基坑水沖法土方開挖施工方法

基坑水沖法土方開挖施工方法一、 背景技術在基坑及深基坑施工過程中，由于地質情況多樣、土方工程量大、施工工期緊等因素，其土方開挖方式的選擇一直是基坑工程的關鍵點。傳統(tǒng)的基坑土方開挖主要采用人工配合挖機進行，然后采用自卸車進行土方外運，該方法往往受到土質、天氣、外部交通、環(huán)保要求等因素影響，需要投入較多的人力、物力，且施工工期較長，難以滿足工程進度、成本控制、文明施工的要求。而水沖法土方開挖施工技術是利用高壓沖水壓力沖刷要開挖的土體，將泥（砂）土切割、粉碎，以水為土的載體使其成為流沙狀泥水，再利用泥漿泵的壓力將泥漿通過輸送管道運送到指定的棄土場。但現(xiàn)有的水沖法土方開挖施工方法存在安全性低、易發(fā)生施工事故等問題；且在沖刷土體時，易在同一部位沖刷時間過長導致高差過大等問題。二、 技術方案為了克服上述現(xiàn)有技術中傳統(tǒng)的基坑施工過程受外部影響大、施工工期長、成本高；現(xiàn)有的水沖法土方開挖施工方法存在安全性低、同一部位沖刷時間過長導致高差過大等問題，提供一種基坑水沖法土方開挖施工方法，安全性高、環(huán)保、經(jīng)濟效益高、且實現(xiàn)了連續(xù)均勻沖刷，避免在同一部位沖刷時間過長導致高差過大。為了實現(xiàn)上述目的，以下技術方案：基坑水沖法土方開挖施工方法，包括以下步驟：S1：施工前期準備，確定施工方案，準備施工設備與材料；S2：泵組安裝、管道鋪設，進行泵送試驗;S3：沖砂拌漿，抽取沖刷水源對土體進行連續(xù)均勻沖刷，并從四周向基坑中心進行，形成的泥水由沖刷點流向低洼處；S4：抽取泥漿再將泥漿外送，將泥漿泵通過浮筒機構固定在基坑的低洼處，并將沖刷下來的泥水向泥漿泵部位呈鍋底狀集中外排至卸土點；S5：圍堰施工；S6：對圍堰內進行排漿、沉淀析水、清水外排：泥漿在圍堰內經(jīng)自然沉淀后析出清水，清水經(jīng)預埋清水管排至圍堰外沉淀池，經(jīng)二次沉淀后，過濾排至河道內。在該技術方案中，采用水沖法土方開挖，成本低、損耗小，無需機械開挖和車輛出土，施工揚塵小，對道路污染少，無汽車尾氣排放，環(huán)境效益高，且泥漿沉淀后，所析出的水可重復利用，沉淀下來的泥土可作為場內回填用土，減少了資源的耗用，對項目綠色工地推廣具有積極的作用，且在S3中實現(xiàn)了連續(xù)均勻沖刷，避免在同一部位沖刷時間過長導致高差過大。作為優(yōu)選，在步驟S2中，泵組包括用于抽取沖刷水源的抽水泵、用于加壓抽取的沖刷水源的清水泵、用于抽取泥漿的泥漿泵和用于輸送泥漿的泥漿增壓泵;管道包括用于輸送沖刷水源的清水管和用于輸送泥漿的泥漿管。清水管、抽水泵和清水泵實現(xiàn)了用沖擊水流對土方進行沖擊，泥漿管、泥漿泵和泥漿增壓泵實現(xiàn)了泥漿的排出。作為優(yōu)選，清水管包括清水主管和輸入清水支管和輸出清水支管，泥漿管包括泥漿主管和泥漿支管。清水主管一端連通若十個輸入清水支管，另一端連通若干根輸出清水支管，在輸入清水支管遠離與清水主管連接的一端設置有抽水泵。作為優(yōu)選，所述步驟S3主要包括以下步驟：S3.1：開啟抽水泵抽取河道水作為沖水水源（基坑采用深井降水的可利用抽取的地下水作為沖水水源）；:沖刷土體，通過清水泵加壓將抽取的沖水水源從輸出清水支管中噴出，并噴向土體，對土體進行連續(xù)均勻沖刷。這樣的設置提高了對土體的沖刷效果，避免在同一部位沖刷時間過長導致高差過大。作為優(yōu)選，在步驟S3.2中，在輸出清水支管中設置有噴槍，沖水水源從噴槍中噴出，噴槍沖水壓力在0.6MPa以上，沖擊水流與所開挖土面呈30?60度角沖向土體。作為優(yōu)選，在基坑外設置有用于實現(xiàn)沖擊水流連續(xù)均勻沖刷的噴槍固定架。作為優(yōu)選，噴槍固定架包括支撐架、用于控制沖擊水源沖刷位置的管路調節(jié)機構和用于固定噴槍的噴槍固定座，管路定位調節(jié)機構包括伸縮式管路套、用于支撐管路套的支撐桿，支撐桿一端固定在外管路套上，另一端滑動設置在支撐架上。