一种旋挖灌注桩空桩段改造降水井施工方法与流程

本发明专利涉及施工方法的技术领域，具体而言，涉及一种旋挖灌注桩空桩段改造降水井施工方法。

背景技术：

为了给基坑开挖施工及基础底板结构施工提供良好的干施工环境；同时疏干基坑内地下水，使坑内土层疏干固结，需在基坑开挖过程中设置降水井；而桩孔制作工程桩后会余留一段空桩段。

目前，工程桩从地面开始钻孔施工直至孔底，工程桩灌注混凝土只灌注基坑底面，即设计标高的以下部分。

现有技术中，桩孔制作工程桩后都会余留一段空桩段，空桩段留在地面不安全，可能发生坠落事故；空桩段占用地面，减小了后续机械、人员施工时的工作面积；空桩段内剩余泥浆还需用设备抽取出来，再用渣土进行回填，造价高，处理麻烦，工期较长；在基坑开挖第一层土之前需要设置降水井进行基坑水位降水，单独制作桩孔来放置使用降水井件的工期较长。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种旋挖灌注桩空桩段改造降水井施工方法，旨在提供一种将桩孔中的空桩段改造为降水井的方案。

本发明是这样实现的，一种旋挖灌注桩空桩段改造降水井施工方法，包括用于降低基坑的地下水位的降水井件、抽水装置，其中有以下步骤：

1)、根据工程桩图纸与降水规范选取合适的工程桩桩位，且在所述工程桩桩位上通过旋挖桩工艺得到桩孔，往所述桩孔内灌注混凝土，得到空桩段以及工程桩，将所述工程桩的混凝土静置半个月以上后对所述空桩段进行清孔，而后等待所述工程桩的混凝土进一步凝固；

2)、等待所述桩孔内部的混凝土凝固后，往所述桩孔下放降水井件，所述降水井件在所述空桩段中下放；

3)、往所述降水井件外壁与所述空桩段的孔壁之间填入砾料，至所述砾料高度达到砾料标高，形成砾料层，而后往所述砾料层的上部与所述桩孔孔口所处平面之间的空间填入粘土以稳固所述降水井件以及所述砾料；

4)、使用气举反循环法对所述降水井件内部进行洗井，清除位于所述降水井件的泥浆中的孔底沉渣；

5)、在桩孔内布置抽水装置且根据水位高度控制开始抽水或停止抽水；

6)、待基坑开挖完毕后再拆除降水井件。

进一步地，步骤(1)中往所述桩孔灌注混凝土后，所述桩孔内的泥浆被所述混凝土往上推，且所述混凝土漫延达到设计标高后，所述设计标高以下为所述工程桩，所述桩孔中未灌注所述混凝土的部位形成所述空桩段。

进一步地，步骤(1)中使用旋挖钻机对空桩段进行清孔，且使用捞沙斗抓取位于所述空桩段内的沉渣。

进一步地，步骤(2)中的所述降水井件采用吊车进行下放；所述降水井件包括多个上部井管以及底部井管，且在所述降水井件的第一个上部井管位置架设摄像头，所述摄像头用于对所述降水井件的位置进行拍摄定位。

进一步地，所述桩孔的孔口外设置连接所述摄像头的观看设备。

进一步地，步骤(5)中的所述抽水装置包括有抽水泵、液位传感器、控制箱、浮杆以及架设杆，所述抽水泵被潜入所述降水井件内的所述渗透腔中，所述液位传感器设置在所述降水井件的上端，且所述浮杆放置在所述降水井件内；所述浮杆与所述液位传感器活动连接，所述液位传感器以及所述抽水泵分别与所述控制箱电性连接，所述控制箱控制所述抽水泵开始或者停止抽水。

