水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用探微论文_王涛,范龙华,张晓博

水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用探微论文_王涛,范龙华,张晓博

山东众成建设项目管理有限公司 山东济南 250022

摘要:水下开挖法适用于临近地表水系和基坑地带含透水地层的深基坑工程,在施工过程中要严格依照正确的施工工艺和作业流程进行施工,做好水下开挖施工设计,混凝土浇筑和基坑地层的养护,秉承“自平衡”理念进行深入研究,加强大面积、超深基坑的应用调研,更好地推动市政工程基础设施建设发展。本文笔者根据工作实践经验对水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用进行了分析探讨。

关键词:市政工程;深基坑施工;水下开挖法;应用

1.水下开挖法的适用条件

水下开挖法更多适用于水工工程和隧道工程中,近年来随着我国市政工程的建设环境日趋复杂,许多市政工程项目需要面临深基坑施工的情况,传统的开凿工艺受到技术限制,难以保障工程项目的可靠性与施工质量,特别是在南方一些地下水环境相对复杂的城市市政工程建设中,经常面临着高水位深基坑或基坑地质环境存在透水地层的情况,进而对施工工艺提出了改进和创新要求。水下开挖法在深基坑工程中的应用是近年来用于解决市政工程技术难题的解决方案,要研究其应用情况,首先要对水下开挖法的适用条件有正确的认识。一般情况下,水下开挖法的应用需要市政工程项目具备以下几个基本特征:①工程施工地区临近地表水系,地下水系发达或工程与地下水环境具有一定的联系;②工程基坑分布有超厚强透水地层,传统的竖直隔断手段难以保障工程项目的正常建设,地层渗透系数较高;③基坑深度超过30m以上,普通的深基坑施工工艺难以适用。传统的基坑施工工艺基本以隔断方式来解决水系问题或以支护手段来应对水平抗力,而水下开挖法本质上是以一种“自平衡”工艺来解决深基坑施工过程中面临的困难,能够在一定程度上提升市政工程的抗风险能力和可靠性,相比传统施工技术的工程造价也会显著降低。

2市政工程深基坑施工中排水控制

2.1井点的设计与布置

在深基坑施工中,井点位置的选择和布置至关重要。设计人员必须对基坑的平面形状,大小,土质,地下水位和流向的高低进行充分的考察,计量和分析,结合实际施工标准来确定井点的具体位置。通常情况下,要在围墙外边缘两米的范围之内进行设置,而且降水的深度也比基坑深度高1m。同时,在井点的施工埋设中,可以使用水冲法来完成。而其中要经过冲孔和埋管两个方面的内容。在冲孔过程中,需要先将冲管以垂直的方式插在井点的位置上,并且使用高压水泵对其进行各个方位的摆动,在冲管的同时,将其下沉。在这个过程中,要将冲孔的直径保持3cm以上,而冲孔的深度要深于滤管底部约5cm,避免在冲管拨出的过程中,其中的土颗粒进入孔底而触及滤管底部。在冲孔工作完成以后,将冲管立即拔出,并将井点管插入其中,将灌沙滤层快速的填入井点管和孔赔之间,避免孔赔坍塌的情况发生。在填砂以后,要将井点管的上部进行封口,防止井口存在漏气的情况。另外,井点管在埋设完成后,需要进行抽水试验,并对其进行检查,看看管道是否存在漏水,漏气和淤塞的情况,同时要对水流的流量和浑浊度进行检查。最后,在井点的设计和布置过程中,要注意一下几点内容:第一,在降水过程中,要配备双电源,并要进行连续不断的抽水。第二,在井点投入使用之前,需要对井点进行试验抽水,并检查管道是否存在漏水漏气等情况。第三,井点使用过程中,一般情况下,水流是先大后小,先混后浊,如果存在不正常情况,必须对其进行检查,并及时的加以纠正和解决。第四,需要对井点管的淤塞情况进行检查,防止因为淤塞而影响出水。同时,对手扶管进行定期和不定期的检查,了解管道是否振动,能否听见管内的水流声。如果出现淤塞,需要使用高压水枪对井点管进行反冲,或者对其进行重新埋设。第五,在井点管被拔出以后,必须使用砂土将孔洞填满,并在离地面以下一米的地方使用黏土将其填实。最后,水泵的选择。通常情况下,选择的水泵排水量一般为基坑涌水量的两倍左右,如果基坑的流水量比20m3/h小时,可以选择隔膜式泵或者潜水电泵。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果涌水量在20~60m3/h时,可以选择隔膜式水泵和离心式水泵。如果涌水量超过60m3/h时,要使用离心式水泵。其中,隔膜式水泵的排水量较小,但是它可以有效的排出泥浆水。在对水泵进行选择时,必须按照施工现场的实际水量的大小来确定降水机械的型号和数量。

