CN113279421B - 一种深基坑真空降水的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深基坑真空降水的工艺，包括降水前的准备工作、降水井的设备及安装工序及降水与基坑开挖；本发明适用于粉土、粘土、淤泥质粘土和粉砂等各种土层的基坑降水，本发明采用射流真空泵或机械真空泵、真空总水管及真空抽水管即可完成在井管内抽真空、抽水及向外排水的深基坑降水的全过程，本发明真空度控制在‑0.06Mpa左右，抽水的有效深度即可大于10米。本发明彻底改变了在降水井内设置潜水泵、管线及辅助设施的传统方式，采用真空泵自身实现了全自动真空深井降水，达到缩短降水工期、提高降水质量、节省降水成本和改善工地整体环境的目的。

Description

一种深基坑真空降水的工艺

技术领域

本发明涉及大型建筑地基施工技术领域，尤其是一种深基坑真空降水的工艺。

背景技术

随着城市建设的快速发展，大型建筑物的建设数量日益剧增，在大型建筑的施工过程中，从深基坑的开挖到深基坑完成构筑，通过降水井实施的地下降水过程一直陪伴始终，基坑中降低地下水位亦称地下水控制，即在基坑工程施工中以降低地下水位来满足围护结构和基坑开挖施工的要求，施工环境的地下水位越高，地基要求的降水深度越深，其施工难度越大。为防止深基坑对周围的建筑物和设施带来危害，因此，一般采用深井井点降低地下水位的方式来解决此类技术问题，真空深井井点降水所解决的问题是，一是，增加降水的总深度、降低地基内土壤的含水量；二是，简化降水井点及降水设备自身的结构；三是，在基坑内合理布置降水设备，提高基坑内整体的降水效率，现有技术专利号：ZL200610024254.2《真空基坑深井降水设备》、ZL200620039852.2《插管式真空基坑深井降水设备》及ZL200520047130.7《基坑深井井点降水专用设备》中公开了深井井点降水设备，尽管该技术方案在实际施工中取得了一定的效果，但仍存在一些缺陷，其一是，真空抽水管管壁上需多次设置第二透气孔35，导致工艺复杂，影响降水效率。其二是，深井井点的井管不能一次到位，需多次设置，此外，井管不能随基坑开挖而降低，阻碍了施工机械的正常作业。其三是，在大基坑内泵站分散，存在水电管道设置复杂、排水分散、不易管理、人力设备资源消耗大及工地的整体环境脏乱差的缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种深基坑真空降水的工艺，包括降水前的准备工作、降水井的设备及安装工序及降水与基坑开挖；本发明适用于粉土、粘土、淤泥质粘土和粉砂等各种土层的基坑降水，本发明采用射流真空泵或机械真空泵、真空总水管及真空抽水管即可完成在井管内抽真空、抽水及向外排水的深基坑降水的全过程；本发明只需在井管内真空抽水管一端管壁上一次设置第二透气孔；深井井点的井管一次设置到位；真空泵站视基坑规模大小一次设计，水电管道整体合理布局。本发明真空度控制在-0.06Mpa左右，抽水的有效深度大于10米。本发明彻底改变了在降水井内设置潜水泵、管线及辅助设施的传统方式，采用真空泵自身实现了全自动真空深井降水，达到简化了降水工艺，缩短降水工期、提高降水质量、节省降水成本和改善工地整体环境的目的。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种深基坑真空降水的工艺，其特点包括如下步骤：

1.1、降水前的准备工作：

1.1.1、完成基坑的围护，按设计要求在基坑内布置降水井点，在基坑内或周边布置一个或数个真空泵站，真空泵站内设有射流真空泵或机械真空泵；

1.1.2、打降水井，依次在每一个降水井点位置打降水井，降水井直径为250 mm ～750mm；降水井深度为基坑大底板标高以下3000mm～8000mm；

1.1.3、在降水井的底部填入中粗砂的垫层，垫层厚度为200mm～500mm；

1.1.4、下井管，在降水井内置入井管，井管直径为48 mm～300mm；井管下至降水井的井底；井管上口高出地平300mm～500mm；在降水井与井管的外径之间填充中粗砂，中粗砂的填充高度距地平1500mm～3000mm；随后在降水井与井管的外径之间继续填充粘土，粘土的填充高度至地平；所述井管的壁上分段设有滤水孔；

