CN115928776A - 一种砂土内超深基坑降水施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种砂土内超深基坑基坑降水施工方法，包括井点测量定位；挖井口、安护筒；钻孔就位；钻孔；回填井底砂垫层；吊放井管；回填井管与孔壁间的沙砾过滤层；洗井；井管内下设水泵、安装抽水控制电路；试抽水；降水井正常工作；盖井盖；清理施工现场；降水管理；降水任务完成；封井。用支护体系与井点降水结合的基坑支护体系降水效果更加明显，可有效减少后期因止水帷幕锁水效果不佳产生的返修成本。因不需要施工止水帷幕，仅需施工降水井，可有效缩短施工工期，且不需要止水帷幕旋喷桩所需长臂螺旋钻机进场，减少了机械进场所产生的机械费，减少成本。

Description

一种砂土内超深基坑降水施工方法

技术领域

本发明涉及基坑的施工技术领域，具体是一种砂土内超深基坑降水施工方法。

背景技术

某项目中，建筑的基坑深度为22.68m、28.13m，局部集水坑区域基坑深度29.18m，场地地层以细砂、砾砂为主，地层渗透系数大，透水性好。基坑支护施工中常见的地下水降水方式为井点降水与止水帷幕结合，但旋喷桩止水帷幕在拟建土层中成桩效果差，止水帷幕的锁水效果无法保证；也即是说，在土层土质差，含水率低透水性极好的条件下，超深基坑的降水施工难度大，易出现地下水迅速上升、地下水渗漏等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷， 提出一种砂土内超深基坑基坑降水施工方法。

为了达到上述目的，笨发明是这样实现的：

一种砂土内超深基坑降水施工方法，包括

步骤1、钻井试孔：钻井前应先进行试钻工作，提前采集护壁泥浆粘度比重、护壁有效时长等技术参数，形成原始技术资料，为正式钻井提供有效技术支撑；

步骤2、换浆：井管下入前注入清水置换，砂石泵抽出沉渣并测定井深。用水泵或捞砂管抽出沉渣，使井内泥浆密度保持在1.15-1.25g/m³；

步骤3、吊放井管：井管采用Ф500mm无砂水泥管，分节下放，滤水管外包多层土工布及等粒径碎石，井管要高出地面不小于300mm，并加盖临时保护；

步骤4、填滤料：井管下入后立即填入滤料，滤料沿井孔四周均匀填入，宜保持连续，将泥浆挤出井孔，填滤料时，应随填随侧滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因，不得用装载机直接填料，应用铁锨下料，以防不均匀或冲击井壁，洗井后，如滤料下沉量过大，应补填至井口下1m处，其上用粘土封填；滤料必须符合级配要求，合格率要大于90%，杂质含量不大于3%；

步骤5、洗井：成井后，借助空压机清除孔内泥浆，至井内完全出清水止，再用污水泵反复进行恢复性抽洗，抽洗次数不得少于6次；洗井应在成井4小时内进行，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化难以破坏，影响渗水效果；洗井后可进行试验性抽水，确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求；

步骤6、降水位置及过长水管处理：当地下水降至挖土作业面以下5m时进行进一步挖土作业，下挖5m后对水位进行检查，当水位在作业面标高以下0.5m以下时，将降水井露出作业面的部分进行切割，切割长度为2m，保证井口比作业面高0.3m，后续挖土及降水井切割要求依次类推；整个挖土、切割降水井过程中，降水泵照常工作；

步骤7、水位观测：抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期引入专业降水单位、基坑监测单位和第三方监测单位三家队伍对水位进行详细观测，每天早中晚定点观测3次，水位稳定后每天观测1次，水位观测精度±2cm，并绘制地下水位降深曲线；

步骤8、降水结束封井：在浇筑底板前，在保证抽水效果的前提下，按照隔一封一的原则，提前封闭部分降水井，浇入混凝土底板内，待结构底板达到设计强度后，在底板标高一下200-300mm焊钢盖板止水，焊前要求计算井点水位上升的间隔时间，焊好后，浇筑比底板高一等级膨胀混凝土；

