CN107044128A - 深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，在深基坑开挖的支护过程中，基坑上部采用土钉墙、下部采用护坡桩与腰梁支护相配合的形式，腰梁根据基坑深度设置相应层数，腰梁由锚索固定于护坡桩之间并水平设置；相邻护坡桩之间设置高压旋喷桩，护坡桩与高压旋喷桩配合形成止水帷幕；在基坑内下部支护的护壁上设置轻型井点降水系统。本发明是在基坑护壁上采用轻型井点降水方法进行基坑开挖过程中的降水治理，能够解决深基坑开挖过程中的降水问题，使支护结构不渗漏、不流砂，满足土方开挖施工、砼面层锚喷施工、锚索施工的需要，为保证施工顺利进行提供保障。

Description

深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法

技术领域

本发明涉及深基坑挖掘技术领域，特别是一种在深基坑开挖过程中的降水施工方法。

背景技术

随着城市建设的不断发展，建筑物的基础逐步向超深化方向发展，由于基坑开挖深度的逐步加深，尤其是富含地下水地区其基坑支护、降水的施工难度也越来越大。

目前，基坑开挖过程中，大多采用支护结构与止水帷幕相结合的封闭式降水方法，该方法具有占地面积小、造价低、施工进度快等优点；但是如方案优化不利以及施工时出现纰漏，将给基坑开挖造成很大困难，如：基坑外侧场地狭隘，没有抽水井、观测井的施工空间，地下水渗透系数较小，土质呈流塑状态，基坑底以上部位存在多层隔水层等等情况的出现，止水帷幕的止水效果和质量无法满足施工要求时，基坑外部在水的压力下，基坑开挖后必然会出现大面积渗漏现象，锚索施工开孔后也会有大量流沙流入基坑，造成锚喷砼面层施工时冲刷脱落，严重影响施工进度。

轻型井点降水技术是一种施工方便、便于管理、降水效果显著的降水技术，其施工方法是在沿基坑四周地面每隔一定间距布设井点管，如图1所示，井点管底部设置滤水管插入透水层，井点管上部通过软管连接集水总管，且井点管周身设置与井点管间距相同的吸水管，然后通过真空吸水泵将集水管内的水抽出，从而达到降低基坑四周地下水位的效果，保证基坑底的干燥，方便基坑施工。但是轻型井点降水技术常规做法适用于地下水位较高、单级降水深度较浅、井点布置在地平面、降水范围在井点垂直区域内的施工。这对于在深基坑内部需要降低基坑外部水位的施工环境来说则难以实施。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，能够解决深基坑开挖过程中的大面积渗漏问题，保证施工进度。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，具体包括以下步骤：在深基坑开挖的支护过程中，基坑上部采用土钉墙、下部采用护坡桩与腰梁支护相配合的形式，腰梁根据基坑深度设置相应层数，腰梁由锚索固定于护坡桩之间并水平设置；相邻护坡桩之间设置高压旋喷桩，护坡桩与高压旋喷桩配合形成止水帷幕；在基坑开挖过程中出现渗漏水时，在基坑内下部支护的护壁上设置轻型井点降水系统，抽水后继续开挖。

上述深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，步骤（二）中所述轻型井点降水系统包括倾斜设置在护壁上的轻型井点管井以及设置在管井上方腰梁上的抽水系统；所述管井中设置有同轴的抽水管，抽水系统与抽水管之间通过连接软管连接。

上述深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，所述抽水系统包括排水管、真空泵以及抽水总管，抽水总管通过变径三通和连接软管与抽水管的出水端连通，真空泵分别与抽水总管、排水管连通；所述变径三通和抽水管之间设置有截水阀。

