CN111411639B - 一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法，涉及卵石层基坑的降水领域，包括以下步骤：S1、降水井施工准备；S2、钻孔，钻机就位在预设降水井位置进行钻孔并下井管；S3、井管内安装PVC管；S4、基坑周侧卵石层钻孔、注浆；S5、检测卵石层内灌浆效果；S6、开始降水工作，本发明通过在两个降水井之间形成防渗帷幕将地下水疏导至降水井的降水半径内，具有降水效果好、降水效率高的优点，同时节省了施工费用、缩短了施工周期。

Description

一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法

技术领域

本发明涉及一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法。

背景技术

随着我国建筑业的快速发展，建筑规模不断扩大，涉及的地质条件更趋多样化，同时随着人们对居住环境的要求逐渐增高，靠近江、河及其支流的住宅类建筑逐渐兴起，靠近江河及其支流的区域由于地理环境的特殊性，其地质层多形成由上至下依次为粉土层、卵石层和泥岩层的结构，卵石层的孔隙率较大导致其渗水、透水性高，加上河流附近的地下水较为丰富，施工过程中地下水通过卵石层更易进入基坑中，增加了基坑降水的工作量，进一步影响施工的进度，增加施工中的相关成本支出；同时，卵石层整体的稳定性较低，在基坑施工过程中更加容易发生坍塌，影响施工进程的同时还会存在较大的安全隐患。

现有技术在对富水卵石层基坑的降水中，为加强降水效果常会采用在基坑周侧密集打孔的方式，通过此方式可以一定程度的提高降水效果，但是密集打孔的方式在增加费用的同时也会对本就较为松散的卵石层结构的稳定性造成一定的破坏；

且降水井仅可对附近一定范围内的地下水进行排出，当降水井的密度过大时，地下水的汇聚速度小于降水井的排水速度，多个降水井将基坑周侧附近的地下水排出后会停止工作至地下水重新汇聚后再次开始工作，降水井在排水过程中间歇式的工作方式效率较低；

由于卵石层本身具有的间隙过大的特性，即使在排水过程中采用增加降水井数量对地下水进行密集排水的方式仍会出现相当一部分的地下水经降水井间的卵石层间空隙进入基坑内的问题，在后期基坑的施工过程中会增加对基坑内进入地下水的排水工作。

为解决上述方案中涉及的卵石层的渗水问题，有些施工单位会采用灌注桩+止水帷幕的施工方式，该施工方式费用较高，多适用于深基坑施工中，若应用于浅层基坑施工中会大大超出原有的施工预算。

结合以上问题，需要提供一种排水效率高、排水效果好并节约施工预算的一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法。

发明内容

本发明提出一种排水效率高、排水效果好并节约施工预算的一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法，包括以下步骤：

S1、降水井施工准备，确定基坑周侧各降水井的位置；

S2、钻孔，钻机就位在预设降水井位置进行钻孔并下井管，降水井钻孔至卵石层下方的泥岩层，钻孔的直径大于井管的直径；

S3、井管内安装PVC管，PVC管伸入井管底部，PVC管在地面上方连接有用于将水泵出的离心泵；

S4、基坑周侧卵石层钻孔、注浆，在相邻两个降水井的降水半径之间沿基坑周侧钻注浆孔，利用高喷灌浆技术将水泥浆通过注浆孔注入卵石层对卵石层的间隙进行填充，使相邻两个降水井之间的卵石层经水泥粘合后固化形成一道稳定的用于将地下水疏导至两降水井的降水半径范围内的防渗帷幕；

S5、检测卵石层内灌浆效果，灌浆前在两降水井之间均匀埋设多根检测桩，并记录检测桩的埋设深度，灌浆结束后，取出检测桩，测量检测桩底部侵入水泥的长度，对比检测桩的埋设深度，估算水泥灌浆的深度，灌浆深度达到预设位置灌浆工作完成，反之继续灌浆工作至水泥高度达到预设位置；

S6、开始降水工作，灌浆工作完成后静置至水泥浆凝固使卵石层固化形成防渗帷幕，使用离心泵对降水井内的水进行排放。

相较于现有技术本方案的有益效果如下：

（1）提高排水效率，显著减少排水过程渗入基坑内的水量，根据施工现场的实际情况通过注浆的方式在基坑同侧两个降水井形成防渗帷幕，防渗帷幕由水泥浆和鹅卵石层固化形成具备良好的防水、防渗性能，可以很好的阻挡流向基坑方向的地下水并将地下水疏导至降水井的降水半径内，实现对地下水的集中排水，相较于密集打孔方式中间隔排水的方式大大提升了排水效率，及排水效果。