其中，施工时：

①尽量使用清水钻探，必要时使用稀泥浆钻进；

②机械垫平，保证钻孔垂直度，严格按设计孔径、孔深施工；

③做好钻探记录，记录好孔号、孔深、地层岩性；

④下管时将井管对整齐，捆扎要牢靠，防止下管脱落或井斜；

⑤滤料规格要整齐干净、圆度要好，绝不准含砂；

⑥成孔下管前，要用清水换浆，成井后，应立即用空压机洗井，一切水质洗到清澈透明，抽水五分钟后含砂量应低于1/2000；

⑦洗井后应下泵抽水，观测出水情况，及时调整降水方案；

进一步：

①、钻孔的孔口处设置护筒；

②、孔径施工垂直，上下一致，孔底比管底深0.5-1.0m；

③、空压机洗井至水清砂净；

④、钻进中在需要的时候取土样并做好记录；

⑤、分节组装的井点管径直径一致，管井井点管采用无砂混凝土管，其孔隙率不应小于20%，且外壁包无纺布；

⑥、井点管沉设符合下列规定；

a、下管前进行冲孔换浆，泥浆比重控制在1.5-1.25之间；

b、沉设前应先配管；

c、分节沉设时，各节应同心并连接严密；

d、管井井点管高出地面300mm，井点管就位固定后，管上口应临时封闭；

e、滤料洁净，其规格为含水层筛分粒径的5-10倍，投放时符合下列要求：

滤料投放前清孔稀释泥浆；

滤料沿井管周围均匀投放，投放量不得小于计算量的95%；

滤料填至井口下1m左右时用粘性土填实夯平；

井点管沉设后，检查渗水性能，当投放滤料管口有泥浆水冒出或向管内灌水能很快下渗时方为合格；

配水管路断面根据排水流量确定并连接严密，排出的水经过沉砂处理后，方可排出；

降水井点系统，在工程结构底板浇筑完毕且混凝土强度达到设计要求后在行撤除、封井；井点封井后，及时回填密实。

本发明中，因单体拟建场地土层为砂性土，地下水水量大，土层渗透系数较大，旋喷桩施工混凝土灌注后成桩质量无法保证，止水帷幕之水效果无法保证，而改用支护体系与井点降水结合的基坑支护体系降水效果更加明显，可有效减少后期因止水帷幕锁水效果不佳产生的返修成本。因不需要施工止水帷幕，仅需施工降水井，可有效缩短施工工期，且不需要止水帷幕旋喷桩所需长臂螺旋钻机进场，减少了机械进场所产生的机械费，减少成本。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

某内陆地区的建筑项目，其地区土质渗透系数大，且单体所在位置西北侧10公里为黑河流域，地层含水量充沛。根据地质勘察报告水位标高显示潜水流向为由南向北，故采用双排降水井联合井点降水的方案进行降水施工。外排降水井距待开挖基坑支护桩距离为8米，作用为控制内部地下水水位，阻挡外部地下水流入内部区域；内排降水井距待开挖基坑支护桩距离为1.5米，作用为对待开挖区域地下水进行抽水降排工作，保证土方开挖时工作面无明水出现，保证工作面干燥。

根据设计：

深基坑平台外北侧位置降水井共19口，井深36.00m（自现状地面-1.00m），深基坑平台外北侧位置降水井共27口，井深40.00m（自现状地面-1.00m），平台位置降水井共24口，井深36.00m，坑内3口钢管降水井，观测井共5口，井深40.00m）。

管井成孔直径800mm，内置外径500mm无砂管，孔壁与管外壁之间回填砂石滤料，考虑本场地地层以细砂、砾砂为主，地层渗透系数大，降水井井管全长外包2层60～80密目尼龙网，严格按规范要求控制含砂量。

