CN104179189A - 一种基坑落深区域的疏排水结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种基坑落深区域的疏排水结构及其施工方法，涉及基坑工程领域。针对现有的下坑注浆或补打降水井的结构及方法进行基坑降水，不能避免涌水现象，且耗费人力和时间的问题。疏排水结构包括设于垫层下方的疏水层；贴合于疏水层下部的配筋水泥管；及由钢管和滤管组成的钢管井；滤管设于配筋水泥管腔体中，配筋水泥管内填充砾石后包裹滤管；钢管贯穿各层和结构底板。施工方法：一、在标高最低处设置配筋水泥管；二、在配筋水泥管底部铺设砾石层，钢管井置于砾石层上，配筋水泥管内填充砾石；三、在配筋水泥管上铺设疏水层、垫层及防水层；四、将抽水泵送入滤管内进行抽水；五、浇筑结构底板，钢管顶端位于结构底板上方；六、取出抽水泵并封堵钢管井。

Description

一种基坑落深区域的疏排水结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及基坑工程技术领域，特别涉及一种基坑局部落深区域的疏排水结构及其施工方法。

背景技术

随着现代建筑业的迅速发展，高层及超高层建筑日益增多，高层及超高层建筑由于上部荷载大，大多采用补偿性基础，一般设置多层地下室以利于建筑物的稳定，导致基础埋深大，基坑开挖深，尤其在地下水位较高的地区开挖深基坑时，土体含水层被切断，地下水会不断渗入基坑，造成流砂、边坡失稳或使地基承载力下降，因此，在深基坑开挖前或开挖过程中，如何控制地下水位，使基坑内土体在开挖及基础施工时保持干燥尤为重要。

为控制基坑内地下水位，通常在基坑局部落深区域进行坑底加固，采用高压旋喷桩、水泥土搅拌桩、压密注浆等方式对坑壁、坑底进行加固封闭止水，效果较好。但在实际施工中，有些基坑未做上述加固止水措施，仅采取降水的方式来降低基坑内的地下水位，然而，这种方法一旦降水不到位，基坑内会出现涌水现象，导致基坑的垫层、底板、防水层等工序无法正常施工。为此，通常采用注浆固结土体的方式进行补救，也就是说，使坑底一定深度范围内土体固结止水，或者补打降水井进行降水，但是，这种补救方法耗费人力和时间，而且也不能确保基坑落深区域不再出现涌水现象。

因此，本领域技术人员亟需设计一种简单易行，且降水效果好的基坑局部落深区域的疏排水方法。

发明内容

针对坑底未封闭且降水不到位的基坑落深区域，采用涌水后下坑注浆或者补打降水井的结构，不能避免涌水现象，其施工方法耗费人力和时间的问题，本发明的目的是提供一种基坑落深区域的疏排水结构及其施工方法，利用疏水层和充满砾石的配筋水泥管实现基坑内地下水的汇集和疏导，地下水的疏导更为彻底，避免后续施工过程中出现涌水现象。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述基坑内由下至上依次铺设垫层、防水层和结构底板，它包括铺设于所述垫层下方的疏水层；设于所述疏水层下部，且与所述疏水层紧密贴合的配筋水泥管；以及一钢管井，所述钢管井是由同轴且固接的钢管和滤管组成；所述滤管设于配筋水泥管腔体的中部，使得配筋水泥管的腔体内填充砾石后，砾石能够包裹所述滤管；所述钢管贯穿所述疏水层、垫层、防水层和结构底板。