（2）节省费用，相较于密集打孔的方式，减少了打孔数量，同时减少了一系列相关排水设备的使用，节省了费用，相较于灌注桩和止水帷幕结合的方式更是减少了相关设备、原料及人工等方面的费用。

（3）缩短了工期，本技术方案可以将地下水进行汇聚并持续排除，相较于密集打孔间隔排水的方式提高了排水效率，同时防渗帷幕加强了基坑周侧卵石层结构的稳固性，一定程度的节省了基坑的支护工作，相较于工作量较大的灌注桩和止水帷幕结合的方式，减少了相当一部分的工作量，可显著缩短工期。

（4）提高了施工的安全性，由于卵石层本身稳定性较低在施工过程中容易发生坍塌，防渗帷幕的设置在提高降水效率的同时，加固了基坑周侧的结构，极大降低了施工过程中基坑坍塌的可能性，消除了一定的安全隐患，提高了施工的安全性。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，在步骤S4实施的过程中，首先在两个降水井之间的降水半径处钻注浆孔并进行注浆，钻浆孔的底端伸入泥岩层，然后在两端部注浆孔之间由端部至之间依次钻注浆孔并注浆，两降水井之间注浆孔的深度两端至中间逐渐降低。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，在步骤S4实施的过程中，注浆孔钻孔完成后下放喷射管至孔底，注浆时同时启动高压水泵、空压机、制浆机、灌浆泵，注浆开始喷射，待孔口返浆后开始提升。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，基坑同侧相邻两个降水井的间距为10-15m，相邻两个降水井之间的至少有三个注浆孔，相邻两注浆孔的间距相同。

相较于现有技术本方案的有益效果如下：

（1）提升防渗帷幕的防水效果，注浆孔伸入泥岩层，卵石层与泥岩层交界面通过水泥浆得到一定固化，可以提升卵石层与泥岩层交界处的防水效果，减少地下水由卵石层和泥岩层交界处渗水的可能性。

（2）提升防渗帷幕的固化强度，注浆过程中水泥浆由卵石层底部由上至下呈锥形渗入卵石层的间隙内，并在固化后和卵石层形成一个稳固的整体，注浆孔之间较为薄弱区域通过加设的深度较浅的注浆孔进行补充注浆，保证了注浆的密实度。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，在步骤S2实施的过程中，使用旋挖钻头和锥形钻头结合钻孔，钻孔过程中遇密度较大孤石将旋挖钻头替换为锥形钻头将孤石排挤至钻孔外侧。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，在步骤S2实施的过程中，降水井内的井管由多节拼接组成，井管随降水井的钻孔下放，降水井钻孔的直径为600mm，井管的直径为400mm，位于最上端的井管延伸至地面上不少于30cm。

相较于现有技术本方案的有益效果如下：

（1）防止降水井出现坍塌，卵石层的结构稳定性较低，钻孔中极易出现坍塌，井管水降水孔的钻孔下放，可以有效方式钻孔的坍塌。

（2）防止工地上的杂物落入降水井内对排水管造成堵塞，井管延伸至地面上，也可防止钻孔上端因出现坍塌导致碎料落入管内的情况。

（3）保证了井管在孔内的稳定性，井管与钻孔间的间隙通过稳定性更强的粗砂层进行填充，进一步防止井管在后期使用中位置发生偏斜。

（4）采用旋挖钻头和锥形钻头结合钻孔的方式，锥形钻头将孤石排挤出钻孔预定路线外，可以减少密度较大孤石对钻头的破坏，同时相较于将孤石破碎的方式也提高了钻孔的效率。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，在步骤S3实施的过程中，至少两个PVC管在地面上通过一总排水管连接有离心泵。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，PVC管的外壁与井管的内壁贴合。

