CN114045850A - 一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法，包括以下步骤，S1，按照基坑开挖顺序，依次对多层基坑进行测量放线；S2，按照测量放线确定的顶层基坑边线，确定多个气动降水管井的井位，并逐个对气动降水管井进行施工，施工人员在顶层降水完成后，在顶层基坑边线内开挖基坑；S3，按照测量放线确定的下一层基坑边线，确定轻型井点中多个井点管的井位，并逐个对井点管施工，轻型井点施工结束后，在下一层基坑边线的内侧设置多个气动降水管井，并逐个对气动降水管井进行施工，整体降排水施工完成后，在下一层基坑边线内开挖基坑。本发明相比传统的止水帷幕，安全等级高，止水效果好，节能降耗成果明显，经济效益高。

Description

一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体是一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法。

背景技术

随着我国经济实力逐渐提升，城市建设发展迅速，各种大型建筑物逐渐增多，对于大型建筑基坑开挖面积广，开挖深度大，地下水系丰富，地基与基础工程施工难度大，成本费用高，地基的安全性、可靠性受到地上大型建筑群的较大影响。

基坑施工过程中，经常采用止水帷幕的方法来对基坑止水，但实际施工过程中，由于地质条件、施工技术和基坑深度等因素，止水帷幕常常会出现局部渗漏的风险，并且随着基坑深度的增大，止水帷幕局部渗漏的风险加大，严重影响基坑安全性，同时传统止水帷幕，工程造价高，经济效益低。

发明内容

本发明的目的是提供一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法，采用轻型井点与气动降水组合式施工方法，通过在基坑边缘和内部布置轻型井点和气动降水管井，将两者组合，既可以建立止水体防止外侧水进入基坑，同时降低基坑内水位，这种组合工法相比传统的止水帷幕，安全等级高，止水效果好，节能降耗成果明显，经济效益高。

本发明技术方案是：一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法，包括以下步骤：

S1，按照基坑开挖顺序，依次对多层基坑进行测量放线；

S2，按照测量放线确定的顶层基坑边线，确定多个气动降水管井的井位，多个气动降水管井的井位位于顶层基坑边线的内侧与外侧，按照气动降水管井的井位逐个对气动降水管井进行施工，施工人员在顶层降水完成后，在顶层基坑边线内开挖基坑；

S3，按照测量放线确定的下一层基坑边线，确定轻型井点中多个井点管的井位，多个井点管的井位位于下一层基坑边线的外圈，按照井点管的井位，逐个对井点管施工，轻型井点施工结束后，在下一层基坑边线的内侧设置多个气动降水管井，并逐个对气动降水管井进行施工，整体降排水施工完成后，在下一层基坑边线内开挖基坑。

进一步地，所述气动降水管井施工包括以下步骤：

1)将护口管设置在气动降水管井的井位上，并在护口管***做好密封措施；

2)在气动降水管井的井位一侧安装钻机，并利用钻机在井位上钻井孔；

3)将气动降水管井放入到已钻好的井孔内；

4)将砾料填入气动降水管井与含水层之间，通过砾料对水进行过滤，防止含水层中的细砂涌入气动降水管井；

5)将井壁上的泥皮和气动降水管井深入到含水层中的泥浆清除；

6)在每个气动降水管井内设置气动泵，并将气动泵与控制器进行连接；

7)通过控制器来控制气动泵对气动降水管井进行抽水，将抽出的水通过排水管排放到气动降水管井的外部。

进一步地，所述步骤2)中，在钻进的过程中，钻机中的钻杆轻压慢转，保证钻孔的垂直程度，并采用泥浆护壁，防止井孔坍塌。

进一步地，所述步骤3)的中，将气动降水管井放入到已钻好的井孔内的过程连续进行，当因机械故障使气动降水管井不能顺利放入到预定放置位置时，将气动降水管井拔出，对钻孔进行清扫后再次放入。