优选的，所述滤管的外侧包裹有滤网。

优选的，位于所述垫层内的所述钢管的外壁上设有一道第一止水环。

优选的，位于所述结构底板内的所述钢管的外壁上设有至少两道间隔设置的第二止水环。

所述疏水层由300mm～400mm厚级配砾石铺设而成。

另外，本发明还提供了一种基坑落深区域的疏排水结构的施工方法，步骤如下：

步骤一：在所述基坑落深区域的标高最低处设置所述配筋水泥管；

步骤二：在所述配筋水泥管的底部铺设砾石层，并将所述钢管井的滤管搁置于所述砾石层上，在所述配筋水泥管的腔体内填充砾石，使砾石包覆所述滤管；

步骤三：在所述配筋水泥管上方依次铺设所述疏水层、垫层及防水层，所述疏水层与所述配筋水泥管紧密贴合，且所述钢管的顶端位于所述垫层的上方；

步骤四：将抽水泵送入所述滤管的内腔底部进行抽水；

步骤五：浇筑所述结构底板，并使所述钢管的顶端位于所述结构底板的上方；

步骤六：取出所述抽水泵，并封堵所述钢管井。

优选的，所述步骤二中，所述滤管的外壁包裹有滤网。

优选的，所述步骤三浇筑所述垫层之前，在所述钢管的外壁焊接第一止水环，使得所述第一止水环位于所述垫层内。

优选的，所述步骤五浇筑所述结构底板之前，在所述钢管上焊接至少两道间隔设置的第二止水环，使得所述第二止水环位于所述结构底板内。

优选的，所述步骤三中，所述疏水层底端的边缘位于所述配筋水泥管顶端的下方，使得所述疏水层包裹所述配筋水泥管的顶端。

本发明的效果在于：

一、现有的基坑排水结构，在垫层下设置防水套管及排水泵，利用防水套管上的通孔进行地下水的过滤，地下水集水效果较差，而且，防水套管上的通孔易被砂粒等杂质堵塞，导致降水无法顺利进行。本发明的基坑落深区域的疏排水结构，在垫层下方设置了疏水层，有利于基坑落深区域内地下水的汇集及疏导，而且，配筋水泥管紧密贴合在疏水层的下方成为集水井，置于配筋水泥管内的滤管由砾石包裹，使得其与基坑内的土体隔离，避免土体及砂粒涌入而堵塞滤管，配筋水泥管上方疏水层汇集的地下水，以及配筋水泥管下方涌入的地下水经过砾石的过滤，除去大颗粒杂质，再经滤管进一步深化过滤后进入钢管井，最后，由置于钢管井内腔的抽水泵排出，可见，本发明的疏排水结构，利用疏水层和填充砾石的配筋水泥管汇集及疏导基坑内地下水，并由与配筋水泥管连通的钢管井持续排出地下水，能够避免基坑涌水，保证垫层干燥，以满足后续施工的需要，而且，地下水是在经砾石过滤后汇集于钢管井的滤管，避免大颗粒杂质堵塞滤管的现象，能够保障施工的顺利进行。

二、针对基坑落深区域坑底未封闭，且降水不到位而导致涌水的情况，本发明基坑落深区域的疏排水结构的施工方法，利用地下水“往低处走，有缝就钻”的特性，在基坑垫层下满铺疏水层，将配筋水泥管设置在基坑最低标高处，且配筋水泥管紧密贴合在疏水层的下方，使得与疏水层相通的配筋水泥管成为落深区域的集水井，基坑内的地下水经疏水层的汇集及疏导引入配筋水泥管腔体中，而且，钢管井的滤管置于配筋水泥管内腔并由砾石包裹，汇集于配筋水泥管内腔的地下水经砾石初步过滤，除去较大杂质，再经滤管进一步过滤后进入钢管井，以清除地下水中因涌水而滑动的沉积泥砂，随后，置入钢管井内的抽水泵将钢管井内的过滤水抽出，从而实现基坑落深区域降水的目的，上述的施工方法与常规的涌水后下坑注浆或者补打降水井相比，本发明的施工方法利用疏水层和充满砾石的配筋水泥管实现基坑内地下水的汇集和疏导，地下水的疏导更为彻底，避免因局部区域排水不畅而导致后续施工过程中出现涌水现象，随着结构底板施工的进行，地下水不断经滤管过滤并由抽水泵排出，实现基坑内持续降水的目的，保证了施工的顺利进行，另外，相比现有的施工方法，本发明的施工方法更为简单易行，而且成本较低。

附图说明

图1至图6为本发明基坑落深区域的疏排水结构的施工方法一实施例中各步骤的结构示意图；

图7为本发明基坑落深区域的疏排水结构的施工方法一实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种基坑落深区域的疏排水结构及其施工方法作进一步详细说明。根据下面的说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一：结合图6说明本实施例的基坑落深区域的疏排水结构，现有技术中基坑内由下至上依次铺设有垫层、防水层和结构底板，其中，防水层是在垫层上铺设防水卷材制成。本发明的疏排水结构在垫层22下方设置疏水层21，配筋水泥管10垂直设于疏水层21的下部，且与疏水层21紧密贴合；钢管井由同轴且固接的钢管12和滤管13组成；滤管13垂直设置于配筋水泥管10腔体的中部，也就是说，滤管13的外径小于配筋水泥管10的内径，滤管13的长度小于配筋水泥管10的长度，因此，当配筋水泥管10的腔体内填充砾石11后，砾石11能够包裹滤管13；钢管12则贯穿疏水层21、垫层22、防水层(图中未示出)和结构底板23。本实施例中，滤管13由金属材料制成，且表面具有均布的通孔，用于过滤地下水中的砂粒等杂质，滤管13的顶端套设于钢管12的底端并焊接连接，结构紧密，利于止水。