噴漿固定架將噴槍固定，避免人工手持噴槍，安全性高，還帶動了噴槍的移動，進而避免了在同一部位沖刷時間過長導致高差過大等問題，此外還有利于調節(jié)沖擊水流與所開挖土面之間的角度，使得沖擊水流與所開挖土面呈30?60度角方向沖向土體，連續(xù)均勻沖刷。作為優(yōu)選，在步驟S4中，浮筒機構設置為用鋼管將鐵皮筒焊接而成的井字格構架，泥水泵設置在井字架上。浮筒機構的設置便于控制吸泥口與基坑底之間的距離，進而便于將泥漿輸出。作為優(yōu)選，吸泥口與基坑底距離在300mm以上。三、 有益效果環(huán)保、經(jīng)濟效益高、且實現(xiàn)了連續(xù)均勻沖刷，避免人工手持噴槍、安全性高;避免在同一部位沖刷時間過長導致高差過大、沖刷效果好。四、 附圖說明

圖1是基坑水沖法土方開挖施工方法的工藝示意圖圖2是沖刷土方處的結構示意圖-sou圖3是噴槍固定架的結構示圖1是基坑水沖法土方開挖施工方法的工藝示意圖圖2是沖刷土方處的結構示意圖-sou意圖圖中：1、抽水泵2、清水泵3、泥漿泵4、泥漿增壓泵5、清水管501、清水主管502、輸入清水支管503、輸出清水支管6、泥漿管601、泥漿主管602、泥漿支管7、噴槍8、基坑9、噴槍固定架901、支撐架902、內管路套9021、滑移限位環(huán)903、外管路套9031、滑移限位凸起904、支撐桿905、噴槍固定座10、卸土點。五、具體實施方式結合附圖與具體實施方式對本發(fā)明做進一步的描述。如圖1、圖3所示，一種基坑8水沖法土方開挖施工方法，其主要包括以下步驟：S1：施工前期準備，確定施工方案，準備施工設備與材料；S2:泵組安裝、管道鋪設，進行泵送試驗；S3：沖砂拌漿，抽取沖刷水源對土體進行連續(xù)均勻沖刷，并從四周向基坑8中心進行，形成的泥水由沖刷點流向低洼處;S4：抽取泥漿再將泥漿外送，將泥漿泵3通過浮筒機構固定在基坑8的低洼處，并將沖刷下來的泥水向泥漿泵3部位呈鍋底狀集中外排至卸土點10；S5：圍堰施工，將待排放的泥漿送入砂袋中進行充填，充填過程中不斷更換充砂口，砂袋內充填均勻、飽滿、平整，并留有一定的固結脫水時間，適當停止充填，避免砂袋爆裂，下層砂袋固結完畢后，再進行上一層充填袋施工，直至完成圍堰的施工；S6：對圍堰內進行排漿，泥漿在圍堰內經(jīng)自然沉淀后析出清水，清水經(jīng)預埋清水管5排至圍堰外沉淀池，經(jīng)二次沉淀后，過濾排至河道內。步驟S1具體包括以下步驟：S1.1：確定施工方案：根據(jù)現(xiàn)場基坑8開挖面大小、深度、土方量、工程工期、泥漿輸送距離以及卸土點10的大小來確定具體的施工方案，根據(jù)施工方案準備施工設備及材料；S1.2:完成基坑8圍護施工和基坑8監(jiān)測；:對上層土方采用機械開挖，并在機械開外完成后施工內支撐梁在步驟S2中，泵組包括用于抽取沖刷水源的抽水泵1、用于加壓抽取的沖刷水源的清水泵2、用于抽取泥漿的泥漿泵3和用于輸送泥漿的泥漿增壓泵4；管道包括用于輸送沖刷水源的清水管5和用于輸送泥漿的泥漿管6,清水管5包括清水主管501和輸入清水支管502和輸出清水支管503，泥漿管6包括泥漿主管601和泥漿支管602。清水主管501一端連通若十個輸入清水支管502，另一端連通若干根輸出清水支管503,在輸入清水支管502遠離與清水主管501連接的一端設置有抽水泵1。在該實施例中，一個抽水泵1連接一個清水支管。清水泵2設置在清水主管501上，而由于清水泵2主要用于增壓，清水泵2靠近清水主管501與輸出清水支管503連接的一端設置。泥漿支管602用于連通泥漿泵3和泥漿主管601，泥漿泵3設置在基坑8內。泥漿增壓泵4設置在泥漿主管601上。步驟S2具體包括以下步驟:S2.1:將各泵組安裝完畢并接通電源后，進行試運轉，確保水沖法土方開挖作業(yè)時，工作正常；S2.2:選擇合適管徑的管道，將清水管5道和泥漿管6道鋪設在地面上，外運管道泵管安裝由施工現(xiàn)場沿河道鋪設至卸土點10。:在管道鋪設完成后，利用河水進行泵送試驗，檢查各泵組是否運行正常，各泵管是否存在泄漏現(xiàn)象性，確保無泄漏現(xiàn)象后，方可進行泥漿泵3送作業(yè)。