一种软土地基分层降水施工结构以及施工方法与流程

本发明设计一种建筑工程地下基础的施工结构以及施工方法。

背景技术：

随着我国经济建设的高速发展，为了更充分地利用土地，一方面，高层、超高层建筑不断增加，另一方面，人们也越来越多地利用地下空间，建设大规模的市政工程如地下停车场、大型地铁车站、地下变电站、地下商场、地下民防工事等。无论是高层建筑深基础的施工，还是地下空间的利用，都需要进行大规模的地下开挖，促使基坑工程快速发展。

基坑工程施工过程中，基坑降水技术对工程质量的保证起着非常重要的作用，基坑降水往往是决定深基坑工程成败的一个重要因素。基坑降水法就是把地下水位通过井点的方法进行降低。其中，对基坑降水在施工过程中处理地下水是非常重要的，如果没有做好基坑降水，就可能出现因流砂现象而出现的塌方和地址破坏而影响施工的进行，同时内部基坑土体发生较大的位移，会影响邻近建筑物的安全。

对基坑降水进行具体设计时，通常根据地质勘查结果对含水层进行划分划成两个部分：第一层含水层较浅，为潜水含水层，地层主要由粉砂和粉土组成，在基坑降水时需要进行疏干：第二层为较深处的承压含水层，主要来自大气降水和生活用水的渗漏补给，基坑开挖至一定深度时形成基坑突涌需要采用对于承压含水层进行减压降水。

现有技术中，对于基坑的降水通常采用在潜水含水层和承压含水层分别设置疏干井和降压井的方式，在基坑开挖前使用疏干井对潜水含水层进行疏干，在基坑开挖到承压含水层后，通过降压井对承压含水层进行减压直到基坑强度符合条件。但是该方法使使得基坑工程中管井数量多，施工成本大，施工操作过程拉长，给施工带来不便。

为了解决上述技术问题，在200710041603的发明专利中提出了一种改进的基坑降水施工结构，其将疏干井和降压井合而为一，在井管中设置可控止水装置，在进行潜水含水层疏干时关闭可控止水装置，使用潜水泵进行排水；在开挖到承压含水层时，开启可控止水装置，取出潜水泵，将深井泵置于底部，进行减压降水。通过该方法，能够减少布井数量，降低施工费用，节约施工成本。但是，该发明中需要在管井中设置可控止水装置避免潜水含水层抽水抽取到承压含水层的水，其设置复杂，在疏干和降压的过程中需要进行可控止水装置状态的切换，开启和关闭并不方便，并且需要进行潜水泵和深井泵的替换。

技术实现要素：

本发明提供了一种改进的软土地基分层降水施工结构以及施工方法，能够实现将疏干井和降压井合并，同时不需要设置可控止水装置，也不需要进行潜水泵和深井泵的替换。

作为本发明的一个方面，提供了一种软土地基分层降水施工结构，包括：第一井管，第二井管，隔水层，潜水泵，深井泵，降水总管以及开关阀；所述潜水泵，深井泵分别通过开关阀与所述降水总管相连；所述第一井管布置为第一深度，所述第二井管布置为大于第一深度的第二深度；所述第二井管设置为第一管径，所述第一井管设置为大于第一管径的第二管径；所述第二井管设置于所述第一井管内，与所述第一井管同心设置；所述第一井管和第二井管之间的空间形成环状通道，所述隔水层设置于所述环形通道内；所述隔水层下方空间由填砂填充；所述潜水泵设置于所述第一井管和第二井管之间的环状通道内；所述深井泵设置于所述第二井管内。

优选的，所述软土地基分层降水施工结构用于基坑降水施工。

优选的，所述第一深度对应于地基潜水含水层深度；所述第二深度对应于地基承压含水层深度。

优选的，所述隔水层的深度设置于潜水含水层与所述地基承压含水层之间。

优选的，所述第二井管包括第一部分以及第二部分，所述第一部分为低于所述隔水层的部分，其管壁设置透水通孔；所述第二部分为高于所述隔水层的部分，其管壁设置为密封状态。

优选的，所述第一井管的管壁设置透水通孔。

优选的，所述第一井管的横截面积为第二井管横截面积的2～3倍。

优选的，所述第二井管底部设置环绕其外壁的第一底盘，所述第一底盘上特定位置设置环绕其外壁的第二底盘；所述第一底盘和第二底盘的外径与所述第一井管的管径相同。

作为本发明的另外一个方面，提供上述软土地基分层降水施工结构的降水施工方法，包括如下步骤：（1）设置软土地基分层降水施工结构；（2）基坑开挖前，开启潜水泵通过第一井管对于潜水含水层进行疏干性降水；（3）进行基坑开挖，基坑开挖到需要降压的深度后，根据开挖进度通过第二井管间歇对于承压含水层进行降水，控制地下水位；（4）基坑开挖完毕并且结构强度达到要求，结束降水施工。

