U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括：于土體上設(shè)定位置處開設(shè)的鉆井孔；裝設(shè)于所述鉆井孔內(nèi)的U型干濕井點管，所述U型干濕井點管內(nèi)部形成有U型通路，所述U型干濕井點管的下部開設(shè)有與所述U型通路連通的濾水孔；填充于所述鉆井孔頂部的密封層，所述密封層密封所述鉆井孔；與所述U型通路密封連接的降水真空泵，用于通過所述U型通路對所述土體進行真空負壓降水；以及與所述U型通路連接的熱風(fēng)機，用于在所述降水真空泵真空負壓降水完成后通過所述U型通路吹入熱風(fēng)以對所述土體進行常壓熱風(fēng)疏干。與常規(guī)疏干降水相比土體疏干固結(jié)質(zhì)量明顯改善，降水疏干時間縮短，節(jié)約施工成本。
【專利說明】
U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及建筑施工領(lǐng)域，特指一種U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著城市化建設(shè)步伐的加快，軌道交通建設(shè)高速發(fā)展，大型深基坑工程日益增多，由于地下水(潛水、承壓水)的存在，對基坑開挖和地下建(構(gòu))筑物施工往往產(chǎn)生不利影響或構(gòu)成安全威脅，需要借助疏干降水和減壓降水措施來方便坑內(nèi)作業(yè)，尤其保障地下施工過程的安全，因此，深基坑降水已成為基坑工程中必不可少的施工措施之一。
[0003]在實際的基坑降水工程中，輕型井點和深井降水技術(shù)已得到普遍應(yīng)用，隨著輕型井點和深井降水技術(shù)的普遍應(yīng)用出水量和降水效果越來越被人們所關(guān)注，但由于低滲透性軟土降水效果受地質(zhì)土層和土體滲透系數(shù)影響降水指標(biāo)差異很大，對于淤泥質(zhì)粉土、粘土及低滲透性軟土降水效果更差。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有技術(shù)中對于低滲透性軟土降水效果差的問題。
[0005]實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:
[0006]本實用新型提供了一種U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)，包括:
[0007]于土體上設(shè)定位置處開設(shè)的鉆井孔；
[0008]裝設(shè)于所述鉆井孔內(nèi)的U型干濕井點管，所述U型干濕井點管內(nèi)部形成有U型通路，所述U型干濕井點管的下部開設(shè)有與所述U型通路連通的濾水孔；
[0009]填充于所述鉆井孔頂部的密封層，所述密封層密封所述鉆井孔；
[0010]與所述U型通路密封連接的降水真空栗，用于通過所述U型通路對所述土體進行真空負壓降水;以及
[0011]與所述U型通路連接的熱風(fēng)機，用于在所述降水真空栗真空負壓降水完成后通過所述U型通路吹入熱風(fēng)以對所述土體進行常壓熱風(fēng)疏干。
[0012]采用U型干濕井點管進行負壓真空降水和常壓熱風(fēng)疏干，有效達到前期真空降水和后期熱風(fēng)疏干的目的，從根本上降低淤泥質(zhì)粘土、粉土及低滲透性軟土夾層空隙潛水和細顆粒附著水含量，實現(xiàn)土體虹吸疏干固結(jié)效果。與常規(guī)疏干降水相比土體疏干固結(jié)質(zhì)量明顯改善，降水疏干時間縮短，節(jié)約施工成本。
[0013]本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)的進一步改進在于，還包括填充于所述鉆井孔內(nèi)的過濾層，所述過濾層包覆所述U型干濕井點管，所述過濾層位于所述密封層之下，所述過濾層由砂石形成，所述砂石的數(shù)量在300kg至600kg之間。
[0014]本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)的進一步改進在于，還包括包覆于所述U型干濕井點管上開設(shè)有濾水孔的濾水段的雙層過濾網(wǎng)，所述雙層過濾網(wǎng)包括位于內(nèi)層的細濾網(wǎng)和位于外層的粗濾網(wǎng)，所述細濾網(wǎng)采用網(wǎng)眼在30孔/cm2至50孔/cm2之間的耐溫黃銅絲布，所述粗濾網(wǎng)采用網(wǎng)眼在3孔/cm2至10孔/cm2之間的耐溫黃銅絲布。