相较于现有技术本方案的有益效果如下：

（1）方便了离心泵后期的检修与维护工作，现有技术中水泵多随水管下放至降水井内，当水泵出现问题时，无法及时对水泵进行维修。

（2）提高降水效果，水泵装配在降水井内，出现损坏时无法进行维修或无法及时维修，会导致损坏水泵降水井排水范围内的地下水无法及时排放，降低排水效率。

（3）节省费用，相较于传统的一个降水将对应一个水泵的装配方式，现有技术中多个降水井公用一个离心泵，减少了水泵的使用，节省了设备的费用，同时减少了检修的水泵的数量，相应减少了水泵的检修费用。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，降水井钻孔过程中根据提取的碎渣判断钻孔的位置。

相较于现有技术本方案的有益效果为：方便判断钻孔是否达到指定位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的施工流程示意图；

图2为本发明中基坑外侧纵剖图；

图3为本发明中B部分形成的水泥和鹅卵石固化形成的防水帷幕的细节图；

图4为本发明的俯视图；

其中：1-粉土层、11-卵石层、12-泥岩层、2-井管、21-PVC管、3-注浆喷射管、e-卵石、f-水泥；

A-A1:降水井降水边缘；

a1-a2：降水井降水区域；

c：降水井之间形成防渗帷幕区域。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明用于富水卵石层11的浅层基坑降水施工方法的具体实施例，如图1-3所示：

用于富水卵石层11的浅层基坑降水施工方法，具体施工步骤如下：

S1、降水井施工准备，根据降水井的实际施工方案测量放样确定基坑周侧各降水井的位置，在地面布设排水管线，挖泥浆循环水池，基坑同侧相邻两个降水井的间距为10-15m，降水井的具体间距根据实际施工环境进行制定；

S2、钻孔，钻机就位在预设降水井位置进行钻孔并下井管2，井管2跟随钻孔进度下放，有效防止钻孔过程中出现的坍塌问题，降水井钻孔至卵石层11下方的泥岩层12，钻孔的直径大于井管2的直径，井管2可选用多节短水泥管，钻孔完成后最上方的井管2露出地面长度不少于30cm，其中，钻孔的直径可选用600mm，井管2的直径选用400mm，钻孔与井管2之间填充粗砂滤料，进一步增加井管2埋设的稳固性；

在钻孔的过程中可选用旋挖钻头与锥形钻头结合的方式进行钻孔，因为卵石层11地质层结构的特殊性，卵石层11内会有体积、密度较大的孤石，当钻机下挖到孤石处，将钻机上提取下旋挖钻头并更换锥形钻头，锥形钻头钻孔时利用其斜面可将孤石排挤到预钻孔位置的边侧，减少钻孔过程中孤石对钻头的破坏；

钻孔过程中根据提升的碎渣判断钻孔到达的位置，直至钻孔至泥岩层停止钻孔工作；

S3、钻孔工作完成后，井管2内安装PVC管21，PVC管21伸入井管2底部，PVC管21在底部可以安装滤网，防止降水过程中碎石、杂物等阻塞PVC管影响排水工作，PVC管21的管壁贴合井管2内壁，PVC管21在地面上方连接有用于将水泵出的离心泵，两个或多个PVC管21在地面上通过同一总出水管与离心泵连接，有效节省了使用的离心泵的数量，离心泵设于地面上，进一步方便了离心泵后期使用过程中的检修与维护；

S4、基坑周侧卵石层11钻孔、注浆，在相邻两个降水井的降水半径之间沿基坑周侧钻注浆孔，利用高喷灌浆技术将水泥浆通过注浆孔注入卵石层11对卵石层11的间隙进行填充，使相邻两个降水井之间的卵石e经水泥f粘合后固化形成一道稳定的用于将地下水疏导至两降水井的降水半径范围内的防渗帷幕；

使用高喷灌浆技术注浆时，注浆孔钻孔完成后下放注浆喷射管3至注浆孔底部，注浆时同时启动高压水泵、空压机、制浆机、灌浆泵，注浆开始喷射，待孔口返浆后开始提升，注浆过程中，随时检测浆液配比，孔口冒浆或孔口不返浆时停止提升，孔口少量返浆时，降低提升速度。

S5、检测卵石层11内灌浆效果，灌浆前在两降水井降水半径范围之间均匀埋设多根检测桩，并记录检测桩的埋设深度，注浆水泥浆达到预估量时，取出检测桩，测量检测桩底部侵入水泥的长度，对比检测桩的埋设深度，估算水泥灌浆的深度，灌浆深度达到预设位置灌浆工作完成，反之根据灌浆实际到达的位置，计算继续灌浆至指定高度所需水泥浆用量并继续灌浆工作至水泥灌浆的高度达到预设位置停止灌浆；

