CN116556356A - 一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所提出的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法，包括以下步骤：施工准备；基坑干地开挖；吸砂泵排就位布置；吸砂泵排水下开挖；所述的吸砂泵管头带有高压水枪，用于将深基坑底部泥砂冲散形成泥砂混合物，吸砂泵用于将泥砂混合物吸出，由排泥管线吹填至指定的纳泥区域。该方法无需进行基坑降排水及基坑支护，有效提高了施工效率，减少了施工工期，节省了降水成本、基坑支护成本，采用吸砂泵排水下作业有效避免了粉尘、扬尘等情况的发生，具有良好的环保意义，采吸砂泵水下开挖与袋装砂护面充填工艺相结合，有效节省了袋装砂施工的工期及成本，具有良好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及基坑开挖施工技术领域，尤其涉及一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法。
背景技术
在传统深基坑施工过程中，为了防止边坡失稳、保证施工安全，常采取设置合理坡度、设置边坡护面、钢板桩基坑支护、降低地下水位等措施，然而，在施工过程中，随着基坑开挖深度的增加，边坡的稳定性防护以及基坑降排水难度会越来越大，土方开挖、倒运难度也随之增大，且容易导致安全事故的发生，尤其在地下水位较高且受潮汐影响较大的基面，由于渗水严重，施工期间极易发生管涌现象，若采用传统基坑支护、降排水等工艺干地施工，基坑开挖、支护及降排水难度则更大，而且工程造价较高，同时也存在安全隐患，且所需工期长，难以满足后续其他工序的通水要求，因此，采用深基坑降排水和基坑支护的方式已不能满足现有工程工期和质量等技术要求，如能寻求一种方法，突破传统基坑施工降排水和支护的技术，克服上述技术不足，将能有效解决工程深基坑支护及降排水难度大等难题，提高施工效率，因此，目前急需一种解决方案显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用吸砂泵带水作业方式以克服现有技术不足，提高施工效率，解决深基坑支护及降排水难度大等问题的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法。
本发明所提出的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法，包括：施工准备；基坑干地开挖；吸砂泵排就位布置；吸砂泵排水下开挖；所述的吸砂泵管头带有高压水枪，用于将深基坑底部泥砂冲散形成泥砂混合物，吸砂泵用于将泥砂混合物吸出，由排泥管线吹填至指定的纳泥区域。
所述施工准备中包括：开工前将基坑按6m划分成若干条，按3-5m厚的泥层进行分层，然后对所划区域进行分区、分段、分条、分层开挖。
所述基坑干地开挖包括：表层陆地开挖，首先采用钩机、铲车设备将基坑表层开挖出具有一定深度的地下水，所述开挖出的地下水深度设定为0.8-1.2m。
所述吸砂泵排就位布置包括：吸砂泵排组装，所述吸砂泵排主要由离心式吸砂泵、高压水枪、柴油机、轻型浮排组成，所述吸砂泵及柴油机的参数可根据实际施工需要进行选择，所述轻型浮排采用钢制框架结构，内部采用泡沫填充，所述轻型浮排尺寸采用9寸离心式吸砂泵加6m*6m*1.5m浮排组装而成，轻型浮排的尺寸还可以根据不同的施工需求进行加大或缩小。
所述吸砂泵排水下开挖包括：吸砂泵上层开挖；吸砂泵下层开挖；边坡区域开挖；所述采用的9寸离心式吸砂泵由250KW的柴油机驱动，吸砂泵吸管管头为长度是4-5m，内径为9寸的钢管，吸砂泵排的吸砂管在基坑底部进行吸砂浚深，根据吸砂管上的刻度判断开挖深度，当一个开挖点深度满足设计要求后通过锚缆移动吸砂泵排沿着分条缓慢向前移动，进而开挖出一条满足设计标高的沟槽；所述吸砂泵排的固定及移动通过调整浮排上的锚缆实现。
