CN115324090A - 地下工程坑中坑降水与封井施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于深基坑局部降水与封井设计和施工技术领域，具体为一种地下工程坑中坑降水与封井施工方法。本发明包括：降水井施工；基础垫层施工；防水层与基础筏板施工；封闭降水井。本发明解决了传统技术施工电梯井基坑、集水坑等坑中坑坍塌、浪费钢板桩、轻型井点影响工期等关键技术难题，而且不影响基础与防水工程施工，施工方法简单，施工费用仅为传统费用1/5。适用于地下水位高于坑中坑的深基坑工程降水与封闭降水井施工。

Description

地下工程坑中坑降水与封井施工方法

技术领域

本发明提供一种地下工程坑中坑降水与封井施工方法，属于深基坑局部降水与封井设计和施工技术领域。

背景技术

近年来大地潜水水位的上升，使地下工程中的坑中坑降水成为普遍现象。但是现有坑中坑大都采用明沟排水方法，存在泥沙流失与边坡滑塌的严重弊端。现有的专利技术也存在降水影响基础施工，封井影响防渗功能，丢弃设备设施严重增加成本等不符合环保节能和绿色施工的诸多问题。

中国专利CN110029680A公开一种深基坑降水施工方法，采用真空井点在坑中坑周边降水。此方法降水设备安装周期长，严重牵制地下工程施工进度，拔出井管需要时间长，往往在基础垫层浇筑不久水位上升导致漂浮；中国专利CN112695779A公开一种电梯井基坑局部降水的高层建筑基坑构筑方法，在坑中坑外围设置永久钢板桩，且在有水状态超挖坑中坑换填碎石，采用无砂混凝土降水井。此方法大量浪费钢板桩和扰动地基，降水井桩效应导致基础筏板开裂渗漏水，并且封井程序复杂严重影响工期，不符合操作简便、环保节能与绿色施工要求；中国专利CN108425372A公开一种用于基坑局部不间断降水的防护装置及基坑封井方法，将深井泵封闭在降水井内，在狭小的筒体空间内焊接封板止水。此方法浪费深井泵，封井周期长，在地下水复位后无法进行封井，不符合操作简便、环保节能和绿色施工要求；中国专利CN102561372A公开一种深基坑井点降水的降水管封堵方法，采用钢管降水井，多道复杂程序封井。此方法浪费大量钢材，施工周期长，地下水复位后无法进行封井，不符合操作简便、节能环保与绿色施工要求。

综上所述，地下工程坑中坑降水与封井施工已经成为一项亟待解决的全国性关键技术难题。

发明内容

为解决上述关键性技术难题，本发明的目的在于：提供一种安全可靠、科学经济、节能环保、操作简便的地下工程坑中坑降水与封井施工方法。

本发明解决的关键技术难题如下：

1）在坑中坑坡顶适当位置的大基坑内布置降水井，降水覆盖坑中坑范围。解决了传统技术在坑中坑内设置降水井，停止降水后水位上升无法封井与基础施工的技术难题。

2）先浇筑大基坑基础垫层，待降水深度达到坑中坑以下0.5m及其以上时，浇筑坑中坑基础垫层，保障了坑中坑基础垫层干燥施工环境与混凝土浇筑质量，并使降水过程不占用计划工期关键线路时间。

3）在降水状态下浇筑坑中坑基础筏板，并且在其达到C20后停止降水，采用结构抗力抵御坑中坑最高水位浮力，科学的解决了封井过程水位上升导致基础漂浮、裂缝的技术难题。

4）通过采用收口箍、膨胀止水胶条、凹坑企口防水构造、补偿收缩混凝土等简单易行的综合封井技术措施，可靠解决了封井渗漏水的关键技术难题。

所述的地下工程坑中坑降水与封井施工方法包括以下步骤：

一、降水井施工

1.1、选择降水井管

选择弹性模量低，应变能力强的PVC降水井管。

1.2、降水井布置

1）在地下工程坑中坑坡顶以外1.0m～1.5m位置布置一眼降水井；

2）降水井管比地下工程坑中坑深3.0m～4.0m；

3）降水井管入水部分设置滤水孔和滤水网，安装时管顶至基础筏板上平。

1.3、降水井施工

1）降水井管过滤器、滤料、泥浆，应符合现行国家标准《供水水文地质勘察规范》（GBJ27）的规定；

2）降水井成孔直径比降水井管直径大0.2m～0.3m，达到设计深度后再钻0.3～0.5m，用大功率泵冲洗泥浆，减少沉淀；

3）在井孔内居中安装包裹滤水土工布的PVC降水井管，并注入清水稀释泥浆比重至1.05后，在降水井管周围空隙内填充中砂滤水层至大基坑以下0.8m～1.0m，然后填充粘性土至大基坑；

