CN115110538A - 一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法，包括如下流程：进行钢套箱设备加工，施工区域测量放线后将钢套箱设备吊装就位，通过冲水管冲水后钢套箱下沉完成，拆除冲水管后进行钢套箱内取土，然后安装轻型降水设备，进行钢套箱内部降水和土体开挖，钢套箱内土体挖至设计标高后进行防水施工，然后进行基坑或后续主体结构施工。本发明方法可有效解决含水率较高情况下粉土地区小体量土方开挖，作业面难以成形的施工难题。

Description

一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法。

背景技术

建筑施工区域内土质为粉土、粉质黏土或其它细粒土，地质条件复杂、地下水位高、含水率丰富的情况下，土壤自身固结能力差，土体开挖过程中，土体边坡易塌陷、滑坡，无法形成有效作业面。特别是开挖区域面积小、深度浅、规模小，常规的土钉墙、桩基等边坡支护技术适用性差、无法形成支护空间或性价比很低的情况下，无法为作业人员提供有效的作业面。

例如地下综合管廊、地铁轨道工程施工区域，地下水位高、施工周围水资源极为丰富，与主体结构底板相连混凝土集水坑的浇筑施工因土体含水率高，集水坑土体开挖过程中，周围边坡的土壤易塌陷不易成形，无法形成作业面。同时，因工程施工地区地下水丰富，建筑主体长期处于高水位、水压大的外部环境，成型的基坑在外部水压作用下，透过基坑侧壁不断向基坑内部渗水，导致基坑内无法施工。

在面对无法形成有效工作面、外部的施工情况时，工程技术人员也提供了部分解决方案，例如“壁板格构式钢套箱及水下承台钢套箱施工方法(申请号：201410068464.6)”、“一种双壁钢套箱围堰在砂卵石地层中快速下沉的施工方法(申请号：201710177243.6)”等专利申请。但现有的解决方案多使用在河流中桥墩施工、桥梁基础桩基等施工作业领域，且尚存在诸如施工工序复杂、施工成本高、适用性差等问题。因此，本发明拟提供一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法，可有效解决含水率较高情况下粉土地区小体量土方开挖，作业面难以成形的施工难题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法，包括如下步骤：

步骤1、钢套箱加工：根据设计方案中待开挖基坑区域的长宽高尺寸，加工对应尺寸的钢套箱，所述钢套箱由若干钢套箱侧板1依次焊接而成，钢套箱侧板顶部水平设置有冲水管总管4、钢套箱侧板板体外侧设有若干竖向排列的冲水管支管6，冲水管总管4和若干冲水管支管6之间管道连通，按上述需求加工完成的钢套箱设备待用；

步骤2、将钢套箱在待开挖区域就位：在待开挖区域测量放线，对应开挖线可撒灰示意，沿开挖线内侧借助外力打入若干钢套箱定位钢管7，将成型的钢套箱设备运至施工现场，利用起吊装置将钢套箱吊放在待开挖位置，钢套箱侧板1中线与待开挖线对齐，钢套箱侧板1内侧紧贴定位钢管7；

步骤3、钢套箱下沉：将冲水管总管4外接压力水泵，检查各水管连接点的连接情况，确保连接良好后，压力水泵外接水源，开启压力水泵，压力水泵吸水至冲水管总管4，再进入各冲水管支管6，冲水管支管6下端喷水，在高水压作用下，冲水管支管6下端的粉土被冲散，钢套箱慢慢下沉；