现有的基坑排水结构，在垫层下设置防水套管及排水泵，利用防水套管上的通孔进行地下水的过滤，地下水集水效果较差，而且，防水套管上的通孔易被砂粒等杂质堵塞，导致降水无法顺利进行。本发明的基坑落深区域的疏排水结构，在垫层22下方设置了疏水层21，有利于基坑落深区域内地下水的汇集及疏导，而且，配筋水泥管10紧密贴合在疏水层21的下方成为集水井，置于配筋水泥管10内的滤管13由砾石11包裹，使得其与基坑内的土体隔离，避免土体及砂粒涌入而堵塞滤管13，配筋水泥管10上方疏水层21汇集的地下水，以及配筋水泥管10下方涌入的地下水经过砾石11的过滤，除去大颗粒杂质，再经滤管13进一步深化过滤后进入钢管井，最后，由置于钢管井内腔的抽水泵30排出，可见，本发明的疏排水结构，利用疏水层21和填充砾石11的配筋水泥管10汇集及疏导基坑内地下水，并由与配筋水泥管10连通的钢管井持续排出地下水，能够避免基坑涌水，保证垫层干燥，以满足后续施工的需要，而且，地下水是在经砾石11过滤后汇集于钢管井的滤管13，避免大颗粒杂质堵塞滤管13的现象，能够保障施工的顺利进行。

优选的，滤管13的外侧包裹滤网并由铁丝绑紧，地下水经滤网过滤后再流入滤管13，能够避免水体携带的杂质堆积于滤管13上而堵塞通孔，保证疏排水路径通畅。

如图4所示，位于垫层22内的钢管12的外壁上连接有一道第一止水环14。第一止水环14的作用是改变地下水的渗透路径，避免地下水沿钢管12与垫层22的接触面向上渗透，使得在垫层22钢筋绑扎，及防水层施工阶段，保证垫层22表面干燥，防止地下水从钢管12外壁涌出。

类似的，请参阅图4和图5，为避免地下水沿钢管12与结构底板23的接触面继续向上渗透，而影响地下室的施工质量，本实施例在位于结构底板23内的钢管12的外壁上连接有至少两道间隔设置的第二止水环15。

本实施例中，疏水层21由300mm～400mm厚级配砾石铺设而成，砾石是指平均粒径大于2毫米，小于64毫米的岩石或矿物碎屑物，疏水层21中的砾石能够部分清除地下水中的杂质，呈坡度铺设的疏水层21能够将地下水引至配筋水泥管10中。

实施例二：结合图1至图7说明本发明的基坑落深区域的疏排水结构的施工方法，具体步骤如下：

S101：如图1所示，开挖至基坑落深区域的标高最低处，并将基坑按最低标高放坡(或者开挖至基坑群坑标高最低处，并将群坑按最深坑标高放坡)，如图2所示，通过沉井方式在最低标高处安放配筋水泥管10，具体而言，是坑底挖土，配筋水泥管10依靠自身重力克服外壁摩阻力后下沉至设计标高位置，且配筋水泥管10的顶端低于拟铺设垫层位置的标高；

S102：如图3所示，在配筋水泥管10内腔的底部铺设砾石层11，防止基坑底部砂土涌入而堵塞配筋水泥管10，将钢管井的滤管13垂直搁置于砾石层11上，并在配筋水泥管10的腔体内填充砾石11，砾石11包覆滤管13后对其起到一定的加固作用；

S103：如图4所示，图中虚线表示拟浇筑结构底板上表面所在位置，在坑底及边坡满铺疏水层21，使配筋水泥管10紧密贴合在疏水层21的下方，接着，在疏水层21上方依次铺设垫层22和防水层，钢管12贯穿疏水层21和垫层22，且钢管12的顶端位于垫层22的上方，在绑扎结构底板23的钢筋之前，钢管12顶端露出垫层22的高度只需要满足抽水要求即可，当然，也可以根据施工需要，直接使用较长的钢管12，使钢管12顶端高于拟浇筑结构底板上表面，即钢管12顶端越过图4中拟浇筑结构底板上表面所在位置；

S104：继续参考图4，将连接有排水管的抽水泵30送入滤管13内腔的底部进行自动抽水，并通过排水管及时排出地下水，确保地下水不会由垫层22冒出，以保持垫层22干燥，保障后续施工的顺利进行；

S105：如图5所示，在防水层上浇筑结构底板23至设计标高，此时，如钢管12的长度低于该设计标高，则需将钢管12焊接接长至结构底板23标高上方，以便在结构底板23浇筑完成后，持续进行降水；

S106：如图6所示，待满足封井条件后，取出钢管井内的抽水泵30，并封堵钢管井，使钢管井的上表面与结构底板23的上表面平齐，此处钢管井的封堵方法同现有技术中降水井的封堵方法，此处不再赘述。