上述深基坑开挖过程中的降水施工方法，所述轻型井点降水系统的施工具体包括以下步骤：

1）测放井点，在基坑内护壁上对应水压力较小的高度位置施放井点，并用红色自喷漆做好标识；

2）井点成孔，在选好的井点位置采用根管钻进法成孔形成管井，管井自基坑护壁向基础内部斜向下倾斜设置，抽水管的底端与基坑底同水平线；

3）安装抽水管，向管井内伸入抽水管，抽水管伸出基坑护壁一段距离；管井端口采用封堵塞封堵，以保证抽水过程中抽水管内的真空度；

4）安装抽水系统，在施放井点上方的腰梁上方安装抽水总管、真空泵以及排水管；

5）对应井点的抽水总管上焊接一变径三通，采用连接软管将三通与外露的抽水管连接，连接部位采用薄膜束缚。

上述深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，步骤2）中，所述腰梁为2根22a工字钢，由锚索固定与护坡桩上，在腰梁上用木板搭人行木架，真空泵用槽钢架于腰梁以上；排水管安装在抽水总管上方的护坡桩侧壁上，坡度为3%。

上述深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，步骤3）中，所述抽水管的倾斜角度为30°~40°。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明是在基坑内部护壁上采用轻型井点降水方法进行基坑开挖过程中的降水治理，能够解决深基坑开挖过程中基坑外部的降水问题，使支护结构不渗漏、不流砂，满足土方开挖施工、砼面层锚喷施工、锚索施工的需要，为保证施工顺利进行提供保障。本发明具有井点和抽排水设备不占用基坑外场地、基坑护壁施工孔洞小，布置灵活、可不间断抽水等特点，特别适用于基坑开挖后出现大面积渗漏，基坑外侧场地狭隘、没有抽水井的施工空间、地下水渗透系数较小、土质呈流塑状态、基坑底以上部位存在多层隔水层等复杂的基坑施工环境中。

附图说明

图1为传统轻型井点降水的施工结构示意图；

图2为站立在基坑内观看轻型井点降水系统的结构示意图；

图3为站立在基坑外的土壤中观看轻型井点降水系统的结构示意图；

图4为本发明所述抽水系统的结构示意图；

图5为本发明所述抽水管的俯视示意图；

图6为本发明的流程图。

其中：1.抽水管，2.连接软管，3.抽水总管，4.真空泵，5.排水管，6.截水阀，7.钢花管，8.腰梁，9.护坡桩，10.旋喷桩，11.变径三通，12.砂石填料，13.渗水孔，14.双层尼龙滤网，15.8#钢筋内螺旋层，16.20#钢筋外螺旋层，17.封堵塞，18.基坑底。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，其流程如图6所示，主要包括以下步骤：基坑开挖、基坑支护、继续开挖基坑渗漏水、测放井点、井点成孔、安装抽水管、安装抽水系统、连接抽水管与抽水系统、试抽水、抽水、继续开挖的步骤。

本实施例应用于某基坑工程施工过程中，该工程位于交叉路口的东北角，北侧和南侧均由建筑，施工场地较为狭窄；基坑深度范围内岩土层自上而下依次为：杂填土、细砂、粉质粘土和褐色黏土；地下水位埋深14.2-20.2，相对高程为-17.7-19.7m，地下水类型为潜水型，微具承压性，地下水位的变化幅度约±2.0m，抗浮设计水位相对高程为-15.7m。

本发明应用于该基坑建设工程中，具体施工方法如下所述。

（一）在基础中开挖深基坑的过程中，对基坑进行支护。

基坑支护采用上部土钉墙、下部护坡桩与腰梁支护相配合的形式，护坡桩桩径800mm，桩间距1.2m；腰梁根据基坑深度设置相应层数，腰梁由锚索固定与护坡桩之间，水平设置；本实施例中，根据基坑深度设置四道腰梁。