所述吸砂泵排可以在水上组装，也可以在岸上组装后采用汽车吊吊运至施工位置。
所述的吸砂泵排所开挖的条与条之间均设有一定搭接，减少漏挖现象。
所述还包括吸砂泵排的扫浅施和施工过程中的测量验收的步骤，通过RTK进行吸砂泵排定位控制，通过打水坨、水尺以及采用测深仪测量仪器对开挖质量进行检验并控制。
所述深基坑采用袋装砂护面，基坑开挖后续施工中，可将吸砂泵水下开挖与袋装砂护面充填工艺相结合，采用吸砂泵抽砂直接充填至护面充填砂袋内。
所述袋装砂护面充填时满足袋体的充填饱满度和平整度，充砂管袋充盈率≧85％，充砂管袋袋体之间纵向搭接宽度≧2m，为保持袋装砂护面的稳定性，袋装砂护面的边坡控制在1:1.5。
本发明所提出的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法，通过表层陆地开挖和下层采用吸砂泵排在深基坑内带水作业开挖的方式，通过吸砂泵排的水下作业开挖，无需进行基坑降排水及基坑支护，有效提高了施工效率，减少了施工工期，同时也节省了降水成本、基坑支护成本，采用该方法与传统深基坑干地开挖、土方运输相比施工机械数量及种类较少，现场交通及安全管理压力较小。此外，由于所有施工内容均为带水作业，有效避免了粉尘、扬尘等情况的发生，具有较好的环保意义，本方法采用吸砂泵排疏浚施工，还可以与后续袋装砂护面施工工序相结合，采用吸砂泵排开挖的泥砂混合物直接通过吹填管线充填至袋装砂袋内，有效节省了袋装砂施工的工期及成本，具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
附图1为本发明所提出的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法的流程图。
具体实施方式
参见图1，该图给出本发明所提出的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法的整体步骤，该方法包括：施工准备：分条、分层开挖；表层陆地开挖；下层采用吸砂泵排在深基坑内带水作业开挖；所述的吸砂泵管头带有高压水枪，用于将深基坑底部泥砂冲散形成泥砂混合物，吸砂泵用于将泥砂混合物吸出，由排泥管线吹填至指定的纳泥区域。
施工准备：开工前将基坑按6m划分成若干条，按3-5m厚的泥层进行分层，然后对所划区域进行分区、分段、分条、分层开挖。
基坑干地开挖的步骤包括：首先采用钩机、铲车设备将基坑表层开挖出具有一定深度的地下水，由于吸砂泵排须带水作业，若前期基坑上层为干地，则需要首先采用钩机、铲车等设备将基坑表层开挖出一定深度的地下水，土方开挖时，使用挖掘机直接开挖，铲车配合近距离土方转运，运距较远的采用自卸车运输，施工中定期测量校正开挖断面尺寸，边坡修整紧跟开挖进行，采取挖一层，边坡修整一层的施工方式，对施工期间可能引起的滑坡和塌方体采用预防性的保护措施，并仔细检查边坡的稳定性。
所述开挖出的地下水深度设定为0.8-1.2m，本实施例中采用水深1m时，满足吸砂泵排吃水条件，吸砂泵排进场进行施工作业开挖。
吸砂泵排的就位布置包括：组装就位，所述吸砂泵排采用9寸离心式吸砂泵加6m*6m*1.5m浮排组装而成；所述吸砂泵排主要由离心式吸砂泵、高压水枪、柴油机、轻型浮排组成，所述吸砂泵及柴油机的参数可根据实际施工需要进行选择，所述轻型浮排采用钢制框架结构，内部采用泡沫填充，所述轻型浮排尺寸还可以根据不同的施工需求进行加大或缩小，吸砂泵排组装工艺流程包括：轻型浮排下水抛锚，固定浮排，抽砂机组安装，管线安装，所述吸砂泵排可以在水上组装，也可以在岸上组装后采用汽车吊吊运至施工位置，其中吸砂泵排就位主要采用RTK进行施工放样，将吸砂泵排施工所划分的条带采用浮标进行标识，吸砂泵排施工期间，每个浮排配置4～5名工人，主要负责浮排定位、移动、开挖定深控制、吹填管线调整等工作。