2.2井点的施工工艺

在施工过程中,必须结合施工现场的实际情况,在施工条件具备的情况下,详细分析地下水位的深度,泥土的渗透系数和土质分布的具体情况来对降水方案进行确定。同时,根据基底标高的实际数值来确定降水深度。另外,要对井点布置为何和频率,井点管和设备进行分析,以此来确定降水施工工艺。通常情况的施工顺序,先放线进行定位,然后铺设总管,冲孔,安装井点管不能够使用砂砾和粘土过滤和填充密封。最后,对集装箱和排水管进行安装,使用真空泵和离心泵进行排水,最后对井中和地下水位进行及时观测和检查,及时掌握其情况。

3深基坑水下开挖施工工艺

3.1水下开挖法的施工要点

首先,将三翼钻头安装在喷嘴上方,并使用旋喷机的高压水和三翼钻头对土体进行完全的切割和搅动,使其成为均匀的泥浆。其次,将低压旋喷喷头放置到地表以下三十厘米的位置,并使用高压水泵和空压机以25~35cm/min的速度进行旋转和下沉,下沉的过程中速度逐渐提升到50~60cm/min,这两者过程必须同时进行。最后,在旋喷设备旁边安装潜水渣浆,等到土体变成泥浆以后,将渣浆泵利用旋喷设备中的卷扬机放入到泥浆中,以达到排浆的效果。在开挖过程中,需要对土层进行分层开挖,并将开挖的速度保持在1.5m/d之内,开挖时要保持坑内液面不变,同时高于坑外地下水位一米处,同时要将各个设备的开挖深度的差距保持在一米之内,以此来保证开挖面能够均匀下降,同时要对地下土层壁的残留土仅从连续的冲刷和切割。

3.2水下混凝土的浇筑

在水下开挖施工中,水下混凝土浇筑是其中的关键环节。在施工过程中,需要使用无缝钢管来作为导管,而无缝钢管的直径为25cm,壁厚需要达到10mm,在安装时,要保持导管间距在5m范围之内。对其进行施工时,需要按照首批灌注,正常灌注,导管提升,测量和再灌注的顺序进行。其中,必须先确定首批混凝土的灌注量,并从风井外围向中心逐渐灌注。在提升导管的过程中,需要严格控制混凝土的标高和导管埋设的深度,每隔三十分钟对混凝土表面标高进行标注,以此来对混凝土流动半径和坡度进行确定,为后续导管的混凝土灌注提供有利条件。

4结束语

在城市化发展迅速的今天,高;水位,超厚强透水低层深基坑工程逐渐增加,而水下开挖法中的自平衡理念与当前工程发展需求相吻合,可以越来越多的应用到市政工程的施工中。同时,在城市轨道交通建设中,也会经常存在较深的大面积基坑,而水下开挖法的作业方式和技术能够很好的处理这种基坑施工中遇到的困难,提高施工质量和效率,保证施工安全。

参考文献:

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[3]林道冶,金国林.浅谈液压破碎锤水下破碎开挖施工工艺[J].小水电,2014(4):15.

[4]张健.超深竖井水下开挖施工关键技术[J].公路与汽运,2011(14):132.

论文作者:王涛,范龙华,张晓博

论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第15期

论文发表时间:2018/8/30

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