开挖前施工降水井，降水井井口标高按场地标高施工，深基坑平台位置24口降水井，开挖至（自平台标高-5.00m），将多余井管截除。

确定工艺施工工艺流程

井点测量定位→挖井口、安护筒→钻孔就位→钻孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填井管与孔壁间的沙砾过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常工作→盖井盖→清理施工现场→降水管理→降水任务完成→封井。

具体施工：一种砂土内超深基坑基坑降水施工方法，包括

1、钻井试孔

钻井前应先进行试钻工作，提前采集护壁泥浆粘度比重、护壁有效时长等技术参数，形成原始技术资料，为正式钻井提供有效技术支撑。

2、换浆

井管下入前注入清水置换，砂石泵抽出沉渣并测定井深。用水泵或捞砂管抽出沉渣，使井内泥浆密度保持在1.15-1.25g/m³

3、吊放井管

井管采用Ф500mm无砂水泥管，分节下放，滤水管外包多层土工布及等粒径碎石，井管要高出地面不小于300mm，并加盖临时保护。

4、填滤料

井管下入后立即填入滤料。滤料沿井孔四周均匀填入，宜保持连续，将泥浆挤出井孔。填滤料时，应随填随侧滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因。不得用装载机直接填料，应用铁锨下料，以防不均匀或冲击井壁。洗井后，如滤料下沉量过大，应补填至井口下1m处，其上用粘土封填。

滤料必须符合级配要求，合格率要大于90%，杂质含量不大于3%。

5、洗井

成井后，借助空压机清除孔内泥浆，至井内完全出清水止，再用污水泵反复进行恢复性抽洗，抽洗次数不得少于6次。

洗井应在成井4小时内进行，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化难以破坏，影响渗水效果。

洗井后可进行试验性抽水，确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求。

6、降水位置及过长水管处理

当地下水降至挖土作业面以下5m时进行进一步挖土作业。下挖5m后对水位进行检查，当水位在作业面标高以下0.5m以下时，将降水井露出作业面的部分进行切割，切割长度为2m（保证井口比作业面高0.3m），后续挖土及降水井切割要求依次类推。整个挖土、切割降水井过程中，降水泵照常工作。

7、水位观测

抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期引入专业降水单位、基坑监测单位和第三方监测单位三家队伍对水位进行详细观测，每天早中晚定点观测3次，水位稳定后每天观测1次，水位观测精度±2cm，并绘制地下水位降深曲线。

8、降水结束封井

在浇筑底板前，在保证抽水效果的前提下，按照隔一封一的原则，提前封闭部分降水井，浇入混凝土底板内，待结构底板达到设计强度后，在底板标高一下200-300mm焊钢盖板止水，焊前要求计算井点水位上升的间隔时间，焊好后，浇筑比底板高一等级膨胀混凝土。