步骤4、冲水管拆除：钢套箱持续下沉，直至下沉完成，钢套箱顶面与地表面平齐或下沉至设计标高位置，拆除冲水管总管4和冲水管支管6；

步骤5、复核待建建筑位置：拆除冲水管后，借助测量设备校核钢套箱位置并进行调整，复核待施工区域位置；

步骤6、钢套箱内土体开挖：复核待施工区域位置后，人工或机械挖除钢套箱内部分土体；

步骤7、进行钢套箱内部支撑：钢套箱内部分土体挖除完成后，在钢套箱内部相对设置的侧板之间安装钢管内撑10，钢管内撑10与钢套箱内侧壁焊接固定；

步骤8、轻型井点降水设备安装：待钢管内撑10安装完成后，沿钢套箱侧板内壁安装轻型井点降水设备，轻型井点降水设备安装位置精确要求相对冲水管低，可不进行支架固定；

步骤9、钢套箱内部降水处理：利用轻型井点降水设备对钢套箱内土体进行降水，将水位降低至待挖基底标高以下500-1500mm；

步骤10、混凝土垫层浇筑：将钢套箱内土体开挖至设计基底标高后，进行基坑底部、主体结构底部混凝土垫层浇筑；

步骤11、防水施工：混凝土垫层浇筑完成后，在混凝土垫层上进行防水卷材铺贴，并在钢管内撑端部位置焊接止水片13，钢套箱侧板、防水卷材、和止水片形成完整的防水结构；

步骤12、钢套箱内防水施工完成后，沿止水片外侧切除钢管内撑，进行后续施工。

所述步骤1中冲水管总管通过冲水总管固定架固定在钢套箱侧板顶部外沿，冲水管支管通过冲水支管固定架固定在钢套箱侧板外侧壁上。

所述步骤1中钢套箱加工过程中，在相邻钢套箱侧板之间顶部转角处焊接槽钢角撑，槽钢角撑在步骤4中随冲水管一起拆除。

所述步骤1中，当待开挖区域尺寸较大时，可将若干个小尺寸钢套箱进行拼焊组合，拼焊时相邻钢套箱侧板之间顶部底部和侧边均满焊连接。

所述步骤2中定位钢管顶端适当高出地面5-10cm。

所述步骤6中若人工挖土应注意避免多人同时挖土，防止套箱内部压力大，挤压土体，致使套箱位置发生变化；机械挖土注意避免机械碰撞钢套箱。

所述步骤8中轻型井点降水设备包括沿钢套箱内壁顶部水平设置的轻型井点总水管和若干垂直于轻型井点总水管设置的轻型井点支管，轻型井点总水管和轻型井点支管内部管道连通，轻型井点支管贴合于钢套箱侧板内壁竖直设置。

本发明具有如下优点：

1.钢套箱外配冲水管系统进行钢套箱下沉施工，减少人工使用量，有效节约施工成本；

2.钢套箱配合内部支撑，在箱内形成良好的作业面，避免了边坡土体塌陷现象，提高了施工效率；

3.钢套箱侧板代替混凝土侧壁与防水卷材、带有止水片的钢管内撑形成闭合的防水体系，基坑内达到良好的防水效果，有效避免外部地下水透过基坑向内部渗水现象的出现，为基坑及后续主体结构施工提供了良好的外部环境。

附图说明

图1为钢套箱整体结构示意图；

图2为钢套箱俯视平面示意图；

图3为钢套箱立面剖视示意图；

图4为钢套箱下沉状态示意图；

图5为钢套箱完成下沉后状态图；

图6冲水管拆除后示意图；

图7为钢套箱内撑结构示意图；

图8为轻型井点降水设备布置平面俯视图；

图9为钢套箱内降水完成后示意图；

图10为防水施工示意图。

其中：1-钢套箱侧板，2-槽钢角撑，3-冲水管总管固定架，4-冲水管总管，5-冲水管支管固定架，6-冲水管支管，7-定位钢管，8-轻型井点总水管，9-轻型井点支管，10-钢管内撑，11防水层，12-主体结构底部混凝土垫层，13-止水片，14-基坑底部混凝土垫层，15-钢套箱侧面拼接焊缝，16-钢套箱顶部拼接焊缝，17-人工或机械开挖部分土体，18-待建基坑结构。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法，包括如下简化流程：