吸砂泵排水下开挖包括：(1)吸砂泵上层开挖：上层开挖期间可加大吸砂管头高压水枪的冲水压力，在不堵管的情况下尽量降低吸砂管头的下放度，以提升吸砂泵的吸砂浓度，提高施工效率。施工期间，吸砂泵排操作手应根据不同的土质情况来调节吸砂浓度，当开挖土质颗粒为较大的粗砂以及黏土时，应适当提升吸砂管头，降低吸砂浓度，降低吸砂泵堵管风险；当开挖土质为淤泥、粉细砂等细颗粒土质时可适当降低吸砂管头的高度，加大开挖浓度以提升施工效率；(2)吸砂泵下层开挖：下层开挖主要以定深控制为主，一般将底层约2.0m的泥层留作最后一层进行精挖，底层开挖期间应采用打水坨以及测深仪测量等方式监测开挖深度，必要时可加大测量频率，当开挖高程接近基底高程时，应适当减小高压水枪的冲水压力，同时配合提升吸砂管头的高度以控制开挖标高，确保开挖底高程及开挖平整度满足设计要求，减少超挖废方；(3)边坡区域开挖：边坡区域开挖主要采用上欠下超的施工工艺，将基坑边坡开挖成台阶状，利用砂性土质已坍塌的特点，形成自然坡，基坑边坡开挖期间应特别注意的是：避免把台阶一次性开挖过宽、过高，从而导致边坡上部土方大规模塌方，影响开挖边坡的稳定性，一般边坡开挖台阶的高度控制在2m左右，宽度控制在5m左右，具体开挖尺寸还应根据边坡的开挖坡比进行控制；
所述采用的9寸离心式吸砂泵由250KW的柴油机驱动，吸砂泵吸管管头为长度是4-5m，内径为9寸的钢管，施工时，通过调整浮排上的锚缆来固定及移动吸砂泵排，吸砂泵排的吸砂管在基坑底部进行吸砂浚深，根据吸砂管上的刻度判断开挖深度，当一个开挖点深度满足设计要求后通过锚缆移动吸砂泵排缓慢向前移动，进而开挖出一条满足设计标高的沟槽；施工期间，吸砂泵排所开挖的条与条之间均要有一定的搭接，减少漏挖现象的发生，所述采用的9寸离心式吸砂泵最远吹距可达150m。
所述还包括吸砂泵排扫浅施工和测量验收的步骤：采用吸砂泵排扫浅施工期间，应采用测深仪加大测量频率，测量人员将测量浅点划分成不同的块，通过采用RTK进行浅点区域定位，指导吸砂泵排定点定深扫浅施工，由于扫浅泥层一般厚度较薄，施工期间应高度重视定深控制，严格控制吸砂管头的下放深度，并及时采用打水拓、测深仪等方式检验开挖深度。
其中，主要施工工艺流程包括：袋装砂护面位置开挖，充填砂袋铺设、定位，吸砂泵基坑开挖充填至袋装砂，充填完成进行下一袋体充填。
本方法中的吸砂泵排主要适用于开挖平均粒径0.5mm以下的中砂、细砂以及淤泥土质，当开挖土质为粒径较大的中、粗砂或粉质粘土时可适当减少开挖厚度，降低堵管风险，当泥层为粉细砂、淤泥质土时，可适当加大分层厚度，提高开挖效率。
本方法主要采用吸砂泵排对取水口基坑进行浚深开挖，施工期间无其他施工材料投入，节约材料成本，同时，通过吸砂泵排的水下作业开挖，无需进行基坑降排水及基坑支护，有效提高了施工效率，减少了施工工期，同时也节省了降水成本、基坑支护成本，采用该方法与传统深基坑干地开挖、土方运输相比施工机械数量及种类较少，现场交通及安全管理压力较小。此外，由于所有施工内容均为带水作业，有效避免了粉尘、扬尘等情况的发生，具有较好的环保意义，本方法采用吸砂泵排疏浚施工，还可以与后续袋装砂护面施工工序相结合，采用吸砂泵排开挖的泥砂混合物直接通过吹填管线充填至袋装砂袋内，有效节省了袋装砂施工的工期及成本，具有良好的经济效益和社会效益。
Claims (10)