进一步地，所述抽水泵连接有抽水管，所述抽水管从所述降水井件的所述渗透腔延伸至所述降水井件的外部，且连接至回收沟统一排放。

进一步地，所述架设杆安置在所述降水井件的上方，且围绕所述桩孔的周围布置，所述控制箱连接所述抽水泵的抽水电线通过所述架设杆往所述降水井件中延伸。

进一步地，所述架设杆上设置有与所述抽水泵活动连接的拉扯绳，所述拉扯绳与所述抽水泵连接，且所述拉扯绳围绕所述抽水电线布置，所述拉扯绳用于拉扯所述抽水泵。

进一步地，所述浮杆具有浮子以及竖立杆，所述竖立杆与所述液位传感器活动连接，所述竖立杆上设置有刻槽，所述液位传感器内设置有竖直向下的液位孔，所述竖立杆穿过所述液位孔，在所述液位孔内上下移动；所述浮子泡在所述渗透腔内的水的液面上，所述浮子随着液面的高度上下起伏，而所述浮子与所述竖立杆固定连接，所述浮子上下起伏时带动所述竖立杆在所述液位孔中上下移动；所述液位传感器检测所述竖立杆的上升或者下降幅度，并且传递信号至所述控制箱中，所述控制箱通过所述抽水电线控制所述抽水泵开始或者停止抽水。

与现有技术相比，本发明提供的一种旋挖灌注桩空桩段改造降水井施工方法，将旋挖桩孔且灌注混凝土后的部分设为工程桩，而将桩孔内部在混凝土的顶部以上的空间设为空桩段，而混凝土部分即为工程桩，在混凝土凝固后，将降水井件往桩孔放入，基坑中高于工程桩顶部的地下水会渗透入降水井件中，在经过填入砾料以及洗井过程后，只需要将降水井件中的水抽出，就可以保证基坑中不会因为地下水位过高而阻碍施工，而空桩段利用于放置降水井件，将旋挖桩孔获得工程桩的过程与放置降水井件的过程相结合，减少重复工序，节省大量费用和缩短深大基坑的施工工期。

附图说明

图1是本发明提供的一种旋挖灌注桩空桩段改造降水井施工方法的步骤示意图；

图2是本发明提供的空桩段以及工程桩的正面示意图；

图3是本发明提供的降水井件的正面示意图；

图4是本发明提供的内过滤层与钢筋层的连接示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

参照图1-4所示，为本发明提供的较佳实施例。

本实施例提供的一种旋挖灌注桩空桩段改造降水井施工方法，可以用于深大基坑，也可以用于一般基坑中，此处不做其限定使用范围。

一种旋挖灌注桩空桩段改造降水井施工方法，包括降水井件11、抽水装置12，降水井件11用于用于降低基坑的地下水位，其中有以下步骤：

1)、根据工程桩13图纸与降水规范选取合适的工程桩13桩位，且在工程桩13桩位上通过旋挖桩工艺得到用于灌注混凝土的桩孔14，往桩孔14内灌注混凝土，得到空桩段15以及工程桩13，将工程桩13的混凝土静置半个月以上后对空桩段15进行清孔，而后等待工程桩13的混凝土进一步凝固；

2)、等待桩孔14内部的混凝土凝固后，往桩孔14下放降水井件11，降水井件11在空桩段15中下放；

3)、往降水井件11外壁与空桩段15的孔壁之间填入砾料28，至砾料28高度达到砾料28标高，形成砾料28层，而后往砾料28层的上部与桩孔14孔口所处平面之间的空间填入粘土以稳固降水井件11以及砾料28；

4)、使用气举反循环法对降水井件11内部进行洗井，清除位于降水井件11的泥浆中的孔底沉渣；

5)、在桩孔14内布置抽水装置12且根据水位高度控制开始抽水或停止抽水；

6)、待基坑开挖完毕后再拆除降水井件11。

将旋挖桩孔14且灌注混凝土后的部分设为工程桩13，而将桩孔14内部在混凝土的顶部以上的空间设为空桩段15，而混凝土部分即为工程桩13，在混凝土凝固后，将降水井件11往桩孔14放入，基坑中高于工程桩13顶部的地下水会渗透入降水井件11中，在经过填入砾料28以及洗井过程后，只需要将降水井件11中的水抽出，就可以保证基坑中不会因为地下水位过高而阻碍施工，而空桩段15利用于放置降水井件11，将旋挖桩孔14获得工程桩13的过程与放置降水井件11的过程相结合，减少重复工序，节省大量费用和缩短深大基坑的施工工期。

