一种富水地区基坑工程三位一体联合降水系统的制作方法

本发明属于岩土工程基坑降水技术领域，涉及一种富水地区基坑工程三位一体联合降水系统。

背景技术：

随着我国经济的快速发展，为了满足城市建设以及开发的需要，城市地下建筑以及高层建筑深基坑越来越受到业界的广泛关注，而基坑降水是制约高层建筑深基坑以及地下建筑发展的一个重要因素。目前，普通地层基坑降水经过多年的发展已日趋完善，然而对于某些复杂地质情况的基坑降水仍有许多问题亟待解决。诸如富水地区基坑降水，其具有涌水量大，周围水源补给充沛，地基承载力低等特点，故采用传统单一的基坑降水形式往往无法达到施工要求或需要很长的周期，这无疑加大了施工难度以及工程造价。

目前针对富水地区基坑开挖过程中的降水方法及相应优缺点主要分为以下几类：(1)管井降水，其具有降水速度快，抽水量可人为控制以及工程造价低等优点，但是管井降水主要适用于渗透系数较高的土层中而对于某些富水地区低渗透系数土层则无法通过此类重力式降水达到预期效果差或达到预期效果时间周期长增加了施工成本。(2)电渗井点降水，通过插入土中的带电钢筋吸引带负电荷的土颗粒，而井点管则吸引周围带正电荷的水从而提升渗透系数低的土层的降水效果，但是此类降水方法施工步骤繁琐，不适合大型机械的开挖作业，且耗电量大增加施工成本。(3)喷射井点降水，该方法与轻型井点类似，但降水能力稍强于轻型井点，然而喷射井点对施工工艺要求高，且工作效率低，运转过程要求管理严格，不适用于基坑面的连续循环开挖，增加了施工成本。(4)止水帷幕阻水，其具有施工速度快工程造价低的特点，特别适用于基底距不透水层较近的工况，当基底透水层较深时止水帷幕很难到达不透水层且随着深度的增加施工难度大幅上升。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种富水地区基坑工程三位一体联合降水系统，本发明的有益效果是施工速度快，开挖面降水效果明显。

本发明所采用的技术方案是包括止水帷幕、降水井、基底降水系统组成；止水帷幕沿基坑周围闭合设置，降水井为真空井点，沿止水帷幕周围线性排列，基底降水系统由轻型井点、截水沟以及集水井组成，若干轻型井点设置于基坑内并相互连通，截水沟垂直于坑壁铺设并在截水沟上等间距设置集水井。

进一步，止水帷幕由钢筋混凝土桩、素混凝土桩组成，钢筋混凝土桩与素混凝土桩等间距交错咬合布置。

进一步，降水井由降水井井管、抽水管、滤料、黏土组成，降水井井管内放入抽水管，降水井井管外侧填入滤料并在井上端使用黏土封口，降水井井管由上至下由钢管、滤水井管、沉砂管组合连接而成。

进一步，轻型井点由集水管、点井接头、轻型井点井管、抽水泵组成，水泵与集水管连接，点井接头焊接于集水管相应集水口位置上，轻型井点井管通过点井接头连通集水管，轻型井点井管间隔1m布置，每10个为一组与一根集水管连接，轻型井点井管为橡胶材质，直径为25mm，管身设置若干滤水孔，孔径为3～4mm，底端安装塑料导头，导头前端内径为25mm，截水沟垂直于坑壁布置，截水沟截面尺寸为300mm×300mm，沟内铺设10mm～50mm碎石，集水井直径为600mm，沿截水沟每隔6m布置一个，基底降水系统随基坑分层开挖分层布设，每层开挖深度为2m。

附图说明

图1为本发明三维结构示意图；

图2为剖面结构示意图；

图3为平面结构示意图；

图4为止水帷幕示意图；

图5为管井示意图；

图6为轻型井点示意图；

图7为点井示意图；

图8为导头示意图。

图中：1.止水帷幕，2.降水井，3.轻型井点，4.截水沟，5.集水井，6.钢管，7.滤水井管，8.沉砂管，9.抽水管，10.滤料，11.黏土，12.钢筋混凝土桩，13.素混凝土桩，14.集水管，15.点井接头，16.轻型井点井管，17.抽水泵，18滤水孔，19.导头，20.降水井井管。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1至图8所示，包括止水帷幕1、降水井2、基底降水系统；止水帷幕1沿基坑周围闭合设置，降水井2为真空井点，沿止水帷幕1周围线性排列，基底降水系统由轻型井点3、截水沟4以及集水井5组成，若干轻型井点3设置于基坑内并相互连通，截水沟4垂直于坑壁铺设并在截水沟4上等间距设置集水井5。