更进一步地，所述步骤S2中，所述在顶层基坑边线外侧的多个气动降水管井沿顶层基坑边线的***四周分成两排，且位于外侧一排中相邻两个气动降水管井的中心距为11～13m，位于内侧一排中相邻两个气动降水管井的中心距为9～11m，在顶层基坑边线内侧的多个气动降水管井均布设置，且相邻两个气动降水管井的中心距为14～17m。

更进一步地，所述步骤S3中，所述多个井点管采用环形布置方式，环绕在下一层基坑边线的四周，井点管距下一层基坑边线保持一定间距，间距为0.7m～1.2m。

更进一步地，所述井点管施工包括以下步骤：

在确定好的井点管的井位一侧安装钻机，通过钻机在井位上钻进成孔；

井点管的井孔钻好后，将井点管放入井孔内，进行填砾和洗井，并将井点管与连接管相连，连接管的另一端连接有转换接头，通过转换接头与集水总管相连接，集水总管与抽水设备连接；

井点管各部件连接完成后，调试抽水设备进行抽水。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用轻型井点与气动降水组合式施工，通过在基坑边缘和内部布置轻型井点和气动降水管井，将两者组合，既可以建立止水体防止外侧水进入基坑，同时可以降低基坑内的水位；

2、本工法相比传统的止水帷幕，安全等级高，止水效果好，由于顶层基坑开挖深度较浅，在基坑外沿四周和基坑内部采用气动降水技术，降水效果满足要求，下一层基坑由于开挖深度较深，在基坑四周采用轻型井点代替止水帷幕，通过轻型井点降水建立止水体防止外侧水进入基坑，同时在基坑内部采用气动降水，综合两种措施使基坑内处于无水区域便于基础施工，同时避免了传统止水帷幕的渗漏风险，提高了基坑的安全可靠性；

3、本工法降水采用气动降水代替传统水泵，具有明显的优势：

1)水泵不易损坏，更加可靠，施工现场安全、整洁；

2)传统水泵往往不能实现基坑降水的的自动控制，降水效率低，采用自动控制装置控制气动降水过程，既可以解决传统水泵空转问题，使降水过程更加便捷，同时可以按照实际工程情况调节合适的气源压力和延时响应时间，选择合适的气动降水参数，有效控制降水过程；

3)实际降水过程中，可对基坑水位情况进行连续控制，按照基坑水位的变化调节气动降水设备的工作情况，保证基坑水位满足施工作业要求。

4、本工法相比传统止水帷幕，在保证安全的前提下合理的节约了成本，节能降耗效果显著，经济效益高。

附图说明

图1为本发明中的施工流程图；

图2为本发明中的组合式降水布置图；

图3为本发明中的井点管与集水总管连接图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。在发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例

如图1到图3所示，本发明提供一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法，包括以下步骤：

S1，按照基坑开挖顺序，依次对多层基坑进行测量放线；

S2，按照测量放线确定的顶层基坑边线1，确定多个气动降水管井3的井位，在顶层基坑边线1***四周分别布置两排气动降水管井3，位于外侧一排中相邻两个气动降水管井3的中心距为11～13m，位于内侧一排中相邻两个气动降水管井3的中心距为9～11m，在顶层基坑边线1内部均匀布置多个气动降水管井3，且相邻两个气动降水管井3的中心距为14～17m，按照气动降水管井3的井位逐个对气动降水管井3进行施工，气动降水管井3施工结束，施工人员在顶层降水完成后，在顶层基坑边线1内对基坑进行开挖施工；

S3，按照测量放线确定的下一层基坑边线2，确定轻型井点4中多个井点管7的井位，多个井点管7采用环形布置方式，环绕在下一层基坑边线2的四周外圈，井点管7距下一层基坑边线2的间距为0.7m～1.2m，按照井点管7的井位，逐个对井点管7进行施工，轻型井点4施工结束后，在下一层基坑边线2的内侧设置多个气动降水管井3，并逐个对气动降水管井3进行施工，将气动降水管井3与轻型井点4形成组合降水***，整体降排水施工完成后，在下一层基坑边线2内开挖基坑。