其中步骤(1)中往桩孔14灌注混凝土后，桩孔14内的泥浆被混凝土往上推，且混凝土漫延达到设计标高后，设计标高以下为工程桩13，桩孔14中未灌注混凝土的部位形成空桩段15，首先得到工程桩13，而后可以在空桩段15内进行降水井件11的放置，工程步骤恰当，且节约时间。

其中设计标高是指在竖向设计中，相对某基准点在一定地点设计选定的高程；它的建立应根据竖向设计的整体要求、交通、排水、景观及其他功能方面的需要和节约土石方量综合来考虑。

还有步骤(1)中使用旋挖钻机对空桩段15进行清孔，且使用捞沙斗抓取位于空桩段15内的沉渣，从而控制井底沉渣厚度。

具体而言，降水井件11具有如图2-3所示的一种实施例：

过滤效果更佳的降水井件11，在桩孔14中下放，包括钢筋层18、外过滤层19以及内过滤层20，外过滤层19围绕钢筋层18布置；钢筋层18具有多个自上而下的钢筋间隙，外过滤层19覆盖钢筋间隙，钢筋层18围合形成有渗透腔21；内过滤层20布置与钢筋层18的下部，且设于渗透腔21内，与钢筋层18中的钢筋固定连接；外过滤层19的下部的筛孔大小大于外过滤层19的上部的筛孔大小，内过滤层20的筛孔大小与外过滤层19的上部的筛孔大小相同。

由于泥土沉积以及压强的关系，在降水井件11的下部总会累积更多的泥土，外过滤层19越往下就越容易发生阻塞或过滤失效的问题，导致降水井件11的过滤效果变差，现在通过在钢筋层18围合形成的渗透腔21的内部放置内过滤层20，外过滤层19经过一轮过滤后，再经过内过滤层20再一次过滤，从而使得降水井件11的下部的过滤效果与上部的过滤效果几乎一致，实现了更好的过滤效果。

还有降水井件11包括多节上部井管16以及底部井管17，多节上部井管16由钢筋层18形成，底部井管17由钢筋层18以及内过滤层20依次围合形成；多节上部井管16与底部井管17通过依次焊接钢筋层18形成降水井管；底部井管17位于降水井管的下部，降水井管被外过滤层19围合，形成降水井件11。

其中，外过滤层19包括固定层以及过滤网层，过滤网层与固定层固定连接且被固定层固定形状，固定层上具有多个用于透水的穿透孔，过滤网层可以透水，通过使用固定层，从而实现将过滤网层固定，当过滤网层是柔性层，例如塑料过滤网时，使得其不会因为水的压强或者降水井件11的移动而发生形变，导致过滤效果变差。

还有，固定层覆盖在过滤网层外，当降水井件11往桩孔14下放时，固定层保护过滤网层不会接触桩孔14内的砾料28，从而避免了过滤网层受到损坏。

其中固定层包括多个穿透孔，多个穿透孔穿透至过滤网层上，多个穿透孔的大小小于砾料28的最小颗粒的大小，从而防止砾料28触碰到过滤网层。

具体而言，过滤网层可以选用塑料过滤网制作，塑料过滤网成本更低，但也可以选用其它的柔性滤网，此处不作限定。

还有，外过滤层19包括两个固定层，过滤网层被夹在两个固定层之间，这样，外过滤层19即使在高水压下，也不会轻易变形，导致过滤效果变差；具体而言，固定层可以是铁丝网构成，也可以是其它耐腐蚀的金属网构成，此处不做限定；而且通过设置固定层，固定层也可以保护过滤网，防止其受到破坏或者损伤。