1.1.5、盖上井盖，将井盖盖在井管上口，所述井盖上设有真空抽水管孔及第一透气孔, 第一透气孔也可以设在高出地平300mm～500mm的井管上；

1.2、降水井的设备及安装工序：

1.2.1、布置真空总水管，由真空泵站的射流真空泵或机械真空泵引出真空总水管，真空总水管经过一个或数个降水井点，真空总水管上在邻近每个降水井点的位置上均设有截止阀；

1.2.2、布置真空抽水管，真空抽水管为一根或数根，真空抽水管选用塑料钢丝软管或塑料管，将真空抽水管一端与真空总水管上的截止阀连接，另一端由井盖上的真空抽水管孔穿入，并置于井管内；所述真空抽水管另一端管口往上100mm～5000mm范围的管壁上设有第二透气孔；

1.3、降水与基坑开挖：

1.3.1、封闭井管，首先，用胶带封闭井盖与井管上口之间的缝隙；其次，当真空抽水管下放到井底后，用胶带封闭真空抽水管与真空抽水管孔之间的缝隙；

1.3.2、开启真空泵站内的射流真空泵或机械真空泵，开启真空总水管上的截止阀，开始基坑的真空降水；

1.3.3、当基坑内的水位低于第一道混凝土支撑或钢支撑的标高时，实施第一层基坑开挖，并完成基坑的第一道混凝土支撑或钢支撑；

1.3.4、当基坑内的水位低于第二道混凝土支撑或钢支撑的标高时，关闭真空泵，关闭截止阀，由井管内抽出真空抽水管，卸下井盖，并在井管内设置堵头，堵头的位置低于第二道混凝土支撑或钢支撑开挖的标高，截断开挖面以上的井管并从基坑内取出，实施下一层基坑开挖，开挖完成后，拔出井管内的堵头，重复1.1.5、步骤，盖上井盖5；重复1.2.2、步骤，由井盖穿入真空抽水管，继续基坑的真空降水；并完成基坑的第二道混凝土支撑或钢支撑；

1.3.5、当基坑内的水位低于第三道混凝土支撑或钢支撑的标高时，关闭真空泵，关闭截止阀，由井管内抽出真空抽水管，卸下井盖，并在井管内设置堵头，堵头的位置低于第三道混凝土支撑或钢支撑开挖标高，截断开挖面以上的井管并从基坑内取出，实施下一层基坑开挖，开挖完成后，拔出井管内的堵头，重复1.1.5、步骤，盖上井盖；重复1.2.2、步骤，由井盖穿入真空抽水管，继续基坑的真空降水；并完成基坑的第三道混凝土支撑或钢支撑；

1.3.6、当基坑内的水位低于第N道混凝土支撑或钢支撑的标高时，循环上述1.3.5、步骤，直至完成基坑的最后一道混凝土支撑或钢支撑；

1.3.7、基坑内最后一道支撑完成后，将基坑内的水位降至基坑大底板标高以下1000mm～2000mm；基坑开挖至标高后，拔出井管或留在大底板内作泄水孔用，实施基坑大底板垫层施工及基坑大底板混凝土浇筑施工，最后完成井管4封井；

1.3.8、在降水过程中，允许一次性或分多次把水位降到基坑大底板标高以下。

所述井管壁上设有滤水孔，且井管壁上的滤水孔依据土层或数道支撑的标高可分段设置。

本发明采用射流真空泵或机械真空泵、真空总水管及真空抽水管即可完成在井管内抽真空、抽水及向外排水的深基坑降水的全过程；本发明只需在真空抽水管管壁上一次设置第二透气孔35；深井井点的井管一次设置到位；真空泵站视基坑规模大小一次设计，水电管道整体合理布局。本发明真空度控制在-0.06Mpa左右，抽水的有效深度大于10米。

本发明具有如下优点

1、本发明在井盖上设有第一透气孔，在真空抽水管管壁上一次设置第二透气孔，真空抽水管随井内液面的下降而向下输送，第二透气孔始终保持在液面上方，第一透气孔与第二透气孔在真空抽水管内形成二次压差，增加了对水及水气混合物的抽吸能力，当井内水位下降至真空抽水管口或井底时、真空抽水管开始抽井内空气，井内形成相对真空，基坑土体内的水在真空作用下快速流入井内，被真空泵通过真空抽水管吸入并排出，有效解决了基坑降水难以疏干的问题，尤其在淤泥质粘土层中应用，土体中含水量下降明显，降水效率显著提高。

2、本发明采用在基坑周边或中间布置一个或数个大型真空泵站，按降水井点合理布置真空总水管，真空总水管所到的每个降水井点上均设有截止阀，以便连接真空抽水管，独立控制每一个降水井点；本发明降水设备的布置整齐划一，施工作业面小，对施工场地无破坏，不影响基坑开挖、基坑支撑及的其它工序的施工，改善了工地的整体环境，解决了大工地排水难及乱排水的问题。