4）采用大功率泵清洗干净降水井管并做抽水试验后，安装潜水泵开始降水。

二、基础垫层施工

先浇筑大基坑基础垫层，待降水至坑中坑以下0.5m～1.0m时，浇筑坑中坑基础垫层。

三、防水层与基础筏板施工

1）防水层与PVC降水井管交汇处防水层上翻0.2m～0.25m并采用收口箍箍紧，防水层验收合格后浇筑防水保护层；

2）筏板下部钢筋绑扎后，在基础筏板厚度范围的降水井管上环向打毛处理后，均匀间距粘贴两道遇水膨胀止水胶条；

3）筏板上部钢筋绑扎前，在PVC降水井管顶套入0.15m～0.2m厚度、直径比降水井管外径大0.2m～0.25m的挤塑聚苯板，使降水井管周围筏板混凝土形成企口防水构造；

4）筏板上部钢筋绑扎完毕，钢筋和降水井管验收合格后，大基坑和坑中坑基础筏板同时浇筑。

四、封闭降水井

1）基础筏板混凝土达到C20后，剔除降水井管周圈挤塑聚苯板在基础筏板上形成凹坑，并对凹坑施工缝凿毛处理；

2）凹坑凿毛完成后停止降水并提出潜水泵，降水井管内填充碎石，并采用插入式振动棒振捣回填至基础筏板以下1.0m～1.5m，然后将凹坑深度范围内的降水井管采用气割切除；

3）未回填部分降水井管和凹坑，采用C35P6补偿收缩混凝土浇筑至基础筏板上平；

4）补偿收缩混凝土初凝前进行二次振捣与3遍搓毛处理，预防沉缩裂缝；

5）补偿收缩混凝土浇筑完毕，当常温时覆盖塑料薄膜保湿养护，当负温时覆盖塑料薄膜和矿棉毡保温保湿养护，预防施工缝干缩裂缝。

其中：

步骤一所述选择弹性模量低，应变能力强的PVC降水井管，其弹性模量为3000MPa～3400MPa，较低的弹性模量可以在建筑物压力作用下产生压缩应变，预防降水井管产生桩效应导致筏板开裂渗漏水现象。

步骤一所述降水井管入水部分设置滤水孔，滤水孔直径20mm～30mm，沿降水井管环形间距0.1m～0.15m，竖向间距0.2m～0.3m。

步骤一所述在地下工程坑中坑坡顶以外1.0m～1.5m位置布置一眼降水井；降水井管比地下工程坑中坑底深3.0m～4.0m。目的是为了确保在坑中坑内的降水抛物线顶端低于坑中坑底标高0.5m～1.0m，保障基础在相对干燥环境中施工。

步骤一所述采用PVC滤水管作为降水井管，其直径一般为200mm～220mm。

步骤二所述先浇筑大基坑基础垫层，待降水至坑中坑以下0.5m～1.0m时，浇坑中坑基础垫层，是为了确保坑中坑基础垫层在干燥状态下施工，并使降水过程不占用计划工期关键线路时间。

步骤三所述防水层与PVC降水井管交汇处防水层上翻0.2m～0.25m并采用收口箍箍紧，收口箍采用宽×厚=25mm×1mm～30mm×1.5mm的带铁制作成Ω形，开口位置设置紧固螺丝紧固防水层收口，实现防水层与降水井管结合部的严密防水功能。

步骤三所述降水井管环向打毛处理，是将遇水膨胀止水胶条与降水井管接触范围采用电动砂轮预先打毛，使两者良好粘结与严密结合。

步骤三所述遇水膨胀止水胶条，在混凝土浇筑7d后遇水时膨胀率为300%，对堵塞混凝土渗漏水毛细通道具有可靠保障，有效解决了浇筑混凝土时钢板止水带下部产生积气而形成渗漏水通道的质量通病。

