一种基坑承压水涌水降水施工方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，具体地说是一种基坑承压水涌水降水施工 方法。


背景技术：

2.近年来，随着城市开发土地的减少，临海地区改造开发力度增加，这些地 区的建筑工程，地质复杂，地基基础施工难度大，这类工程地质往往有杂填土、 淤泥、细粉砂、中粗砂、圆砾层等土质，在该种地质条件下施工基坑支护工程 时，很容易因为地下砂层、富水层受涨落潮流动影响导致支护桩或止水桩施工 质量较差，导致基坑支护系统达不到设计效果；在基坑底以下砂层等富水层部 位止水桩不能有效闭合而产生漏水，导致基坑底部承压水层与临海区域形成水 力联系，进而导致在基坑开挖过程中，承压水在底板薄弱点返涌导致坑底涌水 涌沙，源源不断的海水通过承压水富水层持续涌水，影响工程地下室底板及结 构施工。基坑土方开挖时，产生基坑涌水涌砂时，要及时分析涌水原因，针对 性的采取对应的解决措施，才能在后续土方开挖及地下室施工时有效处理，减 少基坑隐患，保证施工质量、安全、进度。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对以上不足，提供一种基坑承压水涌水降水施工方法， 保障基坑施工安全。
4.本发明所采用技术方案是：
5.一种基坑承压水涌水降水施工方法，包括对在涌水点附近设置降压井，通 过降压井降水方式对涌水点的水压进行分散，并对涌水点采用坑底暗排引流方 式进行涌水进行引流。
6.作为进一步的优化，本发明在涌水点附近设置降水井的方式对涌水点进行 降压的过程包括：
7.s101、通过地质勘探数据以及涌水量计算，确定降水井的设置数量、点位 选择和设置深度；
8.s102、在预设点位下设置降水井，使降水井达到设置深度；
9.s103、对设置好的降水井进行洗井；
10.s104、抽取降水井内的水体，将其排放至施工区外指定集水坑。
11.作为进一步的优化，本发明步骤s103中，在预设点位设置降水井的过程包 括：
12.s1021、设置外围钢管，并在外围钢管的下部管壁上设置透水孔，并在设置 透水孔的管壁通过钢丝进行包裹，外围钢管的下端设置为圆锥头；
13.s1022、在外围钢管内部设置内层水管，并在外围钢管与内层水管之间初步 填塞碎石，内层水管的下部也设置渗水孔，内层水管上设置渗水孔的管壁上包 裹滤砂网；
14.s1023、将外围钢管和内层水管一同进行下放，直至达到预设深度；
15.s1024、在内层水管内设置抽水水泵，抽水水泵应下放至内层水管的下部设 置渗
水孔的位置处。
16.作为进一步的优化，本发明步骤s1023中，外围钢管和内层水管下方至指 定深度后，向外围钢管与内层水管的之间的下部空间和中部空间填满碎石，在 外围钢管与内层水管之间的上部空间填充黏土，最外侧通过混凝土打封。
17.作为进一步的优化，本发明步骤s101中，降水井的点位选择应在后施工的 底板区域距离涌水点小于20米的范围内，降水井的设置深度应根据地质勘探数 据，使得降水井的深度应当达到透水层以下至少一米。
18.作为进一步的优化，本发明所述涌水量的计算分为两种，若施工地为非近 海施工，则采用第一计算方式，第一计算方式的计算公式为：
[0019][0020]
其中：：k—渗透系数(m/d)；
[0021]
q—基坑涌水量(m3/d)；
[0022]
m—含水层厚度(m)；
[0023]
s—水位降深(m)；
[0024]
r—引用影响半径(m)，
[0025]
r0—基坑半径(m)；
[0026]
若施工地位近海施工，则采用第二计算方式，第二计算方式的计算公式为：
[0027][0028]
其中：k—渗透系数(m/d)；
[0029]
q—基坑涌水量(m3/d)；
[0030]
m—含水层厚度(m)；
[0031]
s—水位降深(m)；
[0032]
b—基坑中心距岸边的距离；
[0033]
r0—基坑半径(m)；
[0034]
上述第一计算方式和第二计算方式的计算公式中：基坑涌水量q、含水层 厚度m和水位降深s均可以通过地质勘探获得数据，渗透系统k需要在施工现 场进行测量计算，其计算公式为：
[0035][0036]
其中：k—渗透系数(m/d)；
[0037]
q—抽水孔涌水量(m3/d)；
[0038]
m—含水层厚度(m)；
[0039]
s—抽水孔水位降深(m)；
[0040]
r—抽水井含水层影响半径(m)，
[0041]
r—抽水井半径(m)。
[0042]
作为进一步的优化，本发明所述降水井的设置数量应当满足所有降水井的 总排水量应当达到涌水量的三分之一至二分之一。
[0043]
作为进一步的优化，本发明所述坑底暗排引流的过程包括：
[0044]
s201、在涌水处下挖蓄水坑；
[0045]
s202、在蓄水坑中通过碎石进行填充，并在填充碎石的过程中，在碎石之 中放置降水桶，降水桶的侧壁上开设有透水孔，且降水桶的外侧包裹有滤砂网；
[0046]
s203、在碎石上侧铺设土工布，并浇筑钢筋混凝土垫层；
[0047]