3、本发明井点的打井、下井管施工一次完成，把基坑内整体水位一次性或分多次降到基坑大地板标高以下的1m～2m；随基坑开挖的进展，只需割去并拔出坑内每层土开挖面上部的井管即可继续实施基坑的真空降水。

4、本发明还可用于对软地基的快速处理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明在一道或数道混凝土支撑或钢支撑下的降水示意图。

具体实施方式

实施例1：（选小直径的井管）

参阅图1、图2，本发明包括如下步骤：

1.1、降水前的准备工作：

1.1.1、完成基坑的围护1，按设计要求在基坑内布置降水井点2，在基坑周边布置真空泵站3，真空泵站3内设有射流真空泵；

1.1.2、打降水井，依次在每一个降水井点2位置打降水井，降水井直径为300 mm；降水井深度为基坑大底板标高以下5500mm；

1.1.3、在降水井的底部填入中粗砂的垫层，垫层厚度为300mm；

1.1.4、下井管4，在降水井内置入井管4，井管4直径为 89mm；井管4下至降水井的井底；井管4上口高出地平500mm；在降水井与井管4的外径之间填充中粗砂，中粗砂的填充高度距地平3000mm；随后在降水井与井管4的外径之间继续填充粘土，粘土的填充高度至地平；井管4的壁上分段设有滤水孔；

1.1.5、盖上井盖5，将井盖5盖在井管4上口，井盖5上设有真空抽水管孔及第一透气孔34；

1.2、降水井的设备及安装工序：

1.2.1、布置真空总水管31，由真空泵站3的射流真空泵引出真空总水管31，真空总水管31经过降水井点2，真空总水管31上在邻近每个降水井点2的位置上均设有截止阀33；

1.2.2、布置真空抽水管32，真空抽水管32选用塑料钢丝软管，将真空抽水管32一端与真空总水管31上的截止阀33连接，另一端由井盖5上的真空抽水管孔穿入，并置于井管4内；真空抽水管32另一端管口往上3米位置的管壁上设有第二透气孔35；

1.3、降水与基坑开挖：

1.3.1、封闭井管4，首先，用胶带封闭井盖5与井管4上口之间的缝隙；其次，当真空抽水管下放到井底后，用胶带封闭真空抽水管32与真空抽水管孔之间的缝隙；

1.3.2、开启真空泵站3内的射流真空泵，开启真空总水管31上的截止阀33，开始基坑的真空降水；

1.3.3、当基坑内的水位低于第一道混凝土支撑的标高时，实施第一层基坑开挖，并完成基坑的第一道混凝土支撑；

1.3.4、当基坑内的水位低于第二道混凝土支撑标高时，关闭真空泵，关闭截止阀33，由井管4内抽出真空抽水管32，卸下井盖5，并在井管4内设置堵头，堵头的位置低于第二道混凝土支撑开挖的标高，截断开挖面以上的井管4并从基坑内取出，实施下一层基坑开挖，开挖完成后，拔出井管4内的堵头，重复1.1.5、步骤，盖上井盖5；重复1.2.2、步骤，由井盖5穿入真空抽水管32，继续基坑的真空降水；并完成基坑的第二道混凝土支撑；

1.3.5、当基坑内的水位低于第三道混凝土支撑的标高时，关闭真空泵，关闭截止阀33，由井管4内抽出真空抽水管32，卸下井盖5，并在井管4内设置堵头，堵头的位置低于第三道混凝土支撑开挖的标高，截断开挖面以上的井管4并从基坑内取出，实施下一层基坑开挖，开挖完成后，拔出井管4内的堵头，重复1.1.5、步骤，盖上井盖5；重复1.2.2、步骤，由井盖5穿入真空抽水管32，继续基坑的真空降水；并完成基坑的第三道混凝土支撑；

1.3.6、当基坑内的水位低于第N道混凝土支撑的标高时，循环上述1.3.5、步骤，直至完成基坑的最后一道混凝土支撑；

1.3.7、基坑内最后一道混凝土支撑完成后，将基坑内的水位降至基坑大底板标高以下1000mm的位置；基坑开挖至标高后，拔出井管4或留在大底板内作泄水孔用，实施基坑大底板垫层施工及基坑大底板混凝土浇筑施工，最后完成井管4封井；

