CN104975611B - 流质土层的井点降水管的沉设装置及沉设方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流质土层的井点降水管的沉设装置及沉设方法。所述沉设装置包括冲孔装置和埋管装置；所述冲孔装置是在冲枪的前端接有冲枪头，在冲枪的后端接有用于连接高压水泵的水带，在冲枪的外部套有护筒管；所述埋管装置包括推杆和推板；所述推杆是在连接杆的一端接有手柄，在连接杆上套接有推杆封头；所述推板是在连杆的一端接推板头，在连杆的另一端接推柄，推板头为带有弧形凹槽的半圆形板状结构，以对填入井孔内的滤料进行压实。本发明结构简单，操作方便且实用，可通过冲孔装置、推板和推枪的配套使用，有效地防止井孔孔壁因沙石的回缩性导致井孔变形的问题，本发明可有效地提高井点降水管沉设的工作效率。

Description

流质土层的井点降水管的沉设装置及沉设方法

技术领域

本发明涉及一种井点降水管的施工装置，具体地说是一种流质土层的井点降水管的沉设装置及沉设方法。

背景技术

根据实际工程建设需要以及建设用地的日益紧张，工程建设用地所选区域逐渐靠近沿江、沿海及滩涂地域，此类地域多为上砂下岩或滩涂淤泥等流质土层。在此类地域进行深基坑施工时，首先需要进行基坑开挖，基坑开挖时则需要采取降水等措施，用以疏干基土中的水分，可促使土体固结，提高地基强度，同时可以减少坡体侧向位移与沉降，稳定边坡，消除流砂，减少基底土的***，提供比较干燥的施工条件，还可以缩短工期、提高工程质量和保证施工安全。

在基坑开挖时采取降水措施是为了使流质土层达到排水固结的效果，因此需沉设井点降水管进行土体疏干与地下水拦截。现有技术中井点降水管的沉设分为冲孔与埋管两个过程，冲孔时先将冲管置于井点位置，然后开动高压水泵，将土冲松，冲孔时将冲管垂直***土中，再做上下左右转动，边冲边下沉，从而逐渐在土中形成孔洞。井孔形成后，立即拔出冲管，***井点降水管，并及时在井点管与孔壁之间填灌砂滤层，以防止孔壁塌土。但在上砂下岩或滩涂淤泥等流质土层条件下井孔成型后井孔孔壁会迅速收缩恢复原状，造成井点降水管无法沉设。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种流质土层的井点降水管的沉设装置，以解决现有技术中在流质土层条件下井孔成型后井孔孔壁会迅速收缩恢复原状而导致的井点降水管无法沉设的问题。

本发明的目的之二就是提供一种流质土层的井点降水管的沉设方法，以解决井点降水管沉设的效率较低的问题。

本发明的目的之一是这样实现的：一种流质土层的井点降水管的沉设装置，包括用于在流质土层中冲出井孔以放置井点降水管的冲孔装置以及用于埋设井点降水管的埋管装置；所述冲孔装置的结构是，在冲枪的前端接有冲枪头，在冲枪的后端接有用于连接高压水泵的水带，在所述冲枪的外部套有护筒管，所述护筒管用于在井孔成型后防止因流质土层收缩而掩埋井孔；

所述埋管装置包括推杆和推板；

所述推杆的结构是，在连接杆的一端接有手柄，在连接杆上套接有推杆封头；所述推杆封头用于封堵置于井孔内的井点降水管的管口，同时在所述连接杆端部的手柄上施加外力，以保证井点降水管与流质土层基面垂直。

所述推板的结构是，在连杆的一端接推板头，在连杆的另一端接推柄，所述推板头为带有弧形凹槽的半圆形板状结构；所述推板头的弧形凹槽卡接在井孔内井点降水管的外壁，以对填入井孔内的滤料进行压实。