钢套箱设备加工→测量放线→定位钢管施工→钢套箱设备吊运→位置校核→冲水管总管和冲水管支管各连接点检测→压力水泵冲水→钢套箱下沉→冲水管和槽钢角撑拆除→钢套箱位置校核→人工或机械取土→钢套箱内部支撑→安装轻型降水设备→钢套箱内部降水→钢套箱内土体挖至设计标高→混凝土垫层浇筑→防水卷材铺贴→钢管内撑焊接止水片→钢管内撑拆除→基坑或后续主体结构施工。

具体施工步骤如下：

如图1所示，钢套箱焊接成形：根据设计方案，测量基坑或者待开挖区域的体积(含长、宽、高的尺寸)，加工对应尺寸的钢板通过焊接形成钢套箱，钢套箱四周外部布置冲水总管固定架3、冲水支管固定架5，四角设置槽钢角撑2，安装冲水管总管4、冲水管支管6，其中，钢套箱个数可根据需要进行多个套箱拼焊，如图2所示，拼焊时套箱顶、底、侧边满焊连接。冲冲水管总管4与各冲水管支管6连通，冲水管总管4外接水泵。经过以上工艺，支护降水钢套箱设备成型完成。

如图2所示，待开挖区域测量放线，对应开挖线可撒灰示意，沿开挖线内侧借助外力打入钢套箱定位钢管7，定位钢管顶端可适当高出地面5-10cm；将成型设备运至施工现场，利用起吊装置将成型设备吊放在待开挖位置，钢套箱侧板1中线与待开挖线对齐，如图3所示，钢套箱侧板1内侧紧贴定位钢管7。

冲水管总管4外接压力水泵，检查水管各连接点的连接情况。确保连接良好后，压力水泵外接水源，开启压力水泵，压力水泵吸水至冲水管总管4，再到各冲水管支管6，冲水管支管6在水压作用下，下端喷水，在高水压作用下，冲水管支管6下端的粉土被冲散，钢套箱慢慢下沉；

如图5所示，钢套箱设备持续下沉，直至下沉完成，钢套箱顶面与地表面平齐或下沉至设计标高位置，如图6所示，拆除冲水管总管4和冲水管支管6、槽钢角撑2。

拆除水管后，借助测量设备校核钢套箱位置并进行调整，并复核待施工区域位置。

复核施工位置后，人工或机械挖除钢套箱内部分土体，若人工挖土应注意避免多人同时挖土，防止套箱内部压力大，挤压土体，致使套箱位置发生变化；机械挖土注意避免机械碰撞套箱。

部分土体挖除完成后，钢套箱内侧安装钢管内撑10，钢管内撑10与钢套箱侧板内侧壁焊接固定。

如图7-图8所示，钢管内撑10安装完成后，沿钢套箱侧板内板壁安装轻型井点降水设备，轻型井点降水设备包括沿钢套箱内壁顶部水平设置的轻型井点总水管8和若干垂直于轻型井点总水管8设置的轻型井点支管9，轻型井点总水管8和轻型井点支管9内部管道连通，轻型井点设备安装位置精确要求相对冲水管低，可不进行支架固定。

如图9所示，利用轻型井点设备对套箱内土体进行降水，将低水位至待挖基底标高以下500-1500mm。

将土体开挖至设计基底标高，进行基坑底部、主体结构底部混凝土垫层浇筑，基坑侧壁不需要混凝土浇筑。

如图10所示，混凝土垫层浇筑完成后，在混领土垫层上进行防水卷材铺贴，并在钢管内撑10端部位置焊接止水片13，钢套箱侧板的钢板结构、混凝土垫层、防水卷材和止水片形成完整的防水闭合体系。

在钢套箱形成闭合的防水环境后，为基坑及后续主体结构施工提供了良好的外部环境，待基坑及后续主体结构施工时，沿止水片13外侧切除钢管内撑10，进行后续施工。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (7)