1.一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法，其特征在于：包括以下步骤：施工准备；基坑干地开挖；吸砂泵排就位布置；吸砂泵排水下开挖；所述的吸砂泵管头带有高压水枪，用于将深基坑底部泥砂冲散形成泥砂混合物，吸砂泵用于将泥砂混合物吸出，由排泥管线吹填至指定的纳泥区域。
2.根据权利要求1所述的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法，其特征在于：所述施工准备中包括：开工前将基坑按6m划分成若干条，按3-5m厚的泥层进行分层，然后对所划区域进行分区、分段、分条、分层开挖。
3.根据权利要求1所述的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法，其特征在于：所述基坑干地开挖包括：表层陆地开挖，首先采用钩机、铲车设备将基坑表层开挖出具有一定深度的地下水，所述开挖出的地下水深度设定为0.8-1.2m。
4.根据权利要求1所述的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法，其特征在于：所述吸砂泵排就位布置包括：吸砂泵排组装，所述吸砂泵排主要由离心式吸砂泵、高压水枪、柴油机、轻型浮排组成，所述吸砂泵及柴油机的参数可根据实际施工需要进行选择，所述轻型浮排采用钢制框架结构，内部采用泡沫填充，所述轻型浮排尺寸采用9寸离心式吸砂泵加6m*6m*1.5m浮排组装而成，轻型浮排的尺寸还可以根据不同的施工需求进行加大或缩小。
5.根据权利要求1或4所述的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法，其特征在于：所述吸砂泵排水下开挖包括：吸砂泵上层开挖；吸砂泵下层开挖；边坡区域开挖；所述采用的9寸离心式吸砂泵由250KW的柴油机驱动，吸砂泵吸管管头为长度是4-5m，内径为9寸的钢管，吸砂泵排的吸砂管在基坑底部进行吸砂浚深，根据吸砂管上的刻度判断开挖深度，当一个开挖点深度满足设计要求后通过锚缆移动吸砂泵排沿着分条缓慢向前移动，进而开挖出一条满足设计标高的沟槽；所述吸砂泵排的固定及移动通过调整浮排上的锚缆实现。
6.根据权利要求1或4所述的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法，其特征在于：所述吸砂泵排可以在水上组装，也可以在岸上组装后采用汽车吊吊运至施工位置。
7.根据权利要求1或2所述的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法，其特征在于：所述的吸砂泵排所开挖的条与条之间均设有一定搭接，减少漏挖现象。
8.根据权利要求1所述的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法，其特征在于：还包括吸砂泵排的扫浅施和施工过程中的测量验收的步骤，通过RTK进行吸砂泵排定位控制，通过打水坨、水尺以及采用测深仪测量仪器对开挖质量进行检验并控制。
9.根据权利要求1所述的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法，其特征在于：所述深基坑采用袋装砂护面，基坑开挖后续施工中，可将吸砂泵水下开挖与袋装砂护面充填工艺相结合，采用吸砂泵抽砂直接充填至护面充填砂袋内。
10.根据权利要求9所述的一种高渗水型深基坑免降排水开挖施工方法，其特征在于：所述袋装砂护面充填时满足袋体的充填饱满度和平整度，充砂管袋充盈率≧85％，充砂管袋袋体之间纵向搭接宽度≧2m，为保持袋装砂护面的稳定性，袋装砂护面的边坡控制在1:1.5。
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