深基坑降水施工方法与流程

本发明涉及城市地铁车站基坑技术领域，具体涉及一种深基坑降水施工方法。

背景技术：

黄河冲积平原城市中的地铁车站一般埋深浅、跨度大，地质情况复杂，砂砾土及淤泥层厚度大，且分布广泛，同时地下水往往通过砂砾层与黄河水系联通，基坑降止水困难极易产生管涌和潜蚀风险。目前城市地铁车站深基坑降止水的常规方法为：基坑采取内支撑及围护排桩支护，并结合排桩间止水桩的止水措施，该现有技术方法存在的问题：一是工程量较大，成本较高，二是止水及基坑支护结构施工完成后才能进行基坑土方开挖，工期较长，三是止水及基坑支护结构和基坑结构施工存在干扰，施工后支护结构仍需拆除，因此，为了确保工程的进度、质量、成本和安全，需要使用更加经济合理的降止水方法。

技术实现要素：

本发明提供一种深基坑降水施工方法，施工量小，且在施工的过程中可以与深基坑结构的施工同时进行，增强了施工的安全性，提高了施工效率。

本发明提供的深基坑降水施工方法，包括以下步骤：s1)根据施工要求确定深基坑内每口降水井的结构、设计井深和设计位置，计算深基坑内所需降水井的数量，生成深基坑降水井施工方案；s2)根据降水井施工方案测量放样确定所述降水井的实际位置；s3)在每口待施工降水井的实际位置，利用钻机进行钻井施工形成所述降水井；s4)在所述降水井底部安装排水泵，向所述降水井中注入清水并使用所述排水泵抽水进行洗井操作，直至水清砂净，完成所述降水井的施工；s5)在地下涌水进入所述降水井内并达到预定高度后，使用所述排水泵抽出所述降水井内的地下涌水完成降水操作。

优选地，所述步骤s1)中，所述每口降水井的结构包括：降水井孔、井管以及填料，所述井管置于所述降水井孔中，所述填料填充在所述井管与所述降水井孔之间。

优选地，所述步骤s1)中，采用以下公式计算深基坑内所需降水井的数量：

n＝a/a，其中

n—深基坑内所需降水井的数量(口)；

a—深基坑面积(m²)；

a—深基坑内单个降水井的有效降水面积(m²)。

优选地，所述步骤s3)利用钻机进行钻井施工形成所述降水井，包括：在每口待施工降水井的实际位置处埋设护口管；钻机对准所述护筒的中心位置进行钻井施工，形成降水井孔；待钻设至设计井深位置后，使用清水对所述降水井孔进行冲孔操作清除降水井孔内的杂物，直至降水井孔内返出的泥浆内不含有泥块；将井管下放入所述降水井孔中，在所述井管与所述降水井孔之间填充所述填料并确保所述井管垂直，形成所述降水井。

优选地，在埋设护口管时，在所述护口管外侧使用粘性土密封。

优选地，在钻井施工过程中，所述降水井孔内泥浆密度控制在预定范围内，在所述降水井孔内压满泥浆，以防止所述降水井孔的孔壁坍塌。

优选地，将井管下放入所述降水井孔之前，测量所述降水井深度，确定所述降水井深度达到设计井深。

优选地，填充所述填料至距离所述降水井的井口预定距离位置处。

优选地，在所述填料至所述降水井的井口之间使用粘土进行封填。

优选地，在所述降水井的井口周围砌筑防止地表污水从井外流入的砖壁。

本发明提供的深基坑降水施工方法，通过实际施工情况和施工要求，对深基坑内的降水井的结构、位置和数量进行合理规划，所述降水井能够容纳地下涌水，使得深基坑内保持干燥，能够顺利进行深基坑结构施工；根据实际情况对所述降水井的实际位置做出调整，保证施工的安全性；钻井施工的施工量小，且在施工的过程中，可以与深基坑结构的施工同时进行，不产生相互的干扰，提高了施工的效率；使用所述排水泵抽出所述降水井内的地下涌水完成降水操作，操作简便效果好，且不影响深基坑结构施工，增强了施工的安全性，提高了施工效率。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施方式的深基坑降水施工方法的步骤流程图；

图2是根据本发明实施方式的深基坑降水施工方法中降水井的纵截面图。

附图标记说明

1降水井孔2井管

3填料

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。

如图1-2所示，本发明提供一种深基坑降水施工方法，包括以下步骤：s1)根据施工要求确定深基坑内每口降水井的结构、设计井深和设计位置，计算深基坑内所需降水井的数量，生成深基坑降水井施工方案；s2)根据降水井施工方案测量放样确定每口待施工所述降水井的实际位置；s3)在每口待施工降水井的实际位置，利用钻机进行钻井施工形成所述降水井；s4)在所述降水井底部安装排水泵，向所述降水井中注入清水并使用所述排水泵抽水进行洗井操作，直至水清砂净，完成所述降水井的施工；s5)在地下涌水进入所述降水井内并达到预定高度后，使用所述排水泵抽出所述降水井内的地下涌水完成降水操作。

