泥沙坑基础施工方法浅析

泥沙坑基础施工方法浅析

毛海峰

（宁夏送变电工程公司宁夏银川750001）

摘要：本文针对输电线路经常遇到的泥沙坑基础，运用新的方法进行降水井布局，达到高效、快速的降水效果，并采用阶梯式开挖与挡土支撑相结合进行基础开挖，确保基坑快速成型，提高了输电线路泥沙坑基础施工效率和质量。

关键词：泥沙坑；降水井；开挖；支护

引言：流沙是沙土或粉质粘土在水的作用下丧失其内聚力后形成的。在我国西北地区分布着大量的流沙地质特性的土地，尤其在黄河两岸冲积平原附近因水系发达、地下水丰富，沙在水的作用下流动度非常强。流沙地质对输电线路工程的主要危害表现为基础分部工程中施工周期长、基坑极易塌陷、开挖难度大且难以成型，基础浇筑完成后容易发生偏移、倾斜等现象，如果不进行整改和处理将严重影响到后期杆塔组立施工质量。

一、降水井布局、打井及降水

1.井点降水法是井点处水位下降产生的水头，改变地下水的渗透方向，使地下水水位形成稳定的“下降漏斗”，持续抽出地下水，使地下水位低于基坑底部。其基本原理见图1

5.降水井的深度计算如下。

HW＝HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW6=5+1+1/10×19.8+5+0.7+1=14.68m

式中HW——降水井深度（ｍ）；

HW1——基坑深度（ｍ）,5m

HW2——降水水位距离基坑底要求的深度（ｍ）,1m

HW3——ir0；i为水力坡度，在降水井分布范围内宜为1/10～1/15；

r0为降水井分布范围的等效半径（ｍ）,19.8m

HW——降水期间的地下水位变幅（ｍ）,5m

HW5——降水井过滤器工作长度,0.7m

HW6——沉砂管长度（ｍ）,1m

6.降水井采用SPJ-300型钻机进行钻井成孔。

（1）工艺流程

井点测量定位→挖井口、安护筒→钻机安装、就位→钻孔成孔→底砾垫层→吊放井管→井管与孔壁间的砾石过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常工作→降水完毕封井。

（2）降水井施工

钻井机采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺及下井壁管、滤水管、围填填砾、粘性土等成井工艺。其施工步骤如下：

1）测放井位：根据井位平面布置示意图测放井位。

2）埋设护口管：护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土填实封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.10m～0.30m。

3）安装钻机：机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一垂线。

4）钻进成孔：降水井开孔孔径为φ800mm，钻孔施工达到设计深度时，宜多钻0.3～0.5m。做好钻探施工描述记录，在钻进过程中，如发现实际地质情况与勘察时提供的资料不一致时，需及时通知设计人员，并对井的结构进行及时调整，确保滤水管的安放位置能够有效的进水。钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，钻进过程中要确保钻机的水平，以保证钻孔的垂直度，钻进过程中泥浆密度控制在1.10～1.15，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。

5）清孔换浆：下井管前的清孔换浆工作是保证成井质量的关键工序，为了保证成孔在进入含水层部位不形成过厚的泥皮，当钻孔钻至含水层顶板位置时即开始加清水调浆。钻进至井底标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m，进行冲孔，清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至接近1.05，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆内不含泥块为止。第一次清孔换浆是成井质量得以保证的关键，它将直接影响成井质量，因此施工时清孔换浆工作没有达到规定的要求（直到不存在泥砂为止）绝不允许进入下一道工序的施工。

6）下井管：下管前必须测量孔深，孔深符合要求后，开始下井管，下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器（找正器），以保证滤水管能够居中，下到井底深度后，井口固定居中。下井管过程应连续进行，不得中途停止，如因机械故障等原因造成孔内坍塌或沉淀过厚，应将井管重新拔出，扫孔、清孔后重新下入，严禁将井管强行插入坍塌孔底。

7）填砂砾料：填砂砾料前应用测绳测量井管内外的深度，两者的差值不应超过沉淀管的长度。填砾料过程中应随填随测砾料的高度。填砾料工序也应连续进行，不得中途终止，直至砾料下入预定位置为止。