所述冲枪头的前端为锥形。

在所述护筒管的顶端开有斜切口。

本发明沉设装置中的冲孔装置的结构是，在冲枪的前端接有冲枪头，在冲枪的后端接有用于连接高压水泵的水带，利用高压循环水的冲击力进行冲孔作业，高压循环水在高压水泵和冲枪的共同作用下产生强大的冲击力，可快速冲孔，并可在冲孔完毕后进行清孔处理，冲枪头采用锥形冲枪头，在冲枪深入冲孔的过程中减小冲枪所受的阻力，可在多种地质条件下进行冲孔操作。冲枪的外部套有护筒管，在冲枪冲孔的过程中可保护冲枪不受外部泥沙的磨损；井孔成型后只需取出冲枪，将护筒管保留在井孔中，可直接将井点降水管之间***到护筒管中，可防止井孔成型后因泥沙具有较强的回缩能力导致井孔变形的问题，使井点降水管的沉设更加快捷。推杆中在连接杆上套接有推杆封头，推杆封头的设置主要有两个方面的作用，一是使用时将推杆封头封堵在井点降水管的管口处，在向井点降水管外壁与护筒管内壁之间倒入滤料时可以防止滤料散落到井点降水管中而引起井点降水管堵塞的现象；二是，在倒入滤料的过程中可以通过推杆的手柄控制井点降水管的移动，从而及时调整井点降水管的垂直度。

本发明沉设装置的结构简单，操作方便且实用，可通过冲孔装置、推板和推枪的配套使用，在井孔成型后***井点降水管的过程中使井点降水管快速顺利地沉设到井孔中的护筒管中，有效地防止井孔孔壁因沙石的回缩性导致井孔变形的问题。本发明可有效地提高井点降水管沉设的效率，也可适用于其他适合沉设垂直井点降水管或者水平井点降水管的土层中。

本发明的目的之二是这样实现的：一种流质土层的井点降水管的沉设方法，包括以下步骤：

a、按照待沉设的井点降水管的尺寸规格制作相配套的护筒管、冲枪、推杆和推板；

b、根据井点降水平面布置图和现场情况，确定井点降水管沉设位置；

c、对井点降水管的沉设处冲孔并清孔，井孔成型后保留所述护筒管：将所述冲枪穿到所述护筒管的内部，直到所述冲枪头接近所述护筒管的末端，将所述冲枪通过所述水带接到高压水泵上，启动高压水泵，将所述冲枪垂直***到所述井点降水管的陈设处，所述冲枪利用高压循环水钻井孔的同时带动所述护筒管向井孔深处***，直到所钻井孔的深度达到预设井孔深度，井孔成型后进行清孔处理，处理完毕后拔出所述冲枪，将所述护筒管保留在井点降水管的沉设处；

d、将所述井点降水管放入到所述护筒管内部，并***到所述井点降水管预设深度，用所述推杆封头顶住所述井点降水管顶端的开口处，然后在所述护筒管与所述井点降水管之间的空间倒入滤料；

e、滤料倒入完毕后，拔出护筒管，使用所述推板上的所述推板头将滤料向井孔深处推进并填实；

f、滤料填好后，使用粘土将井点降水管的顶端外壁与井孔孔壁之间进行密封。

本发明沉设方法是将井点降水管放入到护筒管内部，并***到所井点管预设深度，用推杆封头顶住井点降水管顶端的开口处，然后在护筒管与井点降水管之间的空间倒入滤料，可以防止在倒入滤料的过程中滤料不小心从井点降水管的入口落入到井点降水管的内部，从而可最大限度地避免因井点降水管的堵塞而引起的地下水回升、土方边坡塌方等事故。滤料倒入完毕后，使用所述推板上的推板头将滤料向井孔深处推进并填实，可有效保证滤料的填灌质量，防止孔壁塌土。

附图说明

图1是本发明冲孔装置的结构示意图。

图2是推杆的结构示意图。

图3是推板的结构示意图。

图4是推板头的结构示意图。

图5是井点降水管的安装示意图。

图6是滤料灌填示意图。

图7是井点降水管沉设完毕后的状态示意图。

图中：1-1、水带，1-2、冲枪，1-3、冲枪头，1-4、护筒管，2、推杆，2-1、连接杆，2-2、推杆封头，2-3、手柄，3、推板，3-1、连杆，3-2、推板头，3-3、推柄，4、基土，5、井点降水管，6、滤料，7、粘土，8、井孔。

具体实施方式

实施例1：流质土层的井点降水管的沉设装置。

如图1和图6所示，本发明沉设装置包括冲孔装置和埋管装置。冲孔装置和埋管装置均与井点降水管5的配套使用，其尺寸均与井点降水管5的尺寸规格相匹配。冲孔装置包括冲枪1-2，冲枪1-2的后端连接有水带1-1，水带1-1的另一端与高压水泵连接，冲枪1-2的前端安装有冲枪头1-3，冲枪头1-3的前端为锥形，方便冲枪1-2在井孔8中的***。冲枪1-2的外部套有护筒管1-4。护筒管1-4靠近基土4表面的一端开有斜切口，方便冲枪1-2的穿入。冲枪1-2采用套管式高压水冲枪。护筒管1-4的内径大于冲枪头1-3枪体的外径，且护筒管1-4的外径略小于预先设计好的井孔8的内径。