1.一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、钢套箱加工：根据设计方案中待开挖基坑区域的长宽高尺寸，加工对应尺寸的钢套箱，所述钢套箱由若干钢套箱侧板1依次焊接而成，钢套箱侧板顶部水平设置有冲水管总管4、钢套箱侧板板体外侧设有若干竖向排列的冲水管支管6，冲水管总管4和若干冲水管支管6之间管道连通，按上述需求加工完成的钢套箱设备待用；

步骤2、将钢套箱在待开挖区域就位：在待开挖区域测量放线，沿开挖线内侧借助外力打入若干钢套箱定位钢管7，将成型的钢套箱设备运至施工现场，利用起吊装置将钢套箱吊放在待开挖位置，钢套箱侧板1中线与待开挖线对齐，钢套箱侧板1内侧紧贴定位钢管7；

步骤3、钢套箱下沉：将冲水管总管4外接压力水泵，检查各水管连接点的连接情况，确保连接良好后，压力水泵外接水源，开启压力水泵，压力水泵吸水至冲水管总管4，再进入各冲水管支管6，冲水管支管6下端喷水，在高水压作用下，冲水管支管6下端的粉土被冲散，钢套箱慢慢下沉；

步骤4、冲水管拆除：钢套箱持续下沉，直至下沉完成，钢套箱顶面与地表面平齐或下沉至设计标高位置，拆除冲水管总管4和冲水管支管6；

步骤5、复核待建建筑位置：拆除冲水管后，借助测量设备校核钢套箱位置并进行调整，复核待施工区域位置；

步骤6、钢套箱内土体开挖：复核待施工区域位置后，人工或机械挖除钢套箱内部分土体；

步骤7、进行钢套箱内部支撑：钢套箱内部分土体挖除完成后，在钢套箱内部相对设置的侧板之间安装钢管内撑10，钢管内撑10与钢套箱内侧壁焊接固定；

步骤8、轻型井点降水设备安装：待钢管内撑10安装完成后，沿钢套箱侧板内壁安装轻型井点降水设备；

步骤9、钢套箱内部降水处理：利用轻型井点降水设备对钢套箱内土体进行降水，将水位降低至待挖基底标高以下500-1500mm；

步骤10、混凝土垫层浇筑：将钢套箱内土体开挖至设计基底标高后，进行基坑底部、主体结构底部混凝土垫层浇筑；

步骤11、防水施工：混凝土垫层浇筑完成后，在混凝土垫层上进行防水卷材铺贴，并在钢管内撑端部位置焊接止水片13，钢套箱侧板、防水卷材、和止水片形成完整的防水结构；

步骤12、钢套箱内防水施工完成后，沿止水片外侧切除钢管内撑，进行后续施工。

2.如权利要求1所述的一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法，其特征在于：所述步骤1中冲水管总管通过冲水总管固定架固定在钢套箱侧板顶部外沿，冲水管支管通过冲水支管固定架固定在钢套箱侧板外侧壁上。

3.如权利要求1所述的一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法，其特征在于：所述步骤1中钢套箱加工过程中，在相邻钢套箱侧板之间顶部转角处焊接槽钢角撑，槽钢角撑在步骤4中随冲水管一起拆除。

4.如权利要求1所述的一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法，其特征在于：所述步骤1中，当待开挖区域尺寸较大时，将若干个小尺寸钢套箱进行拼焊组合，拼焊时相邻钢套箱侧板之间顶部底部和侧边均满焊连接。

5.如权利要求1所述的一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法，其特征在于：所述步骤2中定位钢管顶端高出地面5-10cm。

6.如权利要求1所述的一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法，其特征在于：所述步骤6中若人工挖土应避免多人同时挖土，若机械挖土应避免机械碰撞钢套箱。

7.如权利要求1所述的一种轻型井点与钢套箱相结合的降水支护施工方法，其特征在于：所述步骤8中轻型井点降水设备包括沿钢套箱内壁顶部水平设置的轻型井点总水管和若干垂直于轻型井点总水管设置的轻型井点支管，轻型井点总水管和轻型井点支管内部管道连通，轻型井点支管贴合于钢套箱侧板内壁竖直设置。

Images