[0015]本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)的進一步改進在于，所述U型通路具有第一開口和第二開口，所述第一開口和所述第二開口均置于所述鉆井孔的上方；
[0016]在所述U型通路密封連接降水真空栗時，所述第一開口與所述降水真空栗密封連接，所述第二開口封堵嚴(yán)實；
[0017]在所述U型通路連接熱風(fēng)機時，所述第二開口與所述熱風(fēng)機連接。
[0018]本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)的進一步改進在于，所述密封層由填入所述鉆井孔內(nèi)的粘土形成，所述粘土的含水率在10%至15%之間，所述密封層的厚度大于1000mm，確保真空度控制在55kPa至70kPa之間。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)中U型干濕井點連接降水真空栗的縱向ItlJ視圖。
[0020]圖2為本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)中U型干濕井點連接熱風(fēng)機的縱向剖視圖。
[0021]圖3為本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)中U型干濕井點的橫向剖視圖。
[0022]圖4為本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)的一應(yīng)用實例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0024]本實用新型提供了一種U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)，適用于淤泥質(zhì)粘土、粉土及低滲透性軟土地區(qū)工業(yè)與民用建筑基坑護坡疏干降水工程，基坑邊坡的外側(cè)設(shè)有止水圍幕且降水疏干深度在5米至8米之間。普通真空輕型井點對于淤泥質(zhì)粘土、粉土及低滲透性軟土地區(qū)只能降低土體夾層潛水和構(gòu)造空隙水的含量，不能有效降低包裹在軟土細顆粒表面的附著水分，所以存在在降水效果差的問題。而本實用新型的U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)及其施工方法，利用U型干濕井點管對土體進行真空負壓降水和常壓熱風(fēng)疏干，模擬土方開挖工況將淤泥質(zhì)粘土、粉土及低滲透性軟土中的土層顆粒間接暴露在大氣之中，實現(xiàn)下部軟土被動疏干固結(jié)的效果，具有良好的降水效果。下面結(jié)合附圖對本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)進行說明。
[0025]參閱圖1，顯示了本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)中U型干濕井點連接降水真空栗的縱向剖視圖。參閱圖2，顯示了本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)中U型干濕井點連接熱風(fēng)機的縱向剖視圖。下面結(jié)合圖1和圖2，對本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)進行說明。
[0026]如圖1所示，本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)包括鉆井孔、U型干濕井點管31、密封層11、過濾層12、降水真空栗21、以及熱風(fēng)機22。鉆井孔開設(shè)在土體的設(shè)定位置處，根據(jù)施工布置要求進行定位放線，采用鉆孔施工形成鉆井孔，鉆井孔用于安裝U型干濕井點管31。1]型干濕井點管31裝設(shè)于鉆井孔內(nèi)，U型干濕井點管31的內(nèi)部形成有U型通路311，在U型干濕井點管31的下部開設(shè)有與U型通路311連通的濾水孔312，U型干濕井點管31上開設(shè)的濾水孔312所形成的濾水段長度根據(jù)需要降水疏干的土層的厚度而定。一般地，將濾水孔312與需要降水疏干的土層對應(yīng)設(shè)置，比如要對低滲透性的軟土層進行降水疏干，在U型干濕井點管31上開設(shè)濾水孔312時，濾水孔312所形成的濾水段的長度與該低滲透性的軟土層相對應(yīng)，再將U型干濕井點管31安裝于鉆井孔內(nèi)時，濾水孔312對應(yīng)置于低滲透性的軟土層內(nèi)，便于對低滲透性的軟土層進行降水疏干。密封層11填充在鉆井孔的頂部，通過密封層11將鉆井孔密封，也就是位于密封層11以下的鉆井孔和U型干濕井點管31的部分為密封環(huán)境。降水真空栗21與U型通路311密封連接，降水真空栗21用于通過U型通路311對土體進行真空負壓降水，在真空負壓降水完成后，將熱風(fēng)機22與U型通路311連接，熱風(fēng)機22用于通過向U型通路311內(nèi)吹入熱風(fēng)以對土體進行常壓熱風(fēng)疏干。