如图2和图5所示，推杆2包括连接杆2-1、连接杆2-1的一端安装有手柄2-3，连接杆2-1上套接有推杆封头2-2。本实施例中连接杆2-1设置为杆状体，连接杆2-1的直径小于井点降水管5的内径。手柄2-3安装在连接杆2-1一端的顶部，且手柄2-3采用杆式手柄，方便工作人员对推杆2进行推拉操作，同时可有效节省空间。推杆封头2-2套接在连接杆2-1上，介于连接杆2-1的自由端与手柄2-3之间，推杆封头2-2远离手柄2-3的一端的端面为圆形平面，即推杆封头2-2与井点降水管入口端的接触面为圆形平面，且圆形平面的外径等于或者略大于井点降水管5的外径。

如图3、图4、图6和图7所示，推板3包括连杆3-1、推板头3-2和推柄3-3，推柄3-3设置在连杆3-1的一端，推板头3-2设置在连杆3-1的另一端，推板头3-2上开有弧形凹槽。本实施例中推柄3-3采用抓握式手柄，推柄3-3安装在连杆3-1的一端，推板头3-2焊接在连杆3-1另一端的端面处。推板头3-2为半圆形板状结构，推板头3-2上开有半圆状的弧形凹槽，推板头3-2中弧形凹槽的内径等于或者略大于井点降水管5的外径，弧形凹槽可将井点降水管5卡合，可使推板头3-2沿着井点降水管5滑动，以便对填入井孔内的滤料进行压实。推板头的外沿为半圆形，且半圆形的直径等于或者略小于护筒管1-4的内径。

实施例2：流质土层的井点降水管的沉设方法。

该沉设方法所采用的沉设装置如实施例1中所描述，具体步骤是：

（1）如图1、图2、图3、图4和图7所示，按照待沉设的井点降水管5的尺寸规格制作相配套的护筒管1-4、冲枪1-2、推杆2和推板3。其尺寸配合在实施例1中进行了简要的说明，即：护筒管1-4的内径大于冲枪头1-3枪体的外径，且护筒管1-4的外径等于预先设计好的井孔8的内径；连接杆2-1的直径小于井点降水管5的内径；推杆封头2-2与井点降水管入口端的接触面为圆形平面，且圆形平面的外径等于或者略大于井点降水管5的外径；推板头3-2中弧形凹槽的内径等于或者略大于井点降水管5的外径；推板头3-2中远离推柄3-3一端的平面端面的外沿为弧形，且弧形的直径等于或者略小于护筒管1-4的内径。

（2）如图1所示，根据井点降水平面布置图和现场情况，确定井点降水管的沉设位置。确定好井点降水管的沉设位置后，要在井点降水管沉设处所在的基土4的表层处挖一定深度的沟槽，方便冲枪1-2的***。

（3）如图1和图7所示，对井点降水管5的沉设处冲孔并清孔，井孔8成型后保留护筒管1-4：首先将冲枪1-2的冲枪头对准护筒管1-4的缺口处引导冲枪1-2穿入到护筒管1-4的内部，直到冲枪头1-3接近护筒管1-4的末端，将冲枪1-2通过水带1-1接到高压水泵上，启动高压水泵，将冲枪1-2垂直***到井点降水管5的陈设处的基土4的表层，冲枪1-2利用高压水泵提供的高压循环水钻井孔8的同时带动护筒管1-4也向井孔8深处***，直到所钻井孔8的深度达到预设井孔8深度，井孔8成型后进行清孔处理，处理完毕后拔出冲枪1-2，将护筒管1-4保留在井点降水管的沉设处。井孔8成型后所进行的清孔处理即为将放置到井孔8中的护筒管1-4内的泥沙清除干净，便于以后的井点降水管5的无障碍穿入到护筒管1-4的内部，也可有效地避免后期井点降水管抽水时留在护筒管1-4内部的泥沙被抽入到井点降水管5的内部，导致井点降水管5的堵塞。

（4）如图5所示，将井点降水管5放入到护筒管1-4内部，将井点降水管5放置到护筒管1-4的中心处，并***到井点降水管5预设深度，用推杆封头2-2顶住井点降水管5顶端的开口处，然后在护筒管1-4与井点降水管5之间的空间倒入滤料6。在倾倒滤料6的同时一直用推杆2顶住井点降水管5的顶端开口处，保持井点降水管5的垂直度，即利用推杆2顶住井点降水管5使井点降水管5一直保持与基土4表层垂直。