9、施工技术要求

①尽量使用清水钻探，必要时使用稀泥浆钻进；

②机械垫平，保证钻孔垂直度，严格按设计孔径、孔深施工；

③做好钻探记录，记录好孔号、孔深、地层岩性等；

④下管时将井管对整齐，捆扎要牢靠，防止下管脱落或井斜；

⑤滤料规格要整齐干净、圆度要好，绝不准含砂；

⑥成孔下管前，要用清水换浆，成井后，应立即用空压机洗井，一切水质洗到清澈透明，抽水五分钟后含砂量应低于1/2000；

⑦洗井后应下泵抽水，观测出水情况，及时调整降水方案。

10、降水井施工技术、质量保证措施

①、钻孔的孔口处设置护筒；

②、孔径施工垂直，上下一致，孔底比管底深0.5-1.0m；

③、空压机洗井至水清砂净；

④、钻进中在需要的时候取土样并做好记录；

⑤、分节组装的井点管径直径一致，管井井点管采用无砂混凝土管，其孔隙率不应小于20%，且外壁包无纺布。

⑥、井点管沉设符合下列规定；

a、下管前进行冲孔换浆，泥浆比重控制在1.5-1.25之间；

b、沉设前应先配管；

c、分节沉设时，各节应同心并连接严密；

d、管井井点管高出地面300mm，井点管就位固定后，管上口应临时封闭；

e、滤料洁净，其规格为含水层筛分粒径的5-10倍，投放时符合下列要求：

滤料投放前清孔稀释泥浆；

滤料沿井管周围均匀投放，投放量不得小于计算量的95%；

滤料填至井口下1m左右时用粘性土填实夯平；

井点管沉设后，检查渗水性能，当投放滤料管口有泥浆水冒出或向管内灌水能很快下渗时方为合格；

配水管路断面根据排水流量确定并连接严密，排出的水经过沉砂处理后，方可排出；

降水井点系统，在工程结构底板浇筑完毕且混凝土强度达到设计要求后在行撤除、封井；井点封井后，及时回填密实。

施工过程中，应注意：

一、降水井保护措施

1、坑内井在井口处用直径16mm螺纹钢焊好保护架，设置井盖盖好；

2、坑外砌筑井台，井口设置井盖盖好，以防掉落井内杂物；

3、土方开挖时，除向土方开挖人员做好保护交底外，派专人负责看护成井，并随土方下挖逐节拆下井管；

二、观测井的保护措施：

1）、槽内观测井在井周围做好标识，以示保护；

2）、每天进行巡视，检查观测井的保护情况。

三、管井使用与封堵

1、降水井在使用中，应经常检查，并对井内水位下降和流量进行观测和记录。检查水位是否正常，有无滤塞现象，水泵是否正常运转等，如情况异常，必须换泵检修，以保证降水效果。

2、管井封堵

基坑外管井封堵：采用黄砂或石屑进行回填封堵。

3、封井时间

在地下结构施工完成并回填完成后、经设计单位同意后方可停止降水，进行封堵。

4、降水后场地外土方会发生固结沉降，可能引发的事故及应急措施

本基坑周边约50m~80m外存在既有机场场道和机库等建筑，密切关注机场道面和机库等建筑物变形情况，一旦发现变形过大影响场道和建筑物安全，及时采取回灌措施。

四、降水应急抢险措施

1、突发性停电的处理和预防

突发性停电往往造成工地瘫痪，尤其对降水维持影响很大，如处理不当，将造成质量和安全事故等。

（1）紧急处理

施工现场一旦停电应立即指令电工查找停电原因。应立即采取启动备用发电机措施。

（2）预防措施

对突然性停电，在施工组织管理中应有有效的预防措施。

1)、根据预案，总包方应配备一台300KW备用发电机，并在现场电网布置时预留一级配电箱发电机引入端子，当出现停电时可立即切换。

2、突发性机械故障的处理和预防措施

突发性机械故障中，主要可能出现的是深井潜水泵故障。

（1）紧急处理

机械故障的处理，首先应注意必须由专人机修人员操作，以免产生次生工伤事故。如深井潜水泵出现故障，可立即采用现场备用深井泵进行调换，数量不少于20台。

（2）预防措施

1)、平时应定期做好机械保修工作，保持机械的完好率。重要施工作业前，还应认真做好例行检修工作，防止机械带病运转。

2)、作业时，现场应有专业机修人员值班，并具备有常用的机械零配件，以保证临时抢修用。

3)、机械操作人员应持证上岗，严禁非操作人员随意操作机械。

Claims (1)