s204、在降水桶内设置水泵对蓄水坑内水体进行外排，进行周边施工作业；
[0048]
s205、埋设引流管道，引流管道的一端铺设至集水坑，撤掉水泵后，将引 流管道与降水桶进行连接后，封闭降水桶，涌水通过自身水压顺沿降水桶和引 流管排放至集水坑中。
[0049]
作为进一步的优化，本发明步骤s205中，引流管道的铺设需要跨域多个施 工区的，在进行分区施工时，在混凝土垫板施工之前都需要进行铺设碎石垫层 并完成相应引流管道的铺设。
[0050]
作为进一步的优化，本发明在对涌水降水施工之前，需要对是否存在承压 水涌水风险进行判断，其判断公式为：
[0051]h·
γs≥fs
·
γw
·
h；
[0052]
其中：h—基坑底至承压含水层顶板间距离(m)，此值根据岩土工程勘察 报告报告确定；
[0053]
γs—基坑底至承压含水层顶板间的土的加权平均重度，一般为 18.7kn/m3；
[0054]
h—承压水头高度至承压含水层顶板的距离(m)；
[0055]
γw—水的重度(kn/m3)；
[0056]
fs—安全系数。
[0057]
本发明具有以下优点：
[0058]
1、本发明的基坑承压水涌水降水施工方法，通过在涌水点附近设置若干将 降水井，通过降水井分担涌水点的涌水量，方便基坑内的分区垫层施工，并通 过在涌水点设置蓄水坑对涌水点进行包裹，能够让涌水点通过自身水压进入到 引流管道内，并通过引流管道将涌水水体排放至指定集水坑内，保证基坑施工 安全；
[0059]
2、本发明的降水井的外侧采用钢管，钢管能够提供良好的支撑稳定性，钢 管的内部还设置内层水管，内层水管可以采用pvc材料，在钢管与内层水管之 间的中下部空间通过碎石进行填充，上部空间填充粘土，并通过粘土进行打封， 让降水井具有一定涌水缓冲性，还具有良好的结构稳定性。
附图说明
[0060]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中描述中 所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获
得其他的附图。
[0061]
下面结合附图对本发明进一步说明：
[0062]
图1为降水井的设置结构示意图；
[0063]
图2为涌水点的设置结构示意图。
[0064]
其中：1、抽水管，2、内层水管，3、外围钢管，4、混凝土，5、粘土，6、 碎石，7、土质层，8、滤砂网，9、抽水水泵，10、透水层，11、引流管道，12、 混凝土垫层，13、降水桶，14、碎石垫层，15、涌水点。
具体实施方式
[0065]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人 员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定， 在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
[0066]
需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用 于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示 或暗示顺序。在本发明实施例中的“多个”，是指两个或两个以上。
[0067]
本发明实施例中的属于“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系， 表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b， 同时存在a和b这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是 一种“或”关系。
[0068]
本实施例提供一种基坑承压水涌水降水施工方法，本实施例的降水施工方 法只适用于在涌水风险较低的施工情况下进行使用，因此在项目施工之前，首 先需要对施工项目处是否存在承压水涌水风险进行判断，其判断公式为：
[0069]h·
γs≥fs
·
γw
·
h；
[0070]
其中：h—基坑底至承压含水层顶板间距离(m)，此值根据岩土工程勘察 报告报告确定；
[0071]
γs—基坑底至承压含水层顶板间的土的加权平均重度，一般为 18.7kn/m3；
[0072]
h—承压水头高度至承压含水层顶板的距离(m)；
[0073]
γw—水的重度(kn/m3)，取10；
[0074]
fs—安全系数，取1.05；
[0075]
当左侧计算数据大于右侧计算数据时，代表该区域出现涌水风险较小，可 以采用本实施例的降水措施，当左侧计算数据小于右侧计算数据时，代表该区 域出现涌水风险较大，项目人员可以通过计算数据以及经验进行进一步判断， 比如存在较大差值的还可以通过地质项目特点是否可以通过本实施综合降水的 方式进行施工，如果判断结果为存在较大涌水风险，则需要采取其他措施，如 支护帷幕等。
[0076]