在深基坑施工的过程中，由于深基坑的底面低于地下水位，或者由于地下承压水的压力作用，使得地下水涌入深基坑中，影响深基坑的施工，根据本发明的技术方案，本发明提供的深基坑降水施工方法，包括步骤：s1)根据施工要求确定深基坑内每口降水井的结构、设计井深和设计位置，计算深基坑内所需降水井的数量，生成深基坑降水井施工方案。通过实际施工情况和施工要求，对深基坑内的降水井的结构、位置和数量进行合理规划，所述降水井能够容纳地下涌水，使得深基坑内保持干燥，能够顺利进行深基坑结构施工。

根据本发明的一种实施方式，如图2所示，所述步骤s1)中，所述每口降水井的结构包括：降水井孔1、井管2以及填料3，所述井管2置于所述降水井孔1中，所述填料3填充在所述井管2与所述降水井孔1之间。所述降水井的结构简单，在容纳地下涌水的同时，还能够对地下涌水进行过滤防止地下涌水携带泥砂进入深基坑，影响深基坑的施工。

根据本发明的一种实施方式，所述井管2的材料为无砂滤管或者水泥滤管等，在所述井管2的外壁包覆有过滤网，所述过滤网的长度通常为宽度的20％～50％，以在过滤地下涌水的同时，避免对地下涌水形成较大阻力，影响地下涌水进入所述井管2内腔中。

优选地，所述步骤s1)中，采用以下公式计算深基坑内所需降水井的数量：

n＝a/a，其中

n—深基坑内所需降水井的数量(口)；

a—深基坑面积(m²)；

a—深基坑内单个降水井的有效降水面积(m²)。

极端情况下所述深基坑中充满涌水，待降水面积等于深基坑面积，因此，用深基坑面积除以单个降水井的有效降水面积，即得到极端情况下所需降水井的数量；在未达到极端情况时，所述降水井具有容纳余量，能够保证施工的顺利进行。

根据本发明的技术方案，步骤s2)根据降水井施工方案测量放样确定所述降水井的实际位置。通常所述降水井的实际位置与所述设计位置的偏差小于等于50mm，如遇到特殊情况(比如地下障碍、地面或空中障碍等)需调整井位时，应及时在现场进行调整，以保证施工的安全性。

根据本发明的技术方案，步骤s3)在每口待施工降水井的实际位置，利用钻机进行钻井施工形成所述降水井。钻井施工的施工量小，且在施工的过程中，可以与深基坑结构的施工同时进行，不产生相互的干扰，提高了施工的效率。

根据本发明的一种实施方式，所述步骤s3)在每口待施工降水井的实际位置，利用钻机进行钻井施工形成所述降水井，包括：在每口待施工降水井的实际位置处埋设护口管，以防止在施工时从所述降水井返浆进入施工的所述降水井中。

钻机对准所述护筒的中心位置进行钻井施工，形成降水井孔1；待钻设至设计井深位置后，使用清水对所述降水井孔1进行冲孔操作清除降水井孔1内的杂物，直至降水井孔1内返出的泥浆内不含有泥块。优选地，将钻机的钻杆提升至距离降水井孔1底部0.5m的高度，逐渐提升进行冲孔操作，使得孔内的泥浆密度逐步调至1.1，孔底沉积淤泥小于30厘米，为后续下放井管2的顺利进行提供基础。

将井管2下放入所述降水井孔1中，在所述井管2与所述降水井孔1之间填充所述填料3确保所述井管2垂直，形成所述降水井。

根据本发明的一种实施方式，优选地，在埋设护口管时，在所述护口管外侧使用粘性土密封，进一步防止在施工时从所述降水井返浆进入施工的所述降水井中。

根据本发明的一种实施方式，优选地，在钻井施工过程中，所述降水井孔1内泥浆密度控制在预定范围内，在所述降水井孔1内压满泥浆，以防止所述降水井孔1的孔壁坍塌。所述泥浆密度控制在1.1-1.15的范围内，以在钻井的过程中形成护壁泥浆。

根据本发明的一种实施方式，将井管2下放入所述降水井孔1之前，测量所述降水井深度，确定所述降水井深度达到设计井深，使得地下涌水不会从所述降水井中漫出，影响深基坑的施工。