1.一种砂土内超深基坑基坑降水施工方法，其特征是：包括

步骤1、钻井试孔：钻井前应先进行试钻工作，提前采集护壁泥浆粘度比重、护壁有效时长等技术参数，形成原始技术资料，为正式钻井提供有效技术支撑；

步骤2、换浆：井管下入前注入清水置换，砂石泵抽出沉渣并测定井深；

用水泵或捞砂管抽出沉渣，使井内泥浆密度保持在1.15-1.25g/m³；

步骤3、吊放井管：井管采用Ф500mm无砂水泥管，分节下放，滤水管外包多层土工布及等粒径碎石，井管要高出地面不小于300mm，并加盖临时保护；

步骤4、填滤料：井管下入后立即填入滤料，滤料沿井孔四周均匀填入，宜保持连续，将泥浆挤出井孔，填滤料时，应随填随侧滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因，不得用装载机直接填料，应用铁锨下料，以防不均匀或冲击井壁，洗井后，如滤料下沉量过大，应补填至井口下1m处，其上用粘土封填；滤料必须符合级配要求，合格率要大于90%，杂质含量不大于3%；

步骤5、洗井：成井后，借助空压机清除孔内泥浆，至井内完全出清水止，再用污水泵反复进行恢复性抽洗，抽洗次数不得少于6次；洗井应在成井4小时内进行，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化难以破坏，影响渗水效果；洗井后可进行试验性抽水，确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求；

步骤6、降水位置及过长水管处理：当地下水降至挖土作业面以下5m时进行进一步挖土作业，下挖5m后对水位进行检查，当水位在作业面标高以下0.5m以下时，将降水井露出作业面的部分进行切割，切割长度为2m，保证井口比作业面高0.3m，后续挖土及降水井切割要求依次类推；整个挖土、切割降水井过程中，降水泵照常工作；

步骤7、水位观测：抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期引入专业降水单位、基坑监测单位和第三方监测单位三家队伍对水位进行详细观测，每天早中晚定点观测3次，水位稳定后每天观测1次，水位观测精度±2cm，并绘制地下水位降深曲线；

步骤8、降水结束封井：在浇筑底板前，在保证抽水效果的前提下，按照隔一封一的原则，提前封闭部分降水井，浇入混凝土底板内，待结构底板达到设计强度后，在底板标高一下200-300mm焊钢盖板止水，焊前要求计算井点水位上升的间隔时间，焊好后，浇筑比底板高一等级膨胀混凝土；

其中，施工时：

①尽量使用清水钻探，必要时使用稀泥浆钻进；

②机械垫平，保证钻孔垂直度，严格按设计孔径、孔深施工；

③做好钻探记录，记录好孔号、孔深、地层岩性；

④下管时将井管对整齐，捆扎要牢靠，防止下管脱落或井斜；

⑤滤料规格要整齐干净、圆度要好，绝不准含砂；

⑥成孔下管前，要用清水换浆，成井后，应立即用空压机洗井，一切水质洗到清澈透明，抽水五分钟后含砂量应低于1/2000；

⑦洗井后应下泵抽水，观测出水情况，及时调整降水方案；

进一步：

①、钻孔的孔口处设置护筒；

②、孔径施工垂直，上下一致，孔底比管底深0.5-1.0m；

③、空压机洗井至水清砂净；

④、钻进中在需要的时候取土样并做好记录；

⑤、分节组装的井点管径直径一致，管井井点管采用无砂混凝土管，其孔隙率不应小于20%，且外壁包无纺布；

⑥、井点管沉设符合下列规定；

a、下管前进行冲孔换浆，泥浆比重控制在1.5-1.25之间；

b、沉设前应先配管；

c、分节沉设时，各节应同心并连接严密；

d、管井井点管高出地面300mm，井点管就位固定后，管上口应临时封闭；

e、滤料洁净，其规格为含水层筛分粒径的5-10倍，投放时符合下列要求：

滤料投放前清孔稀释泥浆；

滤料沿井管周围均匀投放，投放量不得小于计算量的95%；

滤料填至井口下1m左右时用粘性土填实夯平；

井点管沉设后，检查渗水性能，当投放滤料管口有泥浆水冒出或向管内灌水能很快下渗时方为合格；

配水管路断面根据排水流量确定并连接严密，排出的水经过沉砂处理后，方可排出；

降水井点系统，在工程结构底板浇筑完毕且混凝土强度达到设计要求后在行撤除、封井；井点封井后，及时回填密实。