而且外过滤层19围绕钢筋层18布置，从而围合形成渗透腔21。

还有，内过滤层20包括滤管24以及多个固定块25，固定块25用于将滤管24固定在钢筋层18的内壁，且位于渗透腔21之内；多个固定块25将滤管24与多根钢筋连接，从而防止了内过滤层20因为水压问题而发生震动，从而导致沙尘进入到渗透腔21内。

具体地，固定块25的上端形成有抓取部，抓取部套设于钢筋上，固定块25的下端形成有夹取部，夹取部夹取滤管24的管壁，通过简单的结构实现将滤管24固定在钢筋上的目的，十分方便。

还有，固定块25成对交叉连接同一根钢筋，且成对固定块25的下端同时夹取滤管24的管壁，从而对滤管24实现更好的固定效果，而实现更好的过滤效果。

此外，钢筋层18包括箍筋26以及主筋27，且多根主筋27竖立布置，多根箍筋26平行布置且围绕主筋27布置，将主筋27箍紧，主筋27之间形成钢筋间隙，工程受力强度更强。

主筋27被箍筋26围合后，呈围笼状，主筋27与箍筋26之间围合形成渗透腔21的腔壁的骨架，所以更为紧固。

当降水井件11完全放入桩孔14中后，空桩段15周边的地下水通过砾料28进入到降水井件11中，而且降水井件11具有过滤能力，所以地下水被过滤到渗透腔21中，而且可以将泥浆中的大部分的泥沙等给过滤掉，从而防止放在渗透腔21中的抽水泵29会因为泥沙而阻塞，提高了抽水泵29的抽水稳定性。

其中，当将降水井件11放入空桩段15中时，还需要在降水井件11的两端设置扶正器，扶正器直径小于空桩段15的孔径，扶正器在降水井件11下放空桩段15时，会触碰空桩段15的孔壁，从而达到将降水井件11扶正的要求。

还有，步骤(2)中的降水井件11采用吊车进行下放，从而可以保证降水井件11稳稳放入到空桩段15中。

此外，下放降水井件11的过程必须一次进行，使得降水井件11可以一次放入空桩段15，有利于后续施工步骤的稳定进行。

还有，为了保证降水井件11下放空桩段15的过程可以顺利进展，在下放之前还可以在降水井件11的第一个上部井管16位置架设摄像头，因为降水井件11下放时，不能也不应该有人靠近桩孔14，所以通过在上部井管16处架设摄像头，就可以实时对降水井件11的位置进行拍摄定位。

而且可以在桩孔14的孔口外设置连接摄像头的观看设备，从而方便施工人员对吊车使用者提出放置降水井件11的指导。

步骤(3)中，在填入砾料28前，降水井件11的内外深度值不能相差过大，即降水井件11的高度必须和空桩段15的深度相近，具体而言，降水井件11的不能与空桩段15的深度差值超过40cm。

还有砾料28填入的顺序是先填大颗粒的砾料28，而后再填小颗粒的砾料28，具体而言，其中小颗粒的砾料28的大小大于外过滤层19的过滤孔大小，防止其直接通过外过滤层19直接进入到渗透腔21中。

还有，步骤(3)中砾料28填到经工程计算后的高度，停止填入；而且在砾料28到桩孔14的孔口位置的2-4m位置需要进行粘土密封，即砾料28层的上部与桩孔14孔口所处平面之间的空间填入粘土，可以起到彻底固定降水井件11以及砾料28的目的。

还有，在步骤(4)中，洗井时间视空桩段15的孔底沉渣厚度而定，具体而言，用平锤以及尖锤比较法测定孔底沉渣厚度，确保最后孔底沉渣≤100mm；而在对降水井件11的内部进行洗井前，洗井导管下放深度以洗井导管距沉淤面300～400mm为宜，洗井风管下放深度以气浆混合器至泥浆面距离与空桩段15的深度之比的0.55～0.65来确定。