步骤三所述使降水井管周围基础筏板混凝土形成企口防水构造，是施工缝综合防水措施，形成第二道防水屏障。

步骤四所述凹坑凿毛完成后停止降水并提出潜水泵。此时地下水位即便是恢复原始水位，达到C20的坑中坑基坑筏板的抗力已远大于地下水浮力，能够确保封井质量与结构安全。

步骤四所述采用C35P6补偿收缩混凝土浇筑至筏板上平，其限制膨胀率为0.03%，可杜绝新旧混凝土施工缝收缩裂缝。

步骤四所述补偿收缩混凝土浇筑完毕，当常温时覆盖塑料薄膜保湿养护14d，当负温时覆盖塑料薄膜和矿棉毡保温保湿养护14d。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）在坑中坑坡顶适当位置的大基坑底布置降水井，解决了坑中坑内设置降水井水位上升后无法封井的技术难题。

2）先浇筑大基坑基础垫层，待降水深度达到坑中坑底以下0.5m及其以上时，浇筑坑中坑基础垫层，解决了降水影响基础垫层施工的技术难题。

3）在降水状态下浇筑坑中坑基础筏板，并且在其达到C20后停止降水，采用结构抗拉抵御坑中坑最高水位浮力，科学的解决了封井过程水位上升导致基础漂浮、裂缝的技术难题。

4）降水井管与防水层锁扣、补偿收缩混凝土、基础筏板凹坑企口防水、设置遇水膨胀止水胶条等简单易行的综合封井止水技术，可靠解决了降水井管周围基础筏板施工缝和管内渗漏水的关键技术难题。

5）施工方法简单易行，施工速度快，不占用地下工程关键施工线路时间，施工周期短，消耗材料少，不产生光气污染，无垃圾产生，符合节能环保和绿色施工要求。

综上所述，本发明适用于地下水位低于大基坑而高于坑中坑的深基坑工程降水与封闭井施工，施工费用仅为传统费用1/5，对地下工程坑中坑基降水与封井技术的科技进步和经济效益产生显著的影响。

附图说明

图1是本发明坑中坑降水施工示意图；

图2是基础筏板凹坑预留示意图；

图3是封闭降水井施工示意图。

图中：1、降水井管；2、大基坑；3、坑中坑；4、基础垫层；5、防水层；6、防水保护层；7、筏板下部钢筋；8、收口箍；9、遇水膨胀止水胶条；10、挤塑聚苯板；11、筏板上部钢筋；12、基础筏板；13、潜水泵；14、碎石；15、补偿收缩混凝土；16、凹坑。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

地下工程坑中坑种类较多，如电梯井基坑、集水坑等，本发明以电梯井基坑为例。

如图1、图2、图3示，本实施例所述地下工程坑中坑降水与封井施工方法具体步骤如下：

一、降水井施工

1.1、选择降水井管

选择弹性模量低，应变能力强的PVC降水井管1。

1.2、降水井布置

1）在地下工程坑中坑3坡顶以外1.0m～1.5m位置布置一眼降水井；

2）降水井管1比地下工程坑中坑3深3.0m～4.0m；

3）降水井管1入水部分设置滤水孔和滤水网，安装时管顶至基础筏板12上平。

1.3、降水井施工

1）降水井管1过滤器、滤料、泥浆要求，应符合现行国家标准《供水水文地质勘察规范》（GBJ27）的规定；

2）降水井成孔直径比降水井管1直径大0.2m～0.3m，达到设计深度后再钻0.3～0.5m，用大功率泵冲洗泥浆，减少沉淀；

3）在井孔内居中安装包裹滤水土工布的PVC降水井管1，并注入清水稀释泥浆比重至1.05后，在降水井管1周围空隙内填充中砂滤水层至大基坑2以下0.8m～1.0m，然后填充粘性土至大基坑2；

4）采用大功率泵清洗干净降水井管1并做抽水试验后，安装潜水泵13开始降水。

二、基础垫层施工

先浇筑大基坑2基础垫层4，待降水至坑中坑2以下0.5m～1.0m时，浇筑坑中坑3基础垫层4。

三、防水层与基础筏板施工

1）防水层5与PVC降水井管1交汇处防水层5上翻0.2m～0.25m，并采用收口箍8箍紧，防水层5验收合格后浇筑防水保护层6；

2）筏板下部钢筋7绑扎后，在基础筏板12厚度范围的降水井管1上环向打毛处理后，均匀间距粘贴两道遇水膨胀止水胶条9；

3）筏板上部钢筋11绑扎前，在PVC降水井管1顶套入0.15m～0.2m厚度、直径比降水井管1外径大0.2m～0.25m的挤塑聚苯板10，使降水井管1周围筏板混凝土形成企口防水构造；

