(如图5和图6所示)。

3、场地中间布设的真空泵：第一次浇筑垫层时真空泵位置不动，第二次浇筑垫层前将真空泵移至旁边第一次浇筑完成的垫层上。在第二次浇筑垫层上先施工约2m²防水及防水保护层，放置焊接支架在防水保护层上，支架高于筏板面300mm，再将真空泵移至格构柱上的支架上。

4、水箱布置

如图3和图4所示，为了避免水箱4对土方开挖、垫层施工等工作造成影响，可采用φ18钢丝绳13悬挂于环梁12上，水箱4底距地面1m高。

步骤四、调试抽水和抽水运行：

井点系统全部安装完毕后，进行试验抽水，检查有无漏气现象，无漏气即可投入运行了。若存在漏气现象，需及时更换漏气的支管或总管。

井点运行后，必须连续工作，用电必须保证。值班人员应加强巡视，确保整个系统正常运行。

步骤五、分层土方开挖和分层降水：

(1)在土方开挖前，降水先行，将土方中含水量降到8％～12％之间，地下水位在开挖层以下0.6m才可以进行开挖。在土方开挖过程中持续进行降水处理，因此在进行土方开挖时要注意尽量避开降水管井位置，并要做好降水管井的保护工作。

(2)首先开挖主塔楼位置的土方，由原有坡道出土，按原先的分区进行土方开挖，将整个区域挖至同一标高，一次开挖深度不超过挖土机。塔楼位置土方开挖一层后，按照所定的流水方向对下一个裙楼区域进行土方开挖作业，开挖一层土方至和塔楼位置同一标高。开挖过程中暂停开挖区域的降水装置的运行，其它位置持续进行降水，严格控制地下水位在开挖后土层以下0.6m，方可进行土方开挖。此阶段采用大型机械开挖至基础标高以上600～800mm。

(3)采用小型机械将土方开挖至标高以上300mm，此阶段只需开挖一层即可。基坑边角部位，机械开挖不到之处，应用少量人工配合清理，将土清至机械作业半径范围内，再用机械运走。

(4)人工进行清底，注意开挖深度，避免超挖。将土运至坡道处，由机械运走。机械尽量不要到基坑内，避免对红砂岩造成扰动。

(5)人工清槽前，由测量人员配合使用水准仪和塔尺将标高引测到坑下。在坑底钉桩，抄出距槽底300mm平线；在坑底每隔3米设置一处标高控制点，用红油漆做上标记，抄出300mm平线，以此来控制清槽深度及随时校核槽底标高。清槽时要注意地下水位的控制，降低地下水位至开挖基坑底以下0.6～1.0m，以防止土体滑动或出现流沙现象。

(6)基坑清底完成后，用薄膜进行覆盖，并应在当天完成浇筑混凝土垫层，及时封闭红砂岩。

(7)护坡采取有效措施降低基坑地下水水位和排除地表水，严禁地表水或基坑排出的水倒流到回渗基坑中。

步骤六、分次浇筑垫层，降低支管并重新调试抽水：

两次浇筑垫层，第一次浇筑60mm～80mm，浇筑完毕后调节支管1深度，增加埋深，并重新调试进行抽水。最后浇筑第二次垫层，浇筑厚度120mm～140mm，覆盖总管。

步骤七、垫层封闭，持续降水：

垫层施工完后继续进行降水处理，控制地下水位在基底600mm以下，避免地下水位上升，将垫层破坏。

步骤八、轻型井点降水装置停止降水：

在施工到地面上5层后，经过设计院计算，建筑竖向荷载能够满足抗浮要求，此时可以将轻型井点降水装置停止使用，结束降水处理。

本发明的抽水装备是由集成了真空泵、总管、支管、水箱、法兰的抽水组合单元组装而成，其立面、平面全方位定型化、单元化、标准化，仅需根据步骤四将已安装好的管道和水箱、真空泵连接，即完成了组装，其大大减小了建筑工人的劳动强度，使施工速度大大提高；本发明所采用的水箱均放置于环撑上，避免了放置在地面上导致场地不够、浇筑垫层时移动不便的问题；本发明能在红砂岩地带有效地进行降水处理和土方开挖。

在降水施工过程中，支管3布置原则：1)避开地连墙周边的底板下卧层；2)避开后浇带；3)避开下沉柱帽；4)避开抗浮锚杆；5)避开格构柱；6)避开集水井、电梯底坑。

需要说明的是，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)施工准备；

2)轻型井点降水方案的深化设计及优化；

3)多个轻型井点降水装置的安装：每个轻型井点降水装置由多根支管、一根总管、一个真空泵和一个水箱组成，所述多根支管的一端与总管相连通，所述总管的一端与真空泵连接，所述总管的另一端与水箱相连通；

4)真空泵运行，进行调试抽水和抽水运行；

5)分层土方开挖和分层降水：采用分层降水，即在每一层土方开挖前，均进行抽水从而控制将要开挖的土方红砂岩含水量在8％～12％之间且地下水位在开挖后土层0.6m以下后再进行下一层土方开挖，每挖取一层土方，需要重新安装多个轻型井点降水装置进行降水处理；

6)分次浇筑垫层，降低支管并重新调试抽水；

7)垫层封闭，持续降水；

8)轻型井点降水装置停止降水。

2.根据权利要求1所述的富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法，其特征在于，所述步骤2)中的轻型井点降水方案采用环形轻型井点布置，具体为：沿地连墙四周布置多个降水装置，形成第一道抽水线；沿环撑内侧布置多个降水装置，形成第二道抽水线；塔楼区域沿筏板沉降后浇带布置多个降水装置，形成第三道抽水线；裙楼其它区域均布置多个降水装置。

3.根据权利要求1所述的富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法，其特征在于，所述步骤5)中土方开挖的步骤为：首先开挖塔楼位置的土方，塔楼位置土方开挖一层后，按照所定的流水方向对下一个裙楼区域进行土方开挖作业，开挖一层土方至和塔楼位置同一标高。

4.根据权利要求1所述的富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法，其特征在于，所述步骤6)具体为：分两次浇筑垫层，第一次浇筑60mm～80mm，浇筑完毕后调节支管深度，增加埋深，并重新调试进行抽水；最后浇筑第二次垫层，浇筑厚度120mm～140mm，覆盖总管。

5.根据权利要求4所述的富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法，其特征在于，场地中间布设的轻型井点降水装置中的真空泵放置于地面上的支架上，并在第二次浇筑垫层前将真空泵及支架移至旁边第一次浇筑完成的垫层上；位于环撑下的轻型井点降水装置中的真空泵放置在相邻格构柱上距筏板面500mm处的支架上。

6.根据权利要求1所述的富水红砂岩地质地下水位控制的施工方法，其特征在于，分层土方开挖一次开挖深度不超过挖土机，并进行人工清底。