快速处理砂土地区桩基软弱施工面方法与流程

1.本发明涉及工程施工技术领域，尤其涉及快速处理砂土地区桩基软弱施工面方法。


背景技术：

2.在桩基项目多年的施工经历中，经常会遇到场地地下水水位较高的情况，场地地层又为透水性较强(如含砂量较高的砂性土地层)或含水率较高地层。在地层地下水位较高、地层透水性较强地区施工，往往会出现由于施工机械设备移动、振动、重压造成地面下陷、地下水大量渗出地表，使工作面愈发软弱泥泞，桩基施工面变得支撑性很差，表面硬度很低，施工机械移动困难极大，机器设备深陷土中无法施工，特别是机械移动转点极其困难，甚至造成由于桩机设备各处沉陷程度不同出现倾斜，具有较大的安全风险，极端情况下发生倾覆造成安全事故。而目前直接进行钢板铺设或工作面硬化处理，成本较高，而且效果不好，因为下部土层松软，含水率高，机器设备重复行走重压后，下部土层会翻浆上升。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出快速处理砂土地区桩基软弱施工面方法，能够快速、低成本的解决施工场地地下高水位、地层高渗透性对施工面的不利影响，保证施工安全顺利的进行，对提高施工效率和提高工程效益起到积极作用。
4.本发明提出快速处理砂土地区桩基软弱施工面方法，工作面为在砂土地区挖掘的基坑中，包括如下步骤：
5.s1、在基坑外部的四周设置排水沟以及护栏，并且在基坑外部钻设多个用于阻断或减少场地外侧地下水补给的轻型井点降水井，在基坑内部钻设多个呈纵横排列布置的轻型井点降水井；
6.s2、将多个降水井管分别下放至基坑外以及基坑内部的轻型井点降水井中，并且降水井管顶部连通接入真空泵；
7.s3、在降水区域中部设简易观察井，水位降升达到1米后，采用挖机对基坑进行碾压，直至基坑地表无渗水、土层压实；
8.s4、桩机移位至碾压后的场地进行施工，如基坑内部的地表无渗水，则工作面处理达到要求，如有渗水，则对降水井布置进行调整，增加水位降升，重复s3，直至桩机重压之下地表无渗水。
9.优选的，基坑的截面为矩形，基坑外部的轻型井点降水井沿基坑外围四周呈环形分布。
10.优选的，排水沟的间距不大于20米，宽400mm，深350mm～550mm，排水沟坡度为1％。
11.优选的，轻型井点降水井沿纵向间距2～3米，横向间距为8～10米。
12.优选的，基坑外部的降水井管选用pvc管，基坑内部降水井管选用钢制井管，降水
井管的直径为25～40mm、长度为2～3米，降水井管包括从上至下依次连接的无孔管段和滤水管段，其中滤水管段的长度为0.5～1.0米，滤水管段沿其长度方向开设有直径为3
‑
6mm的多个梅花状孔，相邻连个梅花状孔之间的间距为0.1米，滤水管段的外侧以及其底部采用60目的纱布双层包裹扎紧；无孔管段用土埋实。
13.优选的，轻型井点降水井为无压非完整井。
14.优选的，轻型井点降水井单井涌水量的计算公式为：
15.q＝1.366k(2h0‑
s)*s/(lgr
‑
lgx0)
16.式中：q：单井涌水量(m3/d)；
17.k:渗透系数(m/d)；
18.s:水位降低值(m)；
19.r:抽水影响半径(m)；
20.x0:沿基坑周边均匀布置的降水井群所围面积等效圆的半径(m)；
21.h0:有效带深度。
22.本发明还提出一种快速处理砂土地区桩基软弱施工面方法在井点降水工程中的应用，其中井点降水工程处于地表孔隙潜水位，地表孔隙潜水稳定水位标高为7.80m；井点降水工程的土质为砂土。
23.本发明中的有益效果为：
24.本发明在施工范围周边采取明沟、轻型井点降水排水阻断或减缓场地地下水供给通道或速率，再利用场地内合理布置轻型井点降水使施工面范围地下水位降升满足要求，然后利用现场挖机进行施工面碾压提高施工面地层承载能力，达到快速处理砂土地区桩基软弱施工面的效果，使施工能够正常进行，消除施工过程中的安全隐患和地下水带来的不利影响。通过本发明中的处理方法能够快速、低成本的解决施工场地地下高水位、地层高渗透性对施工面的不利影响，保证施工安全顺利的进行，对提高施工效率和提高工程效益都会起到积极作用。
附图说明
25.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
26.图1为本发明中无压非完整井的各参数示意图。
27.图中标号：1、地坪；2、降水井；3、透水层；4、不透水层；5、水位线；6、水位降升线。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
29.实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时