4）筏板上部钢筋11绑扎完毕，钢筋和降水井管1验收合格后，大基坑2和坑中坑3基础筏板12同时浇筑。

四、封闭降水井

1）基础筏板12混凝土达到C20后，剔除降水井管1周圈挤塑聚苯板10，在基础筏板12上形成凹坑16，并对凹坑16施工缝凿毛处理；

2）凹坑16凿毛完成后停止降水并提出潜水泵13，降水井管1内填充碎石14，并采用插入式振动棒振捣回填至基础筏板12以下1.0m～1.5m，然后将凹坑16深度范围内的降水井管1采用气割切除；

3）未回填部分降水井管1和凹坑16，采用C35P6补偿收缩混凝土15浇筑至基础筏板12上平；

4）补偿收缩混凝土15初凝前进行二次振捣与3遍搓毛处理，预防沉缩裂缝；

5）补偿收缩混凝土15浇筑完毕，当常温时覆盖塑料薄膜保湿养护，当负温时覆盖塑料薄膜和矿棉毡保温保湿养护，预防施工缝干缩裂缝。

其中：

步骤一所述的选择弹性模量低，应变能力强的PVC降水井管1，其弹性模量为3000MPa～3400MPa，较低的弹性模量可以在建筑物压力作用下产生压缩应变，预防降水井管1产生桩效应导致筏板开裂渗漏水现象。

步骤一所述降水井管1入水部分设置滤水孔，滤水孔直径20mm～30mm，沿降水管井环形间距0.1m～0.15m，竖向间距0.2m～0.3m。

步骤一所述在地下工程坑中坑3坡顶以外1.0m～1.5m处布置一眼降水井；降水井管1比地下工程坑中坑3深3.0m～4.0m。目的是为了确保在坑中坑3内的降水抛物线顶端低于坑中坑3底标高0.5m～1.0m，保障基础在相对干燥环境中施工。

步骤一所述采用PVC滤水管作为降水井管1，其直径一般为200mm～220mm。

步骤二所述先浇筑大基坑2基础垫层4，待降水至坑中坑3以下0.5m～1.0m时，浇坑中坑3基础垫层4，是为了确保坑中坑3基础垫层4在干燥状态下施工，并使降水过程不占用计划工期关键线路时间。

步骤三所述防水层5与PVC降水井管1交汇处防水层5上翻0.2m～0.25m并采用收口箍8箍紧，收口箍8采用宽×厚=25mm×1mm～30mm×1.5mm的带铁制作成Ω形，开口位置设置紧固螺丝紧固防水层5收口，实现防水层5与降水井管1结合部的严密防水功能。

步骤三所述降水井管1环向打毛处理，是将遇水膨胀止水胶条9与降水井管1接触范围采用电动砂轮预先打毛，使两者良好粘结与严密结合。

步骤三所述遇水膨胀止水胶条9，在混凝土浇筑7d后遇水时膨胀率为300%，对堵塞混凝土渗漏水毛细通道具有可靠保障，有效解决了浇筑混凝土时钢板止水带下部产生积气而形成渗漏水通道的质量通病。

步骤三所述使降水井管1周围基础筏板12混凝土形成企口防水构造，是施工缝综合防水措施，形成第二道防水屏障。

步骤四所述凹坑16凿毛完成后停止降水并提出潜水泵13，此时地下水位即便是恢复原始水位，达到C20的坑中坑3基坑筏板的抗力已远大于地下水浮力，能够确保封井质量与结构安全。

步骤四所述采用C35P6补偿收缩混凝土15浇筑至基础筏板12上平，其限制膨胀率为0.03%，可杜绝新旧混凝土施工缝收缩裂缝。

步骤四所述补偿收缩混凝土浇筑完毕，当常温时覆盖塑料薄膜保湿养护14d，当负温时覆盖塑料薄膜和矿棉毡保温保湿养护14d。

Claims (10)

1.一种地下工程坑中坑降水与封井施工方法，其特征在于包括以下步骤：

一、降水井施工

1.1、选择降水井管

1.2、降水井布置

1）在地下工程坑中坑坡顶以外1.0m～1.5m位置布置一眼降水井；

2）降水井管比地下工程坑中坑深3.0m～4.0m；

3）降水井管入水部分设置滤水孔和滤水网，安装时管顶至基础筏板上平；

1.3、降水井施工

1）降水井成孔直径比降水井管直径大0.2m～0.3m，达到设计深度后再钻0.3～0.5m，用泵冲洗泥浆，减少沉淀；

2）在井孔内居中安装包裹滤水土工布的PVC降水井管，并注入清水稀释泥浆比重至1.05后，在降水井管周围空隙内填充中砂滤水层至大基坑以下0.8m～1.0m，然后填充粘性土至大基坑；