后续对更深一层的基坑进行降水施工时，重复步骤S3即可。

其中，本实施例中气动降水管井3施工的具体施工流程为：

1)将护口管设置在气动降水管井的井位上，并在护口管***做好密封措施；

2)在气动降水管井的井位一侧安装钻机，并利用钻机在井位上钻井孔，在钻进的过程中，钻机中的钻杆轻压慢转，保证钻孔的垂直程度，并采用泥浆护壁，防止井孔坍塌，当钻进深度达到设计深度时，宜多钻0.3～0.5m，同时发现地质情况与勘查设计资料不一致时及时通知相关单位，当钻至含水层顶面时开始清孔换浆；

3)将气动降水管井徐徐放入到已钻好的井孔内，放入过程连续进行，当因机械故障使气动降水管井不能顺利放入到预定放置位置时，将气动降水管井拔出，对钻孔进行清扫后再次放入；

4)将砾料填入气动降水管井与含水层之间，通过砾料对水进行过滤，防止含水层中的细砂涌入气动降水管井；

5)将井壁上的泥皮和气动降水管井深入到含水层中的泥浆清除；

6)在每个气动降水管井内设置气动泵，并将气动泵与控制器进行连接；

7)通过控制器来控制气动泵对气动降水管井进行抽水，将抽出的水通过排水管排放到气动降水管井的外部。

其中，本实施例对井点管进行施工的步骤包括：

在确定好的井点管7的井位一侧安装钻机，在井位上钻进成孔，当钻进深度达到设计深度时，宜多钻0.3～0.5m，同时发现地质情况与勘查设计资料不一致时及时通知相关单位，当钻至含水层顶面时开始清孔换浆；

井点管7的井孔钻好后，将井点管7放入井孔内，进行填砾和洗井，并将井点管7与连接管6相连，连接管6的另一端连接有转换接头8，通过转换接头8与集水总管5相连接；集水总管5与抽水设备连接；

井点管各部件连接完成后，调试抽水设备进行抽水。

需要说明的是，使用本发明的降水施工工法，需对井点、降水流量、地下水位、孔隙水压力进行监测。

具体应用实例：

中交第三公路工程局有限公司承建的渤海先进技术研究院(一期)项目位于滨州市滨城区长江五路北侧，在渤海二十路与渤海二十一路之间，该项目于2019年9月开工，2021年12月竣工。拟建场地东西向长720米，南北向长680米，包括16个单体建筑物，其中综合服务中心为地上17层，创意设计中心为地上12层，A-1、A-3楼为地上8层，其它建筑物为地上不超过6层，地下部分综合服务中心、检验检测中心为2层，其余为1层。按照地质勘查报告，该场地地下水的类型为第四系孔隙潜水，上部土层主要为粘性土和粉土，该工程基坑开挖深度较大，基槽底位于地下水位以下，基坑降水、开挖时存在基坑失稳、基坑出水、地面沉降等许多安全隐患。在实际工程中，采用轻型井点与气动降水组合代替止水帷幕的工艺施工，安全等级高，止水效果好，经济高效，应该进一步推广应用。

本工法相比传统止水帷幕，在保证安全的前提下合理的节约了成本，节能降耗效果显著，经济效益高，就滨州市渤海先进技术研究院项目基坑施工而言，本项目检测中心共有降水井185口，综合比较了本工法与传统止水帷幕的经济性。

1)传统止水帷幕：采用传统施工工艺在基坑边缘打设止水帷幕650m，基坑内部施工降水管井102口，具体费用计算如下：

①止水帷幕部分：止水帷幕采用φ800水泥搅拌咬合桩，按照基坑深度搅拌桩单桩长度为15.5m，基坑总长度为650m，合算搅拌桩总长度为5580m，水泥搅拌桩325元/延米，总计1813500元；