（5）如图6和图7所示，预先设定好的滤料6倒入完毕后，拔出护筒管1-4，使用推板3上的推板头3-2将滤料6向井孔8深处推进并填实。用推板头3-2上的弧形凹槽卡与井点降水管5配合，使推板头3-2沿着井点降水管5向护筒管1-4的底部滑动，直到滤料6被压实。本发明中的滤料6采用粗颗粒的黄砂，可保证井孔8内滤水层的透气性。在拔出护筒管1-4的同时也要使用推杆2以保持井点降水管的位置。

（6）如图7所示，滤料6填好后，使用粘土7将井点降水管5的顶端与井孔8孔壁之间进行密封。

本发明适用于上砂下岩或滩涂淤泥等流质土层条件下井点降水管的沉设。

Claims (4)

1.一种流质土层的井点降水管的沉设装置，包括用于在流质土层中冲出井孔以放置井点降水管的冲孔装置以及用于埋设井点降水管的埋管装置；其特征是，

所述冲孔装置的结构是，在冲枪的前端接有冲枪头，在冲枪的后端接有用于连接高压水泵的水带，在所述冲枪的外部套有护筒管，所述护筒管用于在井孔成型后防止因流质土层收缩而掩埋井孔；

所述埋管装置包括推杆和推板；

所述推板的结构是，在连杆的一端接推板头，在连杆的另一端接推柄，所述推板头为带有弧形凹槽的半圆形板状结构；所述推板头的弧形凹槽卡接在井孔内井点降水管的外壁，以对填入井孔内的滤料进行压实；

所述推杆的结构是，在连接杆的一端接有手柄，在连接杆上套接有推杆封头；所述推杆封头用于封堵置于井孔内的井点降水管的管口，同时在所述连接杆端部的手柄上施加外力，以保证井点降水管与流质土层基面垂直；推杆封头远离手柄的一端的端面为圆形平面，且圆形平面的外径等于或者略大于井点降水管的外径。

2.根据权利要求1所述的流质土层的井点降水管的沉设装置，其特征是，所述冲枪头的前端为锥形。

3.根据权利要求1所述的流质土层的井点降水管的沉设装置，其特征是，在所述护筒管的顶端开有斜切口。

4.一种流质土层的井点降水管的沉设方法，其特征是，包括以下步骤：

a、按照待沉设的井点降水管的尺寸规格制作相配套的护筒管、冲枪、推杆和推板：

在冲枪的前端接有冲枪头，在冲枪的后端接有用于连接高压水泵的水带，在所述冲枪的外部套有护筒管，所述护筒管用于在井孔成型后防止因流质土层收缩而掩埋井孔；

推杆的结构是，在连接杆的一端接有手柄，在连接杆上套接有推杆封头；所述推杆封头用于封堵置于井孔内的井点降水管的管口，同时在所述连接杆端部的手柄上施加外力，以保证井点降水管与流质土层基面垂直；

所述推板的结构是，在连杆的一端接推板头，在连杆的另一端接推柄，所述推板头为带有弧形凹槽的半圆形板状结构；所述推板头的弧形凹槽卡接在井孔内井点降水管的外壁，以对填入井孔内的滤料进行压实；

b、根据井点降水平面布置图和现场情况，确定井点降水管沉设位置；

c、对井点降水管的沉设处冲孔并清孔，井孔成型后保留所述护筒管：将所述冲枪穿到所述护筒管的内部，直到所述冲枪头接近所述护筒管的末端，将所述冲枪通过所述水带接到高压水泵上，启动高压水泵，将所述冲枪垂直***到所述井点降水管的陈设处，所述冲枪利用高压循环水钻井孔的同时带动所述护筒管向井孔深处***，直到所钻井孔的深度达到预设井孔深度，井孔成型后进行清孔处理，处理完毕后拔出所述冲枪，将所述护筒管保留在井点降水管的沉设处；

d、将所述井点降水管放入到所述护筒管内部，并***到所述井点降水管预设深度，用所述推杆封头顶住所述井点降水管顶端的开口处，然后在所述护筒管与所述井点降水管之间的空间倒入滤料；

e、滤料倒入完毕后，拔出护筒管，使用所述推板上的所述推板头将滤料向井孔深处推进并填实；

f、滤料填好后，使用粘土将井点降水管的顶端外壁与井孔孔壁之间进行密封。