为拦截地下水向基坑内涌入，保证基坑施工，在相邻护坡桩之间设置高压旋喷桩，护坡桩与高压旋喷桩配合形成止水帷幕，高压旋喷桩的桩端与护坡桩对齐。

首先对基坑进行土方开挖至护坡桩桩顶标高，施工土钉墙、护坡桩、高压旋喷桩等工序，完工后，在对基坑进行土方开挖、锚索、锚喷砼面层等工序施工。当挖至8m左右时出现地下水，锚索施工改为根管钻进，当施工第四道腰梁时，成孔钻杆在通过高压旋喷桩后1m左右时，有大量水带着流砂呈喷射状向基坑内流入，立即采用土方将锚杆孔封堵，造成锚杆不能施工，并且支护结构出现渗漏，锚喷砼面层施工时冲刷脱落，严重影响施工进度。

分析原因为：勘察日期与施工日期间隔时间太长，生活用水、工业、雨水及给排水管道渗漏等多种原因造成地下水发生变化，而且通过挖土方发现地层中含多层较薄的隔水层，造成大量水滞留在上层土层中，施工过程将隔水层穿破，施工时护坡桩与高压旋喷桩接触不严密等因素，水流顺锚杆孔、护坡桩、高压旋喷桩与土层孔隙向下流动以及向外渗漏，随着水的流动带动细砂的流动使较薄的隔水层坍塌更加快了水与细砂的流动，随着基坑深度的增加水压力越大，一旦遇到突破口造成大量水带着流砂呈喷射状向基坑内流入。

（二）为使支护结构不渗漏、不流砂，满足土方开挖施工、砼面层锚喷施工、锚索施工的需要，在基坑内下部支护的护壁上设置轻型井点降水系统。

轻型井点降水系统包括抽水系统和若干管井。管井倾斜设置在与基坑下部支护桩内的侧壁上，管井钢花管7中设置有同轴的抽水管；抽水系统设置在管井上方的支护桩腰梁上方；抽水系统与抽水管之间通过连接软管2连接。

根据本实施例的施工场地，第三道腰梁8上方设置抽水系统，在第三道腰梁与第四道腰梁之间的旋喷桩上布设104个管井，如图2和图3所示。

抽水系统的结构如图4所示，包括排水管5、真空泵4、抽水总管3，抽水总管3通过变径三通11和连接软管2与抽水管1的出水端连通，真空泵4分别与抽水总管3、排水管5连通；变径三通11和抽水管1之间设置有截水阀6。本实施例中，连接软管采用塑料钢丝透明软管，抽水总管为直径50mm的PPR管。

抽水管的结构如图5，与钢花管7同轴设置，钢花管7和抽水管1之间填充油砂石填料，钢花管7长度短于抽水管1，钢花管7直径为108mm，抽水管1采用直径为32mm的PPR管。钢花管7和抽水管1的管壁上开设有若干直径为10mm的渗水孔13，若干渗水孔成梅花状排列；为避免滤孔堵塞，抽水管1外壁设100目双层尼龙滤网14，抽水管1外壁与双层尼龙滤网14采用由8#金属丝绕成的8#钢筋内螺旋层15隔开以利于水流通，双层尼龙滤网14外再采用20#金属丝绕制成20#钢筋外螺旋层16；滤管顶端的钢花管7和抽水管1之间采用封堵塞封堵，以保证抽水过程中抽水管1内的真空度。

上述轻型井点降水系统的施工具体包括以下步骤。

1）测放井点：在基坑内护壁上对应水压力较小的高度位置施放井点，并用红色自喷漆做好标识。本实施例中，即在第三道腰梁与第四道腰梁之间旋喷桩上布置管井，共设置104个井点。

2）井点成孔：在选好的井点位置采用根管钻进法成孔形成管井，成孔后，钻进用的钢花管滞留在管井中，管井自基坑护壁向基础内部斜向下倾斜设置，倾斜角α为30°~40°，管井深度为7.8m，抽水管的底端与基坑底18同水平线。

3）安装抽水管：向管井内伸入抽水管，抽水管与钢花管同轴设置，且抽水管的出水端伸出基坑护壁一段距离；向抽水管与钢花管之间填充砂石填料12，管井端口采用封堵塞17封堵，以保证抽水过程中抽水管内的真空度。