1.3.8、在降水过程中，允许一次性或分多次把水位降到基坑大底板标高以下1000m的位置。

所述井管4壁上设有滤水孔，且井管4壁上的滤水孔依据土层或数道支撑的标高分段设置。

实施例2：（选大直径的井管）

参阅图1、图2，本发明包括如下步骤：

1.1、降水前的准备工作：

1.1.1、完成基坑的围护1，按设计要求在基坑内布置降水井点2，在基坑内或周边布置真空泵站3，真空泵站3内设有机械真空泵；

1.1.2、打降水井，依次在每一个降水井点2位置打降水井，降水井直径为650mm；降水井深度为基坑大底板标高以下5000mm；

1.1.3、在降水井的底部填入中粗砂的垫层，垫层厚度为500mm；

1.1.4、下井管4，在降水井内置入井管4，井管4直径为273mm；井管4下至降水井的井底；井管4上口高出地平500mm；在降水井与井管4的外径之间填充中粗砂，中粗砂的填充高度距地平2000mm；随后在降水井与井管4的外径之间继续填充粘土，粘土的填充高度至地平；井管4的壁上分段设有滤水孔；

1.1.5、盖上井盖5，将井盖5盖在井管4上口，井盖5上设有真空抽水管孔及第一透气孔34；

1.2、降水井的设备及安装工序：

1.2.1、布置真空总水管31，由真空泵站3的机械真空泵引出真空总水管31，真空总水管31经过降水井点2，真空总水管31上在邻近每个降水井点2的位置上均设有截止阀33；

1.2.2、布置真空抽水管32，真空抽水管32选用塑料钢丝软管，将真空抽水管32一端与真空总水管31上的截止阀33连接，另一端由井盖5上的真空抽水管孔穿入，并置于井管4内；真空抽水管32另一端管口往上2米位置的管壁上设有第二透气孔35；

1.3、降水与基坑开挖：

1.3.1、封闭井管4，首先，用胶带封闭井盖5与井管4上口之间的缝隙；其次，当真空抽水管下放到井底后，用胶带封闭真空抽水管32与真空抽水管孔之间的缝隙；

1.3.2、开启真空泵站3内的机械真空泵，开启真空总水管31上的截止阀33，开始基坑的真空降水；

1.3.3、当基坑内的水位低于第一道钢支撑的标高时，实施第一层基坑开挖，并完成基坑的第一道钢支撑；

1.3.4、当基坑内的水位低于第二道钢支撑的标高时，关闭真空泵，关闭截止阀33，由井管4内抽出真空抽水管32，卸下井盖5，并在井管4内设置堵头，堵头的位置低于第二道钢支撑开挖的标高，截断开挖面以上的井管4并从基坑内取出，实施下一层基坑开挖，开挖完成后，拔出井管4内的堵头，重复1.1.5、步骤，盖上井盖5；重复1.2.2、步骤，由井盖5穿入真空抽水管32，继续基坑的真空降水；并完成基坑的第二道钢支撑；

1.3.5、当基坑内的水位低于第三道钢支撑的标高时，关闭真空泵，关闭截止阀33，由井管4内抽出真空抽水管32，卸下井盖5，并在井管4内设置堵头，堵头的位置低于第三道钢支撑开挖标高，截断开挖面以上的井管4并从基坑内取出，实施下一层基坑开挖，开挖完成后，拔出井管4内的堵头，重复1.1.5、步骤，盖上井盖5；重复1.2.2、步骤，由井盖5穿入真空抽水管32，继续基坑的真空降水；并完成基坑的第三道钢支撑；

1.3.6、当基坑内的水位低于第N钢支撑的标高时，循环上述1.3.5、步骤，直至完成基坑的最后一道支撑；

1.3.7、基坑内最后一道钢支撑完成后，将基坑内的水位降至基坑大底板标高以下1500mm的位置；基坑开挖至标高后，拔出井管4或留在大底板内作泄水孔用，实施基坑大底板垫层施工及基坑大底板混凝土浇筑施工，最后完成井管4封井；

1.3.8、在降水过程中，允许一次性或分多次把水位降到基坑大底板标高以下1500mm的位置。

所述井管4壁上设有滤水孔，且井管4壁上的滤水孔依据数道支撑的标高分段设置。

Claims (2)