附图说明

图1是本发明实施例的软土地基分层降水施工结构的示意图。

图2是本发明优选实施例的软土地基分层降水施工结构的示意图。

图3是本发明另一个优选是实力的软土地基分层降水施工结构的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。

本发明实施例的软土地基分层降水施工结构，参见图1，包括：第一井管10，第二井管20，隔水层30，潜水泵40，深井泵50，降水总管60以及开关阀70、80。第一井管10，用于基坑施工前潜水含水层内含水的疏干，其为圆形管道，管壁设置透水通孔，深度为在潜水含水层和承压含水层的中间层位置。第一井管10外填充滤料，滤料可以是填砂。

第二井管20用于承压含水层进行降压，其底部设置于承压含水层内。第二井管20为圆形管路，设置于第一井管10内，与第一井管10同心设置，第一井管10的横截面积为第二井管20横截面积的2～3倍，从而第一井管10与第二井管20之间形成用于潜水含水层疏干的降水通道11。第二井管20的顶部与第一井管10一致，第二井管20的深度大于第一井管10的深度，设置于承压含水层内。第二井管20的底部设置隔水层23，隔水层23可以使用例如粘土防渗层。

在第一井管10的底部以及第二井管20外环外设置隔水层30，隔水层30的深度设置于潜水含水层与承压含水层之间。隔水层30可以设置为例如粘土防渗层。

第二井管20包括第一部分21以及第二部分22，第一部分21为低于隔水层30的部分，其管壁设置透水通孔，用于引入承压含水层的水；第二部分22为高于隔水层30的部分，其管壁设置为密封状态。第二井管20内形成承压含水层的降水通道24。

潜水泵40设置于第一井管10和第二井管20之间的环状降水通道11内，用于对于基坑的潜水含水层内含水的进行疏干。潜水泵40通过开关阀70与降水总管60相通。深井泵50设置于第二井管20内的降水通道24内，用于对承压含水层进行降水。深井泵50通过开关阀80与降水总管60相通。

本发明是实施例的软土地基分层降水施工结构，可以在降水通道中设置滤料层，以在潜水泵40或者深井泵50之前对于降水进行过滤。

本发明实施例的软土地基分层降水施工结构的施工方法，包括如下步骤：（1）放线定位；（2）铺设降水总管；（3）高压水枪水冲成第一深度和第一管径，其中第一管径为第一井管10管径，第一深度为第二井管20管径；（4）铺设隔水层23；（5）将第二井管20居中设置，在第二井管20外分层填入粗砂至潜水含水层和承压含水层的中间层位置；（6）在第二井管20外的中间层位置铺设隔水层30；（7）在隔水层30上居中设置第一井管10，优选的，可以在隔水层30上填入一定厚度的固定层，将第一井管10固定于固定层上；（8）在第一井管10外分层填入粗砂直到接近第一井管10顶部，优选的，可以在第一井管10顶部设置封口段；（9）在第二井管20内设置深井泵50；（10）在第一井管10和第二井管20之间的环形降水通道内设置潜水泵40；（11）分别用弯联管连接第一井管10和第二井管20；（12）分别通过开关阀70和80与降水总管连接。

软土地基分层降水施工结构的降水施工方法，包括如下步骤：（1）设置软土地基分层降水施工结构；（2）基坑开挖前，开启潜水泵40通过第一井管10对于潜水含水层进行疏干性降水；（3）进行基坑开挖，基坑开挖到需要降压的深度后，开启深井泵50根据开挖进度通过第二井管20间歇对于承压含水层进行降水，控制地下水位；（4）基坑开挖完毕并且结构强度达到要求，结束降水施工。

通过本发明上述实施例的设置，在同一管井中实现对于潜水和承压水的分别处理，同时不需要设置可控止水装置，潜水和承压水在降水过程中互相不影响，也不需要进行潜水泵和深井泵的替换。

发明的一个优选的实施例，可以参见图2，在第二井管20底部设置环绕其外壁的第一底盘25，在第一底盘25上特定位置设置环绕其外壁的第二底盘26；第一底盘25和第二底盘26可以通过螺纹连接与第二管井20固定。第一底盘25和第二底盘26的外径与第一井管10的管径相同。通过这样的设置，能够在潜水含水层进行降水时，固定第二井管20，避免其出现位置偏移影响基坑降水。

本发明的一个进一步优选的实施例，参见图3，隔水层30包括左侧部31以及右侧部32，潜水泵40设置于左侧部31上，设置隔水层30左侧部31和右侧部32的高度，使右侧部32的高度高于左侧部31的高度，从而使降水通道24的水能够充分到达潜水泵40的位置，进一步促进潜水泵40的排水。

以上已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述公开内容之后，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，在不脱离本发明原理前提下，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。