止水帷幕1由钢筋混凝土桩12、素混凝土桩13组成，钢筋混凝土桩12与素混凝土桩13等间距交错咬合布置。

降水井2由降水井井管20、抽水管9、滤料10、黏土11组成，降水井井管20内放入抽水管9，降水井井管20外侧填入滤料10并在井上端使用黏土11封口。降水井井管20由上至下由钢管6、滤水井管7、沉砂管8组合连接而成。

轻型井点3由集水管14、点井接头15、轻型井点井管16、抽水泵17组成，水泵17与集水管14连接，点井接头15焊接于集水管14相应集水口位置上，轻型井点井管16通过点井接头15连通集水管14。轻型井点井管16间隔1m布置，每10个为一组与一根集水管14连接。轻型井点井管16为橡胶材质，直径为25mm，管身设置若干滤水孔18，孔径为3～4mm，底端安装塑料导头19，导头前端内径为25mm。截水沟4垂直于坑壁布置，截水沟4截面尺寸为300mm×300mm，沟内铺设10mm～50mm碎石。集水井5直径为600mm，沿截水沟4每隔6m布置一个。基底降水系统随基坑分层开挖分层布设，每层开挖深度为2m。

施工时，管井1沿基坑周围线性排列，距基坑边坡线为1～2m；所述止水帷幕2为钢筋混凝土与素混凝土咬合桩，沿基坑边坡线闭合排列；所述轻型井点设置在基坑底面，沿垂直于坑壁方向等间距纵横交错布置；所述截水沟平行且紧邻于坑壁布置，沟内铺设碎石；所述集水井沿坡脚线每6m设置一个。

第一阶段施工：如图3所示，在本实施例中，场地整平放线后，即进行止水帷幕2的施工。首先施工混凝土导墙，待导墙达到设计强度后对止水帷幕咬合桩进行施工。所述止水帷幕2由钢筋混凝土桩12与素混凝土桩13交错咬合而成，首先对素混凝土桩孔位采用套管法进行施工并进行混凝土浇筑，待素混凝土桩达到初凝之前切割掉素混凝土桩与钢筋混凝土桩相交部分，之后对钢筋混凝土桩孔位进行套管法施工并吊放钢筋笼，浇筑混凝土，其施工顺序为：素混凝土桩13—素混凝土桩13—钢筋混凝土桩12—素混凝土桩13—钢筋混凝土桩12。钢筋混凝土桩以及素混凝土桩直径均为1000mm，桩心距为800mm。

第二阶段施工：如图5所示，止水帷幕2施工完成后进行降水井1施工，在设计位置使用钻机成孔，将钢管6、滤水井管7、沉砂管8连接形成降水井井管20并吊安装到孔内，井管内侧放置抽水管9，外侧填充滤料10并在降水井1上部使用黏土11封井。

第三阶段施工：进行第一段基坑的施工作业，基坑开挖深度为2m。

第四阶段施工：设置坑底降水系统，如图3、图6、图7、图8所示，首先施工碎石截水沟4以及集水井5，所述截水沟4截面尺寸为300mm×300mm，沟内铺设10mm～50mm碎石，所述集水井直径500mm，沿截水沟每6m设置一个。其后布设轻型井点3，点井由水冲管喷水冲洗地基土成井，冲洗达到设计深度后拔出水冲管并快速插入轻型井点轻型井点井管16，其后通过点井接头15与已安装抽水泵17的集水管14连接并将形成轻型井点。所述轻型井点井管16长为3.5m，在距底端2m处设置滤水孔18，直径为3～4mm，井管底部安装导头19。重复步骤三、四直至基底到达设计标高。

本发明优点还在于：

第一、本发明三位一体联合降水系统通过管井进行基坑开挖区域的总体降水，止水帷幕实现对基坑壁向基底渗水的阻水功能，而基底降水系统则主要通过在基底布置的轻型井点将每一级开挖深度内的地下水迅速疏干，从而提高地基的承载力使大型设备能够进入场区作业，并且与传统的基坑降水施工方法相比工期大幅缩减。

第二、本发明三位一体联合降水系统中轻型井点可回收重复利用，节约了工程造价。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。