[0027]本實用新型的U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)在土體內(nèi)設(shè)置了U型干濕井點管31，通過U型干濕井點管31的下部開設(shè)多個濾水孔312，將濾水孔312所在的土層與U型通路311的開口連通，在通過與U型通路311連接的降水真空栗21對土體進行真空負壓降水，在降水完成后，在通過與U型通路311連接的熱風(fēng)機22對土體進行常壓熱風(fēng)疏干，實現(xiàn)了對土體前期真空負壓降水，后期管內(nèi)常壓熱風(fēng)對流蒸發(fā)，土體虹吸疏干固結(jié)效果。進行真空負壓降水時，通過濾水孔將土層中的潛水和構(gòu)造空隙水排出地表;進行常壓熱風(fēng)疏干時，借助熱風(fēng)機將熱風(fēng)源源不斷的吹入U型通路，通過濾水孔虹吸作用將土體濕氣引入U型通路中，利用管內(nèi)對流、蒸發(fā)原理將土層中的潛水和構(gòu)造空隙水排出地表，經(jīng)過真空負壓降水和常壓熱風(fēng)疏干，使得本實用新型具有較好的降水效果，且疏干時間短，能夠節(jié)約施工成本，具有良好的經(jīng)濟效益。
[0028]本實用新型的U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)中的過濾層12填充于鉆井孔內(nèi)，過濾層12位于密封層11之下，過濾層12包覆裝設(shè)于鉆井孔內(nèi)的U型干濕井點管31，過濾層12由1:1的砂石形成，填入鉆井孔內(nèi)的砂石數(shù)量在300kg至600kg之間。U型干濕井點管31降水疏干施工應(yīng)保證孔井級配砂石填充數(shù)量和濾水效果，結(jié)合圖3所示，一般情況下在U型干濕井點管31安裝就位后立即進行對稱均勻砂石填充，單個鉆井孔內(nèi)填充1:1砂石數(shù)量不少于300kg至600kg，U型干濕井點管31的中心應(yīng)置于過濾層12的中心部位，鉆井孔的孔壁與U型干濕井點管31的管壁之間距離不得小于150mm。在過濾層12填充完成后，于鉆井孔內(nèi)過濾層12之上填入粘土以形成密封層11，密封層11內(nèi)的粘土的含水率在10%至15%之間，密封層的厚度大于1000mm，確保真空度控制在55kPa至70kPa之間。密封層11保證了鉆井孔的封堵密閉性和真空度，在施工密封層時，采用無雜質(zhì)優(yōu)質(zhì)粘土分三層夯填，確保每一層粘土均夯實。
[0029]本實用新型的U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)中在U型干濕井點管31上開設(shè)有濾水孔312的濾水段包覆有雙層過濾網(wǎng)，該雙層過濾網(wǎng)包括位于內(nèi)層的細濾網(wǎng)和位于外層的粗濾網(wǎng)，該細濾網(wǎng)采用網(wǎng)眼在30孔/cm2至50孔/cm2之間的耐溫黃銅絲布，該粗濾網(wǎng)采用網(wǎng)眼在3孔/cm2至10孔/cm2之間的耐溫黃銅絲布，真空度一般不低于55kPa至70kPa。在U型干濕井點管31上開設(shè)的濾水孔312于U型干濕井點管31的管壁上呈梅花形分布，濾水孔312的孔徑為Φ 10030，分布長度不大于U型干濕井點管31高度的1/2，一般控制在2000mm至3000mm之間。
[0030]U型通路311具有第一開口 3111和第二開口 3112，第一開口 3111和第二開口 3112均置于鉆井孔的上方，在U型通路311與降水真空栗21密封連接時，將降水真空栗21與第一開口 3111密封連接，將第二開口 3112封堵嚴(yán)實。在U型通路311與熱風(fēng)機22連接時，將第二開口3112與熱風(fēng)機22連接，將第一開口 3111作為水蒸氣排出口。
[0031]本實用新型中的U型干濕井點管31采用兩根鍍鋅鋼管和四只直角彎頭制作而成，將兩根鍍鋅鋼管并行設(shè)置，每根的底部均連接一個直角彎頭，再將連接與鍍鋅鋼管底部的直角彎頭連接在一起，就形成了 U型結(jié)構(gòu)，然后再于每根鍍鋅鋼管的頂部連接一個直角彎頭，就形成了第一開口和第二開口。鍍鋅鋼管和直角彎頭之間的連接可以采用焊接或者絲接，焊接或絲接應(yīng)確保形成的U型通路嚴(yán)密不漏氣，鍍鋅鋼管的尺寸為Φ 100長度eooomnuU型干濕井點管31的底部連通，頂部的第一開口和第二開口對稱分開，第一開口和第二開口即可封堵又能敞開，技既能連接降水真空栗又能連接熱風(fēng)機。
