本发明专利技术涉及了一种软土基坑的增渗降水装置及施工方法，属于土木工程领域。该装置在位于软土基坑的钻孔内预埋井管；井管的外壁与钻孔的内壁之间的缝隙采用滤料填充，位于井管外壁上部的缝隙采用粘土填充并压实；注液系统用于向井管外壁侧输送混合溶液；通气系统用于向井管外壁侧输送空气；排水系统用于排出井管内的地下水。本发明专利技术在现有管井结构的基础上增加了注液系统、通气系统和排水系统，注液系统中的混合溶液，无机盐溶液增大了软土地层本身渗透性，细砂的注入能够形成砂脉，打通了土体内部的渗流通道；通气系统的扰动紊流功能确保了地层中混合浆液注入的一致性，且能够使软土地层形成劈裂裂缝；排水系统提高了软土基坑降水的施工效率。的施工效率。
【技术实现步骤摘要】
一种软土基坑的增渗降水装置及施工方法
[0001]本专利技术涉及了一种软土基坑的增渗降水装置及施工方法，属于土木工程领域。
技术介绍
[0002]随着经济的快速发展，沿江沿海城市的地下空间也得到了大规模的开发利用，且我国沿江沿海城市大多位于软土地区，从诸多工程实践来看，多数基坑工程事故与地下水处理不当有关。此外，软土具有含水量高、承载力低、渗透系数小及工程特性差等特点，在基坑降水过程中，极易出现出水量小、井管堵塞及难以降水等问题，从而影响后续的开挖作业。因此，非常有必要对软体基坑增渗降水方面展开研究，以确保基坑降水开挖施工作业的顺利进行。
[0003]目前国内外关于软土基坑降水已开展了一定量的研究，包括土体增渗和降水方法等方面。为确保降水效果，软土基坑多采用真空井点、喷射井点和电渗井点等技术方法对坑内进行疏干降水，有的学者向土层中喷射高压气体或水以增加土体的渗透性从而进行降水，还有学者通过高压注水管向土体内注入砂子，以期形成排水通道从而达到软土加固的目的。然而，上述研究存在着诸多问题，气压或水压劈裂所形成的裂隙容易闭合，难以达到预期降水效果，此外，如何防止细砂沉淀、如何确保上下层注砂效果的一致性、如何与现在的软土降水技术结合等问题均未得到解决。鉴于此，本专利技术结合真空井点降水技术，专利技术了一种软土基坑的增渗降水新方法，以提高软土降水疏干效率，确保基坑施工安全。
技术实现思路
[0004]专利技术目的：为解决软土基坑降水存在的问题与不足，本专利技术结合真空井点降水技术，提出了一种软土基坑的增渗降水装置及施工方法，以期增大软土的渗透性，提高软土疏干降水效率和降水效果，保证基坑工程顺利安全施工。
[0005]技术方案：本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术所述的一种软土基坑的增渗降水装置，包括注液系统、通气系统、排水系统；位于软土基坑的钻孔内预埋井管；井管的外壁与钻孔的内壁之间缝隙采用滤料填充，位于井管外壁上部缝隙采用粘土填充并压实；
[0007]所述注液系统用于向井管外壁侧输送混合溶液；
[0008]所述通气系统用于向井管外壁侧输送空气；
[0009]所述排水系统用于排出井管内的地下水。
[0010]本专利技术所述软土基坑的增渗降水装置，所述注液系统包括注液泵，溶液输送管，环形管，U形锁扣；所述注液泵与溶液输送管相连；所述的溶液输送管为若干根，若干根所述溶液输送管布置在井管的外侧壁；溶液输送管沿井管轴向延伸呈竖向分布、且垂直于钻孔底面；
[0011]所述环型管为若干根，若干根所述环型管沿溶液输送管延伸方向依次排列且与溶液输送管相连通，若干根所述环型管均为水平放置且通过U形锁扣与井管相固定，沿环型管
水平径向布置若干个喷射孔。