本实施例的实施过程包括包括对在涌水点附近设置降压井，通过降压井降 水方式分担涌水点的水压，对涌水点采用坑底暗排引流方式进行涌水进行引流， 具体的：
[0077]
在涌水点附近设置降水井的方式对涌水点进行降压的过程包括：
[0078]
s101、通过地质勘探数据以及涌水量计算，确定降水井的设置数量、点位 选择和设置深度；
[0079]
具体的，降水井的点位选择应在后施工的底板区域距离涌水点小于20米的 范围
内，降水井的设置深度应根据地址勘探数据，使得降水井的深度应当达到 透水层以下至少一米，如图1中所示，透水层一般的透水层为地下圆砾层；
[0080]
所述涌水量的计算分为两种，若施工地为非近海施工，则采用第一计算方 式，第一计算方式的计算公式为：
[0081][0082]
其中：：k—渗透系数(m/d)；
[0083]
q—基坑涌水量(m3/d)；
[0084]
m—含水层厚度(m)；
[0085]
s—水位降深(m)；
[0086]
r—引用影响半径(m)，
[0087]
r0—基坑半径(m)；
[0088]
若施工地位近海施工，则采用第二计算方式，第二计算方式的计算公式为：
[0089][0090]
其中：k—渗透系数(m/d)；
[0091]
q—基坑涌水量(m3/d)；
[0092]
m—含水层厚度(m)；
[0093]
s—水位降深(m)；
[0094]
b—基坑中心距岸边的距离；
[0095]
r0—基坑半径(m)；
[0096]
上述第一计算方式和第二计算方式的计算公式中：基坑涌水量q、含水层 厚度m和水位降深s均可以通过地质勘探获得数据，渗透系统k需要在施工现 场进行测量计算，其计算公式为：
[0097][0098]
其中：k—渗透系数(m/d)；
[0099]
q—抽水孔涌水量(m3/d)；
[0100]
m—含水层厚度(m)；
[0101]
s—抽水孔水位降深(m)；
[0102]
r—抽水井含水层影响半径(m)，
[0103]
r—抽水井半径(m)。
[0104]
所述降水井的设置数量应当满足所有降水井的总排水量应当达到涌水量的 三分之一至二分之一。在计算出上述涌水量后，通过对水泵的功率进行抽水量 进行计算后，合理布置降水井的数量，并根据施工要求合理布置降水井的设置 点位；
[0105]
s102、在预设点位下设置降水井，使降水井达到设置深度，具体的，如图 1所示，所述降水井的设置方式为：
[0106]
s1021、设置外围钢管3，并在外围钢管3的下部管壁上设置透水孔，并 在设置透水孔的管壁通过钢丝进行包裹，用于起到渗水过滤的目的，外围钢管 为圆锥头，方便通过打桩机向地层内穿管；
[0107]
s1022、在外围钢管3内部设置内层水管2，并在外围钢管3与内层水管 2之间初步填塞碎石，内层水管2在外围钢管3内居中放置，初步填塞碎石是 为了保证内层水管2的位置稳定，内层水管2的下部也设置渗水孔，设置渗水 孔的管壁上包裹滤砂网8；
[0108]
s1023、将外围钢管3和内层水管2一同通过打桩机进行下管，外围钢管 穿过土质层7，直至达到透水层10下至少一米，外围钢管3和内层水管2下方 到达透水层10后，向外围钢管3与内层水管2的之间的下部空间和中部空间填 满碎石6，在外围钢管3与内层水管2之间的上部空间填充黏土5，最外侧通过 混凝土4打封；
[0109]
s1024、在内层水管2内设置抽水水泵9，抽水水泵9应下放至内层水管 3的下部设置渗水孔的位置处，抽水水泵9上连接的抽水管1连接至集水坑处；
[0110]
s103、降水井安装完成后，通过另一台水泵向降水井内进行蓄水，同时通 过上述抽水水泵9向外抽水，对降水井进行洗井；
[0111]
s104、抽取降水井内的水体，将其排放至施工区外指定集水坑。
[0112]
所述坑底暗排引流的过程包括：
[0113]
s201、在涌水点15处下挖形成蓄水坑；
[0114]
s202、在蓄水坑中通过碎石进行填充，并在填充碎石的过程中，在碎石之 中放置降水桶，降水桶的侧壁上开设有透水孔，且降水桶的外侧包裹有滤砂网；
[0115]
s203、在碎石上侧铺设土工布，并浇筑钢筋混凝土垫层；
[0116]
s204、在降水桶内设置水泵对蓄水坑内水体进行外排，进行周边施工作业；
[0117]
s205、埋设引流管道11，引流管道11的一端铺设至集水坑，撤掉水泵后， 将引流管道11与降水桶13进行连接后，封闭降水桶13，涌水通过自身水压进 入降水桶13内，并进入到与降水桶13相连接的引流管11排放至集水坑中,涌 水点的施工结构如图2所示。引流管道的铺设需要跨域多个施工区的，在进行 分区施工时，在混凝土垫层12施工之前，都需要先进行碎石垫层14的铺垫并 完成相应引流管道的铺设。
[0118]
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的 保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或 变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。