8）井口封闭：在采用粘性土封孔时，为防止围填时产生“架桥”现象，围填前需将粘土捣碎（粒径小于3cm为宜）后填入。围填时应控制下入速度及数量，沿着井管周围按少放慢下的原则围填。然后在井口管外做好封闭工作。

9）洗井：采用“泵放入井底抽水法”洗井，其原理如下：

成井完毕后立即下入深井潜水泵至井底抽水，如井内有沉淀，可在水泵抽水的同时人力上下转动水泵，扰动井内沉淀让水泵带出，直至水泵能下到井底。井内水抽干后拔出水泵，以防井外细颗粒进入井内造成埋泵，待井内水位上升至滤水管上口时重复上述操作。至井内没有新的沉淀并且水清后可下入潜水泵封井。

7.潜水泵在安装前，对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查，再对降水井深度进行测量确认无误后方可安装。

8.成井施工结束后，应及时下入潜水泵，铺设排水管道、接电缆、地面真空泵安装等，抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水过程中损坏，因此，现场要在这些设备上进行标识。

9.每口降水井内吊放潜水泵一台，用锦纶绳吊放固定在井口，降水井中潜水泵的位置为泵的端部距离井底不小于0.5m。

10.潜水泵选择：水泵的出水量应大于单井出水能力的1.2倍，计算如下。

QJ=1.2q=1.2×30.7=36.84m3/d&pide;24h=1.6m3/h

故选择型号为100QJ2-80/16潜水泵：流量2m3/h、扬程80m、功率1kw

11.降水经过24-36小时后方可进行试探性基坑开挖，如果开挖未到坑底标高遇见地下水立即停止基坑开挖，延长降水时间12-24小时后再继续进行基坑开挖，要做到基础浇筑无水施工。

二、基础分坑及开挖

1.基础分坑前根据土质分类参考值决定放坡系数。土质边坡容许值见表1。

3.开挖前根据底台、二台的各边长度及高度，准备需要围砌边坡的麻袋并装满干沙，以沙袋自重有效抵挡边坡土方的侧压力。

4.基坑开挖时先由挖掘机开挖至二台的标高位置，堆砌沙袋的基底应平整，确保底部沙袋袋受力平稳，然后使用装满沙子的麻袋在坑壁围砌保护边坡，沙袋贴着坑壁由下向上采用1-2排逐层围砌直至坑口基面，如果二台开挖完毕后坑壁坍塌不严重可以不用沙袋进行坑壁支护。

5.基坑支护沙袋堆垒方法为底部1m高范围内水平双排错层堆垒，1m以上水平单排错层堆垒。土袋堆放时，同一排应同时往上堆，堆放时应做到上下排错位、左右搭接，堆垒密实，以确保土袋受力的整体性，堆放的土袋袋口应向内（朝向边坡），且应紧贴边坡。

6.在基坑对边或者四边（根据流沙塌陷程度决定由对边或四边进行开挖作业）留有挖掘机行进路线通道，以便挖掘机由基础底面行驶至二台开挖作业。

7.二台坑壁支护完成后挖掘机行驶至二台进行开挖底台，其底台坑壁支护及开挖与二台相同。

8.基坑开挖至设计槽底标高后由施工人员进行坑底平整和清理作业，经施工、监理项目部质检员验槽完成后立即铺设垫层。

9.流沙地质铁塔基础基坑先由对角进行开挖施工（例如A、C或B、D），待对角两条腿基础施工完毕后并已回填，再进行另外两条腿基础开挖、浇筑施工作业。

三、效益分析

该方法精确的降水计算，合理的降水井布局使其降水效果显著，阶梯式坑壁支护法使其基坑成型良好，与以往传统及常规的施工方法相对比具有容易掌握、施工周期短、质量控制优、占地面积小、植被破坏少等显著特点，值得被广泛的推广和应用。详细效益对比见表2

参考文献

[1].张永波、孙兴忠，基坑降水工程，地震出版社，2000.

[2].杨根芳，深基坑真空井点降水技术的应用与研究，工程技术，2009.

[3].闫柱兵，自卫东，浅谈基坑排水，内蒙古水利，2003.