[0032]鉆孔施工形成鉆井孔時，控制沖孔直徑，采用單槍雙頭水管沖孔時必須嚴(yán)格控制鉆井孔的垂直的、孔徑和沉碴厚度其施工誤差不得大于100mm，采用原土造漿泥漿比重不得小于1.12，U型干濕井點安裝前必須進行二次清孔，清孔后泥漿比重不得大于1.1，沉碴厚度不得大于200mm。結(jié)合圖3所示，鉆井孔的長邊尺寸不小于600mm，短邊尺寸不小于400mm，高度約在3500mm至5000mm之間。
[0033]通過U型干濕井點管31對土體進行真空負壓降水，達到10天至15天時，由于淤泥質(zhì)粘土、粉土及低滲透性軟土滲透系數(shù)低，單個U型干濕井點管31的日出水量一般不足
0.3m3/d，此時降水真空栗由于缺水真空度不足30kpa，設(shè)備屬于空轉(zhuǎn)發(fā)熱階段，表示真空負壓降水完成。此時打開U型干濕井點管31上部封堵的第二開口，將降水真空栗拆除，在第二開口安裝熱風(fēng)機，熱風(fēng)機選用大功率高溫電吹風(fēng)機，向U型通路內(nèi)吹入熱風(fēng)，熱風(fēng)機可以選用2000w，也可以選用80kw。風(fēng)速控制在8.0m/s至1m/s，進風(fēng)溫度控制在120°C至140°C，出風(fēng)溫度控制在40°C至80°C，出風(fēng)口的風(fēng)速控制在3m/s至5m/s，出風(fēng)濕度保持大于70%，單個U型干濕井點管的排濕量一般控制在0.8m3/d左右。
[0034]在實際施工中，U型干濕井點管間距一般控制在3m至3.5m之間，真空負壓降水按單個U型干濕井點管計算，每25至30個U型干濕井點管配備降水真空栗I臺，常壓熱風(fēng)疏干每30個U型干濕井點管配備熱風(fēng)機一臺。降水真空栗可以采用射流真空栗。
[0035]如圖4所示，下面以具體實例對本實用新型U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進行說明。該實例為建筑物施工項目，占地面積為6.45萬平方米，總建筑面積達43萬平方米。由4幢30層塔樓(2幢LOFT寫字樓、I幢五星級酒店、I幢公寓式辦公)和6層商業(yè)裙房組成，地下室三層(一層商業(yè)、二層車庫)，基坑最大邊長408m，基坑平均開挖深度12m。
[0036]該項目的地質(zhì)情況:①雜填土(平均厚度1.0米)；②灰黃色粉質(zhì)粘土(平均厚度1.5米)；③灰色游泥質(zhì)粉質(zhì)粘土(平均厚度2.3米)；③夾，灰色粘質(zhì)粉土(平均厚度1.6米)；④灰色淤泥質(zhì)粘土 (平均厚度2.3米)、⑤灰色粘土 (平均厚度3.5米)；⑥褐黃色粉質(zhì)粘土 (平均厚度2.5m);⑦灰色砂質(zhì)粉土 (平均厚度3.8米)；⑧灰色粘土夾粉質(zhì)(平均厚度8.2米)。該項目的技術(shù)參數(shù):基坑深度范圍內(nèi)土體①?⑥層土除③夾層K值為4.89E-04外，其余均在4.42?7.86 E-07之間，屬微弱滲透性土層，邊坡土層平均含水率在45?52%。
[0037]該工程基坑圍護采用中心島、邊坡留土、鉆孔灌注粧鋼支撐支護體系，三軸攪拌粧圍幕止水，U型干濕井點管降水疏干護坡技術(shù)。
[0038]該工程的降水疏干方案為:U型干濕井點管降水疏干布置方案采用邊坡結(jié)構(gòu)132頂部，沿基坑13四周水平布置，U型干濕井點管31設(shè)于土層14內(nèi)，井點間距3?3.5m，井點深度5.5?6.5m，U型干濕井點管數(shù)量324根。基坑13的支撐支護體系包括有擋土墻131、斜撐鋼管133、立柱粧143以及雙軸泥土攪拌粧135，基坑的后施工區(qū)域，在基坑挖掘完成后，施工有底板15。
[0039]該工程的降水疏干施工時間:采用U型干濕井點管降水疏干技術(shù)在真空負壓降水階段其降水時間一般控制10?15d，當(dāng)單井日真空降水量低于0.3m3/d時應(yīng)采用常壓熱風(fēng)疏干工藝，常壓熱風(fēng)疏干時間一般控制在30?40d以內(nèi)，也可根據(jù)邊坡土體含水量和基坑變形動態(tài)檢測數(shù)據(jù)確定時間，當(dāng)含水量低于25%，變形監(jiān)測穩(wěn)定時可停止常壓熱風(fēng)疏干施工，遇雨季可適當(dāng)延長疏干降水時間。