[0012]本专利技术所述的软土基坑的增渗降水装置，所述通气系统包括空气泵，空气管，旋转风叶；所述空气泵与空气管相连；所述空气管依次连通若干根环形管，空气管与环形管连接处采用三分阀相互连通；旋转风叶分布于环形管内，相邻旋转风叶之间的夹角为45
°
。通气系统在环形管内通入空气形成扰动紊流，以避免注液系统中的细砂沉淀在环形管、并且空气可喷射到地层形成劈裂，增大地层渗透性。
[0013]本专利技术所述的软土基坑的增渗降水装置，排水系统包括抽水泵、真空管、真空泵、密封板、过滤网、排水管、潜水泵、沉淀管；其目的是将管井内抽成真空并排水；
[0014]所述的真空泵与真空管相连；真空管延伸至井管内；所述抽水泵通过排水管与潜水泵相连通，潜水泵位于井管内；位于井管内降水区域采用过滤网包裹；
[0015]位于井管的顶部采用密封板封闭，井管底部设有沉淀管。
[0016]本专利技术所述的软土基坑的增渗降水装置，所述的空气管为纤维软管，空气管承受压力范围为0
‑
5MPa。
[0017]本专利技术所述的软土基坑的增渗降水装置，所述的述溶液输送管的材质为PVC硬管，若干根竖向布置的溶液输送管均与注液泵相连，并与相应的环形管独立连通。以确保上下层环形管所注入溶液的一致性。
[0018]将压缩空气注入环形管内，在管内形成扰动紊流以避免细砂沉淀，空气管内不存在细砂沉淀，仅设计一根空气管与所有环形管相连。
[0019]本专利技术所述的软土基坑的增渗降水装置，所述的环形管的材质为PVC硬管，位于环形管上均匀分布8个喷射孔；每个所述的喷射孔均设有单向向外开启的活页阀。
[0020]本专利技术所述的软土基坑的增渗降水装置，由注液系统所输送的混合溶液为无机盐、细砂及水的混合后的液体。
[0021]本专利技术所述的软土基坑的增渗降水装置，所述的井管的外壁与钻孔的内壁之间缝隙填充的滤料；
[0022]钻孔为粉土层滤料采用中粗砂；
[0023]钻孔为砂性土层滤料采用2～4mm的砾石；
[0024]钻孔为碎石土地层滤料采用3～7mm的砾石；
[0025]上述滤料的含泥量应小于3％。
[0026]一种软土基坑的增渗降水方法，具体步骤如下：
[0027](1)、整备注液系统、通气系统、排水系统；将整个系统中的作业装置进行装配；
[0028]根据环形管的个数，将溶液输送管依次与环形管进行装配，装配好后通过U型锁扣将环形管固定在井管外侧；
[0029]空气管依次与环形管上通气口相连，并用U型锁扣将其固定；装配完成后的溶液输送管、环形管、空气管与所装配的井管形成一个整体；
[0030](2)、在软土基坑内进行钻孔作业，形成钻孔；将步骤中溶液输送管、环形管、空气管与所装配的井管所形成的整体置于开挖的钻孔中；
[0031]在井管的外侧与钻孔之间填入滤料以充满孔周间隙；在填充接近至钻孔顶部时，在井管上部间隙采用粘土进行填充压实；
[0032](3)、将注液系统、通气系统、排水系统中的各作业端分别安装至井管内，采用密封
板将井管管口封闭，并进行真空度测试，以确保降水井管的密封性；
[0033](4)、步骤(1)
‑
(3)中的注液系统、通气系统、排水系统安装完备后，进行增渗降水的试运行；
[0034]根据实际工程地质条件选择初始压力，一般为0.5
‑
2MPa，若注液量较小则适当增大注液压力，但不应大于4MPa；
[0035]通气系统是指空气泵、空气管、旋转风叶，其目的是在环形管内通入空气形成扰动紊流，以避免注液系统中的细砂沉淀在环形管；并且空气可喷射到地层形成劈裂，增大地层渗透性；