②降水部分：降水工期120天，综合考虑电泵、电线、维修等费用110925元，电费258508元，合计259617元，其中电泵和电线基本为一次使用；

综上，采用传统的止水帷幕施工，共计所需费用为2073117元。

2)采用本施工工艺

①气动降水部分

降水部分整体外包劳务，现场总共施工185口井，按照每口井日租金30元，使用120天，共计费用666000元；

②轻型井点降水

轻型井点共计施工480m，每组30m(30根井点管)，共计16组，每组施工费用为240元，每根井点管日租金为10元，共计使用120天，合计579840元；

综上，采用本施工工艺共计所需费用为1245840元。

3)综合比较

采用组合式降水比传统的止水帷幕施工减少费用827277元。

以上公开的仅为本发明的较佳的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都需落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，按照基坑开挖顺序，依次对多层基坑进行测量放线；

S2，按照测量放线确定的顶层基坑边线，确定多个气动降水管井的井位，多个气动降水管井的井位位于顶层基坑边线的内侧与外侧，按照气动降水管井的井位逐个对气动降水管井进行施工，施工人员在顶层降水完成后，在顶层基坑边线内开挖基坑；

S3，按照测量放线确定的下一层基坑边线，确定轻型井点中多个井点管的井位，多个井点管的井位位于下一层基坑边线的外圈，按照井点管的井位，逐个对井点管施工，轻型井点施工结束后，在下一层基坑边线的内侧设置多个气动降水管井，并逐个对气动降水管井进行施工，整体降排水施工完成后，在下一层基坑边线内开挖基坑。

2.根据权利要求1所述的一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法，其特征在于，所述气动降水管井施工包括以下步骤：

1)将护口管设置在气动降水管井的井位上，并在护口管***做好密封措施；

2)在气动降水管井的井位一侧安装钻机，并利用钻机在井位上钻井孔；

3)将气动降水管井放入到已钻好的井孔内；

4)将砾料填入气动降水管井与含水层之间，通过砾料对水进行过滤，防止含水层中的细砂涌入气动降水管井；

5)将井壁上的泥皮和气动降水管井深入到含水层中的泥浆清除；

6)在每个气动降水管井内设置气动泵，并将气动泵与控制器进行连接；

7)通过控制器来控制气动泵对气动降水管井进行抽水，将抽出的水通过排水管排放到气动降水管井的外部。

3.根据权利要求2所述的一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法，其特征在于，所述步骤2)中，在钻进的过程中，钻机中的钻杆轻压慢转，保证钻孔的垂直程度，并采用泥浆护壁，防止井孔坍塌。

4.根据权利要求2所述的一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法，其特征在于，所述步骤3)中，将气动降水管井放入到已钻好的井孔内的过程连续进行，当因机械故障使气动降水管井不能顺利放入到预定放置位置时，将气动降水管井拔出，对钻孔进行清扫后再次放入。

5.根据权利要求1所述的一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法，其特征在于，所述步骤S2中，所述在顶层基坑边线外侧的多个气动降水管井沿顶层基坑边线的***四周分成两排，且位于外侧一排中相邻两个气动降水管井的中心距为11～13m，位于内侧一排中相邻两个气动降水管井的中心距为9～11m，在顶层基坑边线内侧的多个气动降水管井均布设置，且相邻两个气动降水管井的中心距为14～17m。

6.根据权利要求1所述的一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法，其特征在于，所述步骤S3中，所述多个井点管采用环形布置方式，环绕在下一层基坑边线的四周，井点管距下一层基坑边线的间距为0.7m～1.2m。

7.根据权利要求1所述的一种轻型井点与气动降水组合取代止水帷幕的施工工法，其特征在于，所述井点管施工包括以下步骤：

在确定好的井点管的井位一侧安装钻机，通过钻机在井位上钻进成孔；

井点管的井孔钻好后，将井点管放入井孔内，进行填砾和洗井，并将井点管与连接管相连，连接管的另一端连接有转换接头，通过转换接头与集水总管相连接，集水总管与抽水设备连接；

井点管各部件连接完成后，调试抽水设备进行抽水。

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