1.一种深基坑真空降水的工艺，其特征在于，它包括如下步骤：

1.1、降水前的准备工作：

1.1.1、完成基坑的围护（1），按设计要求在基坑内布置降水井点（2），在基坑内或周边布置一个或数个真空泵站（3），真空泵站（3）内设有射流真空泵或机械真空泵；

1.1.2、打降水井，依次在每一个降水井点（2）位置打降水井，降水井直径为250 mm ～750mm；降水井深度为基坑大底板标高以下3000mm～8000mm；

1.1.3、在降水井的底部填入中粗砂的垫层，垫层厚度为200mm～500mm；

1.1.4、下井管（4），在降水井内置入井管（4），井管（4）直径为48 mm～300mm；井管（4）下至降水井的井底；井管（4）上口高出地平300mm～500mm；在降水井与井管（4）的外径之间填充中粗砂，中粗砂的填充高度距地平1500mm～3000mm；随后在降水井与井管（4）的外径之间继续填充粘土，粘土的填充高度至地平；所述井管（4）的壁上分段设有滤水孔；

1.1.5、盖上井盖（5），将井盖（5）盖在井管（4）上口，所述井盖（5）上设有真空抽水管孔及第一透气孔（34）, 第一透气孔（34）也可以设在高出地平300mm～500mm的井管（4）上；

1.2、降水井的设备及安装工序：

1.2.1、布置真空总水管（31），由真空泵站（3）的射流真空泵或机械真空泵引出真空总水管（31），真空总水管（31）经过一个或数个降水井点（2），真空总水管（31）上在邻近每个降水井点（2）的位置上均设有截止阀（33）；

1.2.2、布置真空抽水管（32），真空抽水管（32）为一根或数根，真空抽水管（32）选用塑料钢丝软管，将真空抽水管（32）一端与真空总水管（31）上的截止阀（33）连接，另一端由井盖（5）上的真空抽水管孔穿入，并置于井管（4）内；所述真空抽水管（32）另一端管口往上100mm～5000mm范围的管壁上设有第二透气孔（35）；

1.3、降水与基坑开挖：

1.3.1、封闭井管（4），首先，用胶带封闭井盖（5）与井管（4）上口之间的缝隙；其次，当真空抽水管下放到井底后，用胶带封闭真空抽水管（32）与真空抽水管孔之间的缝隙；

1.3.2、开启真空泵站（3）内的射流真空泵或机械真空泵，开启真空总水管（31）上的截止阀（33），开始基坑的真空降水；

1.3.3、当基坑内的水位低于第一道混凝土支撑或钢支撑的标高时，实施第一层基坑开挖，并完成基坑的第一道混凝土支撑或钢支撑；

1.3.4、当基坑内的水位低于第二道混凝土支撑或钢支撑的标高时，关闭真空泵，关闭截止阀（33），由井管（4）内抽出真空抽水管（32），卸下井盖（5），并在井管（4）内设置堵头，堵头的位置低于第二道混凝土支撑或钢支撑开挖的标高，截断开挖面以上的井管（4）并从基坑内取出，实施下一层基坑开挖，开挖完成后，拔出井管（4）内的堵头，重复1.1.5、步骤，盖上井盖（5）；重复1.2.2、步骤，由井盖（5）穿入真空抽水管（32），继续基坑的真空降水；并完成基坑的第二道混凝土支撑或钢支撑；

1.3.5、当基坑内的水位低于第三道混凝土支撑或钢支撑的标高时，关闭真空泵，关闭截止阀（33），由井管（4）内抽出真空抽水管（32），卸下井盖（5），并在井管（4）内设置堵头，堵头的位置低于第三道混凝土支撑或钢支撑开挖标高，截断开挖面以上的井管（4）并从基坑内取出，实施下一层基坑开挖，开挖完成后，拔出井管（4）内的堵头，重复1.1.5、步骤，盖上井盖（5）；重复1.2.2、步骤，由井盖（5）穿入真空抽水管（32），继续基坑的真空降水；并完成基坑的第三道混凝土支撑或钢支撑；

1.3.6、当基坑内的水位低于第N道混凝土支撑或钢支撑的标高时，循环上述1.3.5、步骤，直至完成基坑的最后一道混凝土支撑或钢支撑；

1.3.7、基坑内最后一道混凝土支撑或钢支撑完成后，将基坑内的水位降至基坑大底板标高以下1000mm～2000mm；基坑开挖至标高后，拔出井管（4）或留在大底板内作泄水孔用，实施基坑大底板垫层施工及基坑大底板混凝土浇筑施工，最后完成井管（4）封井；

1.3.8、在降水过程中，允许一次性或分多次把水位降到基坑大底板标高以下。

2.根据权利要求1所述的一种深基坑真空降水的工艺，其特征在于，所述井管（4）壁上设有滤水孔，且井管（4）壁上的滤水孔依据土层或数道支撑的标高分段设置。

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