还有，当往降水井件11的内部开始送风时应先向降水井件11送浆，即补浆，停止对降水井件11的洗井时，应先关掉洗井风管后停止洗井导管的输浆，而且在对降水井件11进行洗井过程中，特别要注意补浆量，严防因补浆不足而造成塌孔；在实际操作过程中，送风量应从小到大，洗井风管输出的风压应稍大于洗井导管给降水井件11的底部带来的水头压力，当孔底沉渣较厚、块度较大或沉淀板结时，可适当加大洗井风管的送风量，并摇动洗井导管，以利排渣；随着沉渣的排出，空桩段15且降水井件11的孔底沉淤厚度较小，洗井导管应同时配合进行，以保持洗井导管的管底口与沉淤面的距离；在对降水井件11洗井后，空桩段15乃至降水井件11的孔内泥浆比重、粘度、沉渣厚度需满足设计要求。

其中用于往洗井风管送风的空压机的风量6～9m3/min，洗井导管出水管直径大于200mm，洗井风管的送风管直径为25mm，而连接洗井风管以及洗井导管的浆气混合器用直径为25mm的水管制作，在1m左右长度范围内打6排孔、每排4个直径为8mm的孔即可。

而且在对降水井件11的内部进行清孔后，空桩段15，即降水井件11内的孔内泥浆比重应小于1.20，粘度18～20s，且孔底沉渣厚度小于5cm。

步骤(5)中的抽水装置12包括有抽水泵29、液位传感器30、控制箱31、浮杆32以及架设杆33，抽水泵29被潜入降水井件11内的渗透腔21中，液位传感器30设置在降水井件11的上端，且浮杆32放置在降水井件11内；浮杆32与液位传感器30活动连接，液位传感器30以及抽水泵29分别与控制箱31电性连接，控制箱31控制抽水泵29开始或者停止抽水。

抽水泵29连接有抽水管，抽水管从降水井件11的渗透腔21延伸至降水井件11的外部，且连接至回收沟，进行统一排放。

架设杆33安置在降水井件11的上方，且围绕桩孔14的周围布置，控制箱31连接抽水泵29的抽水电线通过架设杆33往降水井件11中延伸。

由于抽水泵29所受重力影响，抽水电线被架设杆33通过抽水泵29拉直，且架设杆33具有升降件，通过架设杆33放置抽水电线，利用升降件，可以放置抽水电线在抽水泵29在抽水时，会将抽水电线误吸，杜绝了安全隐患。

而且架设杆33上设置有与抽水泵29活动连接的拉扯绳，拉扯绳与抽水泵29连接，且拉扯绳围绕抽水电线布置，拉扯绳用于拉扯抽水泵29，当需要将抽水泵29从降水井件11拉出时，只需要拉动拉扯绳即可。

还有，在抽水泵29上设置有气囊袋34，且气囊袋34布置于抽水泵29的上端，背离抽水泵29的抽水口布置。

其中浮杆32具有浮子以及竖立杆，竖立杆与液位传感器30活动连接，竖立杆上设置有刻槽，液位传感器30内设置有竖直向下的液位孔，竖立杆穿过液位孔，在液位孔内上下移动；浮子泡在渗透腔21内的水的液面上，浮子可以随着液面的高度上下起伏，而浮子与竖立杆固定连接，浮子上下起伏时可以带动竖立杆在液位孔中上下移动。

而且液位传感器30检测竖立杆的上升或者下降幅度，并且传递信号至控制箱31中，控制箱31通过抽水电线控制抽水泵29开始或者停止抽水。

还有，当控制抽水泵29抽水时，抽水泵29不能长时间不抽水。

步骤(6)中，当拆除降水井件11时，先将砾料28清除干净后，再将降水井件11用吊车吊出来。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。