针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
31.此外，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.本实施例提出快速处理砂土地区桩基软弱施工面方法，尤其适用于砂土地层。
34.本技术以淮安融创广场项目
‑
融创茂桩基及基坑支护工程项目作为典型示例进行说明，淮安融创广场项目
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融创茂桩基及基坑支护工程项目位于淮安市区京杭运河以北、天津路西侧、延安路南侧。南侧距里运河约500米，东北侧距里运河约1000米，地下水补充来源丰富。根据岩土报告成果反映，该场地地层地下水有二层：地表孔隙潜水稳定水位标高约为7.80m(埋深约1.8～3.0米)，下部承压水水头水位为5.10米(埋深约4.5～5.7米)。根据岩土报告成果资料反映，本场地钻探时自然地表以下深度约10.5米以上土层透水性为中等透水～强透水。
35.该工程中处理砂土地区桩基软弱施工面的具体方法包括如下步骤：
36.s1、根据前期已经制定好的工作场所，在该工作场所内通过挖掘机挖掘深度2～4米、截面为矩形的基坑，使大部分工作场地区域处于地表孔隙潜水位，然后在基坑外部的四周设置排水沟以及护栏，其中排水沟的间距不大于20米，宽400mm，深350mm～550mm，排水沟坡度选为1％，降水运行时的排出的水排入至排水沟内部，避免其流入至基坑内，而护栏则用以确保人员的安全，接着在基坑外部钻设多个用于阻断或减少场地外侧地下水补给的轻型井点降水井，该处的轻型井点降水井沿基坑外围四周呈环形分布，在基坑内部则钻设多个呈纵横排列布置的轻型井点降水井，该处的轻型井点降水井沿纵向间距2～3米，横向间距为8～10米，基坑内部的轻型井点降水井的密度可根据具体情况进行调整。进行钻孔之前，选择平整场地采用钻机进行钻井，钻进时一般采用自然造浆钻进，当提升钻具和临时钻停时，孔内应压满泥浆，防止孔壁坍塌，钻孔钻进至设计标高后，将钻具提升至距孔底合适的高度，开动泥浆泵清孔，以清除孔内沉渣。
37.s2、提吊法将多个降水井管分别下放至基坑外以及基坑内部的轻型井点降水井中，具体的，可采用采用卷扬机或者吊车，逐根按顺序下入连接，井管应连接牢固、密封、不透水。下管时，注意轻提慢放，力求井管垂直安放，当井管内部淤塞时，应向孔内注水，缓慢放入，禁止上下提拉和强行冲击。另外，考虑到经济因素，基坑外部的降水井管选用直径为25～40mm、长度为2～3米的pvc管，而确保土方开挖过程中井管的完好性，基坑内部的降水井管则选用高强度的钢制井管，降水井管包括从上至下依次连接的无孔管段和滤水管段，其中滤水管段的长度为0.5～1.0米，滤水管段沿其长度方向开设有直径为3
‑
6mm的多个梅
花状孔，相邻连个梅花状孔之间的间距为0.1米，滤水管段的外侧以及其底部采用60目的纱布双层包裹扎紧；无孔管段用土埋实，降水井管顶部连通接入真空泵，通过真空泵将降水运行时排出的水泵送至排水沟中。
38.s3、为了满足基坑内水位的要求，本实施例在降水区域中部设简易观察井，通过观察井水位的变化来决定是否对基坑进行碾压，当水位降升达到1米后，采用挖机对基坑进行碾压，直至基坑地表无渗水、土层压实。
39.s4、桩机移位至碾压后的场地进行施工，如基坑内部的地表无渗水，则工作面处理达到要求，如有渗水，则对降水井布置进行调整，调整时，根据现场情况可以改变降水井管的长度、密度以及真空泵的排量等参数，以使增加水位降升，重复上述步骤，直至桩机重压之下地表无渗水，即可满足施工要求。
40.由于该项目场地浅部地层均为透水层，总体厚度较大，轻型井点降水井为无压非完整井，如附图1所示，地坪1下方为透水层3和不透水层4，在地坪1内钻设降水井2，降水井2位于地坪1下方的透水层3中，透水层3内部的地表水形成有水位线5，而水位线5的变化形成水位降升线6，根据降水井单井涌水量来确定降水井的数量。轻型井点降水井单井涌水量的计算公式为：
41.q＝1.366k(2h0‑
s)*s/(lgr
‑
lgx0)
42.式中：q：单井涌水量(m3/d)；
43.k:渗透系数(m/d)；
44.s:水位降低值(m)；
45.r:抽水影响半径(m)；
46.x0:沿基坑周边均匀布置的降水井群所围面积等效圆的半径(m)；
47.h0:有效带深度。
48.h0照表一进行取值：
49.h0取值表
50.s'/(s' l)0.20.30.50.8h01.3(s' l)1.5(s' l)1.7(s' l)1.85(s' l)
51.表一
52.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。