[0036](5)、试运行结束后，开始正式施工；启动注液系统中注液泵与通气系统中的空气泵保持相同的注入压力，通气系统使其形管内通入空气形成扰动紊流，以避免注液系统中的细砂沉淀在环形管；并且空气可喷射到地层形成劈裂，增大地层渗透性；
[0037]当注入压力急剧减小时关闭上述设备，开启通气系统中的真空泵及抽水泵进行降水井的真空疏干降水；当排水量较小时，关闭降水设备。
[0038]重复上述步骤本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种软土基坑的增渗降水装置，其特征在于：包括注液系统、通气系统、排水系统；位于软土基坑的钻孔内预埋井管（9）；井管（9）的外壁与钻孔的内壁之间缝隙采用滤料（10）填充，位于井管（9）外壁上部缝隙采用粘土（8）填充并压实；所述注液系统用于向井管（9）外壁侧输送混合溶液；所述通气系统用于向井管（9）外壁侧输送空气；所述排水系统用于排出井管（9）内的地下水。2.根据权利要求1所述软土基坑的增渗降水装置，其特征在于：所述注液系统包括注液泵（2），溶液输送管（3），环形管（11），U形锁扣（20）；所述注液泵（2）与溶液输送管（3）相连；所述的溶液输送管（3）为若干根，若干根所述溶液输送管（3）布置在井管（9）的外侧壁；溶液输送管（3）沿井管（9）轴向延伸呈竖向分布、且垂直于钻孔底面；所述环型管（11）为若干根，若干根所述环型管（11）沿溶液输送管（3）延伸方向依次排列且与溶液输送管（3）相连通，若干根所述环型管（11）均为水平放置且通过U形锁扣（20）与井管（9）相固定，沿环型管（11）水平径向布置若干个喷射孔（18）。3.根据权利要求1或2所述的软土基坑的增渗降水装置，其特征在于：所述通气系统包括空气泵（6），空气管（12），旋转风叶（19）；所述空气泵（6）与空气管（12）相连；所述空气管（12）依次连通若干根环形管（11），空气管（12）与环形管（11）连接处采用三分阀相互连通；旋转风叶（19）分布于环形管（11）内，相邻旋转风叶（19）之间的夹角为45
°
。4.根据权利要求1所述的软土基坑的增渗降水装置，其特征在于：排水系统包括抽水泵（1）、真空管（4）、真空泵（5）、密封板（7）、过滤网（13）、排水管（14）、潜水泵（15）、沉淀管（16）；所述的真空泵（5）与真空管（4）相连；真空管（4）延伸至井管（9）内；所述抽水泵（1）通过排水管（14）与潜水泵（15）相连通，潜水泵（15）位于井管（9）内；位于井管（9）内降水区域采用过滤网（13）包裹；位于井管（9）的顶部采用密封板（7）封闭，井管（9）底部设有沉淀管（16）。5.根据权利要求3所述的软土基坑的增渗降水装置，其特征在于：所述的空气管（12）为纤维软管，空气管（12）承受压力范围为0
‑
5MPa。6.根据权利要求2所述的软土基坑的增渗降水装置，其特征在于：所述的述溶液输送管（3）的材质为PVC硬管，若干根竖向布置的溶液输送管（3）均与注液泵（2）相连，并与相应的环形管（11）独立连通。7.根据权利要求2所述的软土基坑的增渗降水装置，其特征在于：所述的环形管...
【专利技术属性】
技术研发人员：童立元，马海洋，刘松玉，周欣，苏昂，陈稳，张心源，王晓琼，赵文亮，李世龙，
申请(专利权)人：中铁十四局集团有限公司中铁十四局集团大盾构工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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