根据本发明的一种实施方式，填充所述填料3至距离所述降水井的井口预定距离位置处。优选地，所述预定距离为2米。在所述填料3至所述降水井的井口之间使用粘土进行封填，防止地下涌水经过所述填料3进入深基坑中，影响深基坑的结构施工。

为了防止使用机械填料使得填料不均匀或者对井壁产生冲击造成破坏，通常使用铁锹填入所述填料3。

根据本发明的一种实施方式，优选地，在所述降水井的井口周围砌筑防止地表污水从井外流入的砖壁，保证所述降水井中水的清洁度，符合抽水的条件。

根据本发明的技术方案，步骤s4)在所述降水井底部安装排水泵，向所述降水井中注入清水并使用所述排水泵抽水进行洗井操作，直至水清砂净，完成所述降水井的施工。

根据本发明的一种实施方式，在路面垒砌用于保证钻井过程中水流循环及保存钻井出渣的泥浆池，优选地，所述泥浆池的体积为单口降水井体积的1.5倍。所述泥浆池可以容纳从所述降水井中抽出的地下涌水，经过泥砂沉淀可以将上层清水再次注入所述降水井中进行洗井操作，节约了用水且简化了工艺流程。

根据本发明的技术方案，步骤s5)在地下涌水进入所述降水井内并达到预定高度后，使用所述排水泵抽出所述降水井内的地下涌水完成降水操作，操作简便效果好，且不影响深基坑结构施工，增强了施工的安全性，提高了施工效率。

根据本发明的一种实施方式，在进行降水施工的同时，建立地下涌水动态监测网，监测点的布设应满足：在抽水影响半径以内呈放射状布设监测点；在开挖方向前方设置水位监测点；不同含水层位布分层监测点。

在开始降水操作之前，准确测定各降水井口和地面标高，测定地下涌水静止水位，安排好抽水设备、电缆及排水管道作试运行，以保证抽水系统完好。

开始进行降水操作后，随时监测地下涌水水位的动态变化，并检测基坑周围土体沉降及对地下管线等的影响。

深基坑施工期间，对降水井每天观测静止水位联网情况；降水前期7天，对水位每3个小时观测一次；降水中期(至基础施工)每天观测2次；降水后期(施工至主体结构顶板)每周观测一至二次；地下涌水含沙量每天观测一至二次。

根据本发明的一种实施方式，在基坑开挖至设计标高后，在地下涌水量小于峰值的情况下，可根据地下涌水实际情况封一部分降水井；剩余降水井需在主体体结构满足抗浮要求时根据实际情况再进行封井。

具体封井步骤如下：

(1)根据降水井位于基坑底板下的深度，准备好水泥，每包水泥可充填约0.8m的井管(若井深较深，可先充填瓜子片、小石子至底板下2～3m，同时下好注浆管)。

(2)安装好注浆设备、电缆及注浆管并试运行，以保证注浆系统完好。

(3)先预搅拌2～3m³的水泥浆，水灰比0.8～1.0，降水井内下入注浆管，注浆管口距降水井底部约1.5m左右。

(4)开始注浆，边注浆边缓慢上提注浆管，并且保证注浆管口位于水泥浆液面2m之下。注浆时要求水泥浆通过滤管进入降水井周围，将滤管缝隙堵死，注浆压力0.1～0.4mpa，可根据实际调整。

(5)待水泥浆高出底板后即可停止注浆。

(6)水泥浆达到初凝时间后，抽出井管内残留水，并及时观测井管内的水位深度或标高变化情况。一般观测2～4小时后，井管内的水位无明显的升高，说明注浆效果较好。

(7)当注浆效果达到要求、水泥浆终凝后，即可割除基坑底板以上降水井管。

(8)凿除井内多余水泥，使其顶面略低于基坑底板8～10cm，并在井内焊接一块厚4～6mm的钢板。

(9)井管焊封后，用水泥砂浆填入孔洞抹平(也可在做铺装层时施作)，封井工作完毕。

坑外井封井可直接回填粘土或细砂，然后在接近地表1～2m时灌注水泥浆至地面即可。

本发明的目的是提供一种深基坑降水施工方法，通过实际施工情况和施工要求，对深基坑内的降水井的结构、位置和数量进行合理规划，所述降水井能够容纳地下涌水，使得深基坑内保持干燥，能够顺利进行深基坑结构施工；根据实际情况对所述降水井的实际位置做出调整，保证施工的安全性；钻井施工的施工量小，且在施工的过程中，可以与深基坑结构的施工同时进行，不产生相互的干扰，提高了施工的效率；使用所述排水泵抽出所述降水井内的地下涌水完成降水操作，操作简便效果好，且不影响深基坑结构施工，增强了施工的安全性，提高了施工效率。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。