S6、开始降水工作，灌浆工作完成后静置至水泥浆凝固使卵石层11固化形成防渗帷幕，使用离心泵对降水井内的水进行排放。

本发明实现降水的方式为：相邻两个降水井之间原有的松散的卵石层经灌浆形成结构稳定且具有阻水作用的防渗帷幕，防渗帷幕将地下水导流至降水井的排水半径内，防止地下水由降水井之间卵石层的间隙排出，地下水流向基坑时因为水泥浆与卵石层11固化形成稳定的防水结构会转而沿防渗帷幕向降水井排水范围内汇聚，并由PVC管21由降水井内抽出，同时防渗帷幕形成的稳定结构，也增加了基坑周侧的稳定性，防止基坑施工过程中出现坍塌的情况，消除了一定的安全隐患，同时方便了基坑的支护工作，本发明降水效果好、降水效率高，同时节省了施工费用、缩短了施工周期。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、降水井施工准备，确定基坑周向各降水井的位置；

S2、钻孔，钻机就位在预设降水井位置进行钻孔并下井管，降水井钻孔至卵石层下方的泥岩层，钻孔的直径大于井管的直径；

S3、井管内安装PVC管，PVC管伸入井管底部，PVC管在地面上方连接有用于将水泵出的离心泵；

S4、基坑周向卵石层钻孔、注浆，在相邻两个降水井之间沿基坑周向钻注浆孔，利用高喷灌浆技术将水泥浆通过注浆孔注入卵石层对卵石层的间隙进行填充，使相邻两个降水井之间的卵石层经水泥粘合后固化形成一道稳定的用于将地下水疏导至两降水井的降水半径范围内的防渗帷幕；

S5、检测卵石层内灌浆效果，灌浆前在两降水井之间均匀埋设多根检测桩，并记录检测桩的埋设深度，灌浆结束后，取出检测桩，测量检测桩底部侵入水泥的长度，对比检测桩的埋设深度，估算水泥灌浆的深度，灌浆深度达到预设位置灌浆工作完成，反之继续灌浆工作至水泥高度达到预设位置；

S6、开始降水工作，灌浆工作完成后静置至水泥浆凝固使卵石层固化形成防渗帷幕，使用离心泵对降水井内的水进行排放；

在步骤S4实施的过程中，首先在两个降水井之间的降水半径处钻注浆孔并进行注浆，注浆孔的底端伸入泥岩层，然后在相邻降水井之间由端部至中间依次钻注浆孔并注浆，两降水井之间注浆孔的深度由两端至中间逐渐降低。

2.根据权利要求1所述的一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法，其特征在于，在步骤S4实施的过程中，注浆孔钻孔完成后下放喷射管至孔底，注浆时同时启动高压水泵、空压机、制浆机、灌浆泵，注浆开始喷射，待孔口返浆后开始提升。

3.根据权利要求2所述的一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法，其特征在于，注浆过程中，随时检测浆液配比，孔口冒浆或孔口不返浆时停止提升，孔口少量返浆时，降低提升速度。

4.根据权利要求2所述的一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法，其特征在于，基坑同侧相邻两个降水井的间距为10-15m，相邻两个降水井之间至少有三个注浆孔，相邻两注浆孔的间距相同。

5.根据权利要求1所述的一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法，其特征在于，在步骤S2实施的过程中，使用旋挖钻头和锥形钻头结合钻孔，钻孔过程中遇到分布密度较大的孤石将旋挖钻头替换为锥形钻头将孤石排挤至钻孔外侧。

6.根据权利要求4所述的一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法，其特征在于，在步骤S2实施的过程中，降水井内的井管由多节拼接组成，井管随降水井的钻孔下放，降水井钻孔的直径为600mm，井管的直径为400mm，位于最上端的井管延伸至地面上不少于30cm。

7.根据权利要求1所述的一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法，其特征在于，在步骤S3实施的过程中，至少两个PVC管在地面上通过同一总排水管连接有离心泵。

8.根据权利要求6所述的一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法，其特征在于，PVC管的外壁与井管的内壁贴合。

9.根据权利要求1所述的一种用于富水卵石层的浅层基坑降水施工方法，其特征在于，降水井钻孔过程中根据提取的碎渣判断钻孔的位置。

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