3）采用泵清洗干净降水井管并做抽水试验后，安装潜水泵开始降水；

二、基础垫层施工

先浇筑大基坑基础垫层，待降水至坑中坑以下0.5m～1.0m时，浇筑坑中坑基础垫层；

三、防水层与基础筏板施工

1）防水层与PVC降水井管交汇处防水层上翻0.2m～0.25m并采用收口箍箍紧，防水层验收合格后浇筑防水保护层；

2）筏板下部钢筋绑扎后，在基础筏板厚度范围的降水井管上环向打毛处理后，均匀间距粘贴两道遇水膨胀止水胶条；

3）筏板上部钢筋绑扎前，在PVC降水井管顶套入0.15m～0.2m厚度、直径比降水井管外径大0.2m～0.25m的挤塑聚苯板，使降水井管周围筏板混凝土形成企口防水构造；

4）筏板上部钢筋绑扎完毕，钢筋和降水井管验收合格后，大基坑和坑中坑基础筏板同时浇筑；

四、封闭降水井

1）基础筏板混凝土达到C20后，剔除降水井管周圈挤塑聚苯板在基础筏板上形成凹坑，并对凹坑施工缝凿毛处理；

2）凹坑凿毛完成后停止降水并提出潜水泵，降水井管内填充碎石，并采用插入式振动棒振捣回填至基础筏板以下1.0m～1.5m，然后将凹坑深度范围内的降水井管采用气割切除；

3）未回填部分降水井管和凹坑，采用C35P6补偿收缩混凝土浇筑至基础筏板上平；

4）补偿收缩混凝土初凝前进行二次振捣与3遍搓毛处理；

5）补偿收缩混凝土浇筑完毕，当常温时覆盖塑料薄膜保湿养护，当负温时覆盖塑料薄膜和矿棉毡保温保湿养护。

2.根据权利要求1所述的地下工程坑中坑降水与封井施工方法，其特征在于：步骤一所述降水井管的弹性模量为3000MPa～3400MPa。

3.根据权利要求1或2所述的地下工程坑中坑降水与封井施工方法，其特征在于：步骤一所述降水井管入水部分设置滤水孔，滤水孔直径20mm～30mm，沿降水井管环形间距0.1m～0.15m，竖向间距0.2m～0.3m。

4.根据权利要求1或2所述的地下工程坑中坑降水与封井施工方法，其特征在于：步骤一所述降水井管直径200mm～220mm。

5.根据权利要求1所述的地下工程坑中坑降水与封井施工方法，其特征在于：步骤一所述在地下工程坑中坑坡顶以外1.0m～1.5m位置布置一眼降水井，降水井管比地下工程坑中坑深3.0m～4.0m，确保在坑中坑内的降水抛物线顶端低于坑中坑底标高0.5m～1.0m。

6.根据权利要求1所述的地下工程坑中坑降水与封井施工方法，其特征在于：步骤三所述防水层与PVC降水井管交汇处防水层上翻0.2m～0.25m并采用收口箍箍紧，收口箍采用宽×厚=25mm×1mm～30mm×1.5mm的带铁制作成Ω形，开口位置设置紧固螺丝紧固防水层收口。

7.根据权利要求1所述的地下工程坑中坑降水与封井施工方法，其特征在于：步骤三所述降水井管环向打毛处理，是将遇水膨胀止水胶条与降水井管接触范围采用电动砂轮预先打毛。

8.根据权利要求1所述的地下工程坑中坑降水与封井施工方法，其特征在于：步骤三所述遇水膨胀止水胶条，在混凝土浇筑7d后遇水时膨胀率为300%。

9.根据权利要求1所述的地下工程坑中坑降水与封井施工方法，其特征在于：步骤四所述采用C35P6补偿收缩混凝土浇筑至筏板上平，其限制膨胀率为0.03%。

10.根据权利要求1所述的地下工程坑中坑降水与封井施工方法，其特征在于：步骤四所述补偿收缩混凝土浇筑完毕，当常温时覆盖塑料薄膜保湿养护14d，当负温时覆盖塑料薄膜和矿棉毡保温保湿养护14d。

Images