在步驟S2.2中，管道鋪設在道路位置時，采用預埋形式并做好警示標志，提高安全性；管道沿河道鋪設時，在非作業(yè)狀態(tài)下，管道保持滿蓄水狀態(tài)，通過管道自重使其沉入水中，在輸送泥漿狀態(tài)下，利用泥砂自重使其沉入水中，管道全程不露出水面，確保不影響河道通行及美觀。在步驟S2.3中，當管道鋪設在河道中時，通過觀察河面是否有氣泡產(chǎn)生來判斷管道是否泄漏。在步驟S3中，一般每方土用水量約3?4立方米，泥漿比控制在3:1（水：泥），泥水含泥量約20%左右（按體積），沖刷區(qū)土層邊坡坡度控制1:1左右，水沖法開挖從四周向基坑8中心進行，基坑8頂內邊5m范圍內、基坑8底以上1m范圍內采用機械挖土，沖刷時做到勤測量，避免過界沖刷，形成的泥水由沖刷點流向低洼處（泥漿泵3部位），使沖刷下來的泥水向泥漿泵3部位呈鍋底狀集中外排。步驟S3主要包括以下步驟：S3.1：開啟抽水泵1抽取河道水作為沖水水源（基坑8采用深井降水的可利用抽取的地下水作為沖水水源）；S3.2:沖刷土體，通過清水泵2加壓將抽取的沖水水源從輸出清水支管503中噴出，并噴向土體，對土體進行連續(xù)均勻沖刷。在步驟S3.2中，在輸出清水支管503中設置有噴槍，沖水水源從噴槍中噴出，噴槍沖水壓力一般要求達到0.6MPa以上，沖擊水流與所開挖土面呈30?60度角沖向土體。在基坑8外設置有用于實現(xiàn)沖擊水流連續(xù)均勻沖刷的噴槍固定架9。噴槍固定在噴槍固定架9上。相較于傳統(tǒng)的施工工人手持噴槍，使用噴槍固定架9的方式更加省力，同時還提高了安全性。如圖2所示，噴槍固定架9包括支撐架901、用于控制沖擊水源沖刷位置的管路調節(jié)機構和用于固定噴槍7的噴槍固定座905。管路定位調節(jié)機構包括伸縮式管路套、用于支撐管路套的支撐桿904，伸縮式管路套一端設置在支撐架901上，另一端設置有噴槍固定套，支撐桿904、伸縮式管路套和支撐架901形成三角結構，保證結構的穩(wěn)固性。伸縮式管路套在使用時套設在輸出清水支管503外，伸縮式管路套包括內管路套902和外管路套903，內管路套902設置在固定支架上，外管路套903與噴槍固定座905連接，支撐桿904一端固定在外管路套903上，另一端滑動設置在支撐架901上。在內管路套902的外壁面上設置有若干沿周向布置的滑移限位環(huán)9021，滑移限位環(huán)9021并列設置在內管路套902外并形成波紋狀的內管路套902的外壁，在外管路套903的上設置有若干滑移限位凸起9031，滑移限位凸起9031傾斜設置，滑移限位凸起9031與內管路套902上的滑移限位環(huán)9021的側部抵接。支撐桿904設置為折疊式結構，在支撐桿904的中間位置設置有用于實現(xiàn)支撐桿904折疊的轉動環(huán)。而滑移限位環(huán)9021外設置有彈性結構，這就便于提高滑移限位凸起9031與滑移限位環(huán)9021之間的摩擦力。在對土方進行沖刷時，將輸出清水支管503設置在伸縮式管路套外，噴槍固定在噴槍固定座905上，在進行沖刷過程中，在高壓沖水壓力的作用下，外管路套903上受力，此時滑移限位凸起9031在高壓沖水壓力作用下開始逐步移動，伸縮式管路套進行收縮，支撐桿904在支撐架901上逐步下移，當收縮到一定程度是，支撐桿904在轉動環(huán)處發(fā)生折彎，而由于滑移限位凸起9031和滑移限位環(huán)9021的設置，提高了外管路套903和內管路套902之間的摩擦力，同時滑移限位凸起9031對滑移限位環(huán)9021還有一定的阻礙作用，這就降低了外管路套903的移動速度。外管路套903的移動帶動了噴槍的移動，進而避免了在同一部位沖刷時間過長導致高差過大等問題。伸縮式管路套收縮后將外管路套903直接拉出即可再次使用。在步驟S4中，泥水泵距離沖刷點控制在5?10m，隨著開挖區(qū)域的變化而移動，用浮筒機構固定泥水泵，浮筒機構包括鋼管將2只鐵皮筒焊接成井字格構架，泥水泵放置于井字架