[0040]該工程的降水疏干數(shù)據(jù)監(jiān)測:U型干濕井點管降水疏干數(shù)據(jù)動態(tài)監(jiān)測十分重要，在真空負壓降水階段必須對出水量、真空度每天監(jiān)測4次，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制時間、指標(biāo)曲線圖并進行數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù)分析，采取相應(yīng)整改措施。在常壓熱風(fēng)疏干階段必須對送風(fēng)溫度及出風(fēng)溫度、出風(fēng)濕度每天監(jiān)測4次，同時對土體含水率每天監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制時間、指標(biāo)曲線圖并及時進行數(shù)據(jù)參數(shù)分析和疏干時間調(diào)整。
[0041]該工程的降水疏干效果:該工程采用U型干濕井點管降水疏干工藝，通過真空負壓降水16d后單井日出水量不足0.3m3/d，邊坡土體平均含水率仍保持在38?45 %之間；20d后改用常壓熱風(fēng)疏干工藝，45d后邊坡土體含水率由原來平均42%降低到25%以下，各項技術(shù)參數(shù)和性能均滿足施工規(guī)范和基坑圍護設(shè)計要求。與常規(guī)疏干降水相比土體疏干固結(jié)質(zhì)量明顯改善，降水疏干時間縮短20?25d，節(jié)約施工成本約80多萬元。
[0042]以上結(jié)合附圖實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本實用新型做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本實用新型的限定，本實用新型將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 于土體上設(shè)定位置處開設(shè)的鉆井孔； 裝設(shè)于所述鉆井孔內(nèi)的U型干濕井點管，所述U型干濕井點管內(nèi)部形成有U型通路，所述U型干濕井點管的下部開設(shè)有與所述U型通路連通的濾水孔； 填充于所述鉆井孔頂部的密封層，所述密封層密封所述鉆井孔； 與所述U型通路密封連接的降水真空栗，用于通過所述U型通路對所述土體進行真空負壓降水；以及 與所述U型通路連接的熱風(fēng)機，用于在所述降水真空栗真空負壓降水完成后通過所述U型通路吹入熱風(fēng)以對所述土體進行常壓熱風(fēng)疏干。2.如權(quán)利要求1所述的U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括填充于所述鉆井孔內(nèi)的過濾層，所述過濾層包覆所述U型干濕井點管，所述過濾層位于所述密封層之下，所述過濾層由砂石形成，所述砂石的數(shù)量在300kg至600kg之間。3.如權(quán)利要求1或2所述的U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括包覆于所述U型干濕井點管上開設(shè)有濾水孔的濾水段的雙層過濾網(wǎng)，所述雙層過濾網(wǎng)包括位于內(nèi)層的細濾網(wǎng)和位于外層的粗濾網(wǎng)，所述細濾網(wǎng)采用網(wǎng)眼在30孔/cm2至50孔/cm2之間的耐溫黃銅絲布，所述粗濾網(wǎng)采用網(wǎng)眼在3孔/cm2至10孔/cm2之間的耐溫黃銅絲布。4.如權(quán)利要求1所述的U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述U型通路具有第一開口和第二開口，所述第一開口和所述第二開口均置于所述鉆井孔的上方； 在所述U型通路密封連接降水真空栗時，所述第一開口與所述降水真空栗密封連接，所述第二開口封堵嚴(yán)實； 在所述U型通路連接熱風(fēng)機時，所述第二開口與所述熱風(fēng)機連接。5.如權(quán)利要求1所述的U型干濕井點降水疏干的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述密封層由填入所述鉆井孔內(nèi)的粘土形成，所述粘土的含水率在10%至15%之間，所述密封層的厚度大于1000mm，確保真空度控制在55kPa至70kPa之間。
【文檔編號】E02D19/10GK205617403SQ201620293008
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】徐左屏
【申請人】上海智富建設(shè)工程有限公司