4）安装抽水系统：在施放井点上方的腰梁上方安装抽水总管、真空泵以及排水管。本实施例中，腰梁由锚索将2根22a工字钢固定，在腰梁上用木板搭人行木架，真空泵用槽钢架于道腰梁以上；排水管安装在抽水总管上方的护坡桩侧壁上，坡度为3%。

5）连接抽水管与抽水系统：在对应井点的抽水总管上连接一变径三通，采用连接软管将三通与外露的抽水管与连接，连接部位采用薄膜束缚，防止接头漏气影响抽水效果。

（三）抽水后继续开挖。

抽水管与抽水总管连接完成后需进行试抽，检查管路是否漏气，当确认无漏水漏气等异常现象后，应保证连续不间断抽水。抽出的水通过排水管流出。

轻型井点降水系统运行3小时后，支护结构渗漏已不明显，第二天砼面层锚喷正常施工无脱落，锚索成孔施工没有发生流沙、流入现象。

本发明打破了以往轻型井点地下水位较高、单级降水深度较浅、井点布置在地平面、降水范围在井点垂直区域内施工的常规做法；而是在基坑支护及降水过程中，采用轻型井点降水在基坑内侧降低基坑外侧水位技术，解决了基坑周边没有施工场地时常规降水方法无法实施降水以及在基坑内不能降低基坑以外隔水层以上水位的难题，并且起到了良好的治理效果，保证了工程的顺利进行。

Claims (6)

1.深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

在深基坑开挖的支护过程中，基坑上部采用土钉墙、下部采用护坡桩与腰梁支护相配合的形式，腰梁根据基坑深度设置相应层数，腰梁由锚索固定于护坡桩之间并水平设置；相邻护坡桩之间设置高压旋喷桩，护坡桩与高压旋喷桩配合形成止水帷幕；

在基坑内下部支护的护壁上设置轻型井点降水系统；

抽水后继续开挖。

2.根据权利要求1所述的深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，其特征在于，步骤（二）中所述轻型井点降水系统包括倾斜设置在护壁上的轻型井点管井以及设置在管井上方腰梁上的抽水系统，所述管井中设置有同轴的抽水管，抽水系统与抽水管之间通过连接软管（2）连接。

3.根据权利要求2所述的深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，其特征在于，所述抽水系统包括包括排水管（5）、真空泵（4）以及抽水总管（3），抽水总管（3）通过变径三通（11）和连接软管（2）与抽水管（1）的出水端连通，真空泵（4）分别与抽水总管（3）、排水管（5）连通；所述变径三通（11）和抽水管（1）之间设置有截水阀（6）。

4.根据权利要求3所述的深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，其特征在于，所述轻型井点降水系统的施工具体包括以下步骤：

1）测放井点，在基坑内护壁上对应水压力较小的高度位置施放井点，并用红色自喷漆做好标识；

2）井点成孔，在选好的井点位置采用根管钻进法成孔形成管井，管井自基坑护壁向基础内部斜向下倾斜设置，抽水管的底端与基坑底同水平线；

3）安装抽水管，向管井内伸入抽水管，抽水管伸出基坑护壁一段距离；管井端口采用封堵塞封堵；

4）安装抽水系统，在施放井点上方的腰梁上方安装抽水总管、真空泵以及排水管；

5）对应井点的抽水总管上连接一变径三通，采用连接软管将三通与外露的抽水管连接，连接部位采用薄膜束缚。

5.根据权利要求4所述的深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，其特征在于，步骤2）中，所述腰梁为2根22a工字钢，由锚索固定与护坡桩上，在腰梁上用木板搭人行木架，真空泵用槽钢架于道腰梁以上；排水管安装在抽水总管上方的护坡桩侧壁上，坡度为3%。

6.根据权利要求4所述的深基坑开挖过程中的支护及降水施工方法，其特征在于，步骤3）中，所述抽水管的倾斜角度为30°~40°。