针对基坑落深区域坑底未封闭，且降水不到位而导致涌水的情况，本发明基坑落深区域的疏排水结构的施工方法，利用地下水“往低处走，有缝就钻”的特性，在基坑垫层22下满铺疏水层21，将配筋水泥管10设置在基坑最低标高处，且配筋水泥管10紧密贴合在疏水层21的下方，使得与疏水层21相通的配筋水泥管10成为落深区域的集水井，基坑内的地下水经疏水层21的汇集及疏导引入配筋水泥管10腔体中，而且，钢管井的滤管13置于配筋水泥管10内腔并由砾石11包裹，汇集于配筋水泥管10内腔的地下水经砾石11初步过滤，除去较大杂质，再经滤管13进一步过滤后进入钢管井，以清除地下水中因涌水而滑动的沉积泥砂，随后，置入钢管井内的抽水泵30将钢管井内的过滤水抽出，从而实现基坑落深区域降水的目的，上述的施工方法与常规的涌水后下坑注浆或者补打降水井相比，本发明的施工方法利用疏水层21和充满砾石11的配筋水泥管10实现基坑内地下水的汇集和疏导，地下水的疏导更为彻底，避免因局部区域排水不畅而导致后续施工过程中出现涌水现象，随着结构底板23施工的进行，地下水不断经滤管13过滤并由抽水泵30排出，实现基坑内持续降水的目的，保证了施工的顺利进行，另外，相比现有的施工方法，本发明的施工方法更为简单易行，而且成本较低。

优选的，上述步骤S102中，在滤管13的外侧包裹滤网并由铁丝绑紧后，再将其搁置于砾石层11上，效果如前文所述，能够避免水体携带的杂质堆积于滤管13上而堵塞通孔。

如图3至图6所示，步骤S103浇筑垫层22之前，在钢管12的外壁焊接第一止水环14，使得第一止水环14位于垫层22内，避免地下水沿垫层22与钢管12的连接处向上渗透，以保证垫层22干燥。第一止水环14与钢管12的焊接面仍是防水薄弱环节，为避免此处形成漏水隐患，第一止水环14与钢管12应满焊密实。

更佳的，步骤105浇筑结构底板23之前，在钢管12上焊接至少两道间隔设置的第二止水环15，使得第二止水环15位于结构底板23内，避免地下水沿钢管12与结构底板23的接触面继续向上渗透，同样，第二止水环15与钢管12连接处满焊，此处不再赘述。

实施例三：与实施例二不同的是，如图4所示，步骤S103中，疏水层21底端的边缘位于配筋水泥管10顶端的下方一段距离，使得疏水层21包裹配筋水泥管10的顶端，避免配筋水泥管10外侧的砂土随地下水流动而进入配筋水泥管10内，进而堵塞钢管井的滤管13，造成地下水降水不畅等问题。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种基坑落深区域的疏排水结构，所述基坑内由下至上依次铺设垫层、防水层和结构底板，其特征在于，包括：

铺设于所述垫层下方的疏水层；

设于所述疏水层下部，且与所述疏水层紧密贴合的配筋水泥管；

以及一钢管井，所述钢管井是由同轴且固接的钢管和滤管组成；

所述滤管设于配筋水泥管腔体的中部，使得配筋水泥管的腔体内填充砾石后，砾石能够包裹所述滤管；所述钢管贯穿所述疏水层、垫层、防水层和结构底板。

2.根据权利要求1所述的疏排水结构，其特征在于：所述滤管的外侧包裹有滤网。

3.根据权利要求1或2所述的疏排水结构，其特征在于：位于所述垫层内的所述钢管的外壁上设有一道第一止水环。

4.根据权利要求3所述的疏排水结构，其特征在于：位于所述结构底板内的所述钢管的外壁上设有至少两道间隔设置的第二止水环。

5.根据权利要求1或2所述的疏排水结构，其特征在于：所述疏水层由300mm～400mm厚级配砾石铺设而成。

6.如权利要求1至5任一项所述的基坑落深区域的疏排水结构的施工方法，步骤如下：

步骤一：在所述基坑落深区域的标高最低处设置所述配筋水泥管；

步骤二：在所述配筋水泥管的底部铺设砾石层，并将所述钢管井的滤管搁置于所述砾石层上，在所述配筋水泥管的腔体内填充砾石，使砾石包覆所述滤管；

步骤三：在所述配筋水泥管上方依次铺设所述疏水层、垫层及防水层，所述疏水层与所述配筋水泥管紧密贴合，且所述钢管的顶端位于所述垫层的上方；

步骤四：将抽水泵送入所述滤管的内腔底部进行抽水；

步骤五：浇筑所述结构底板，并使所述钢管的顶端位于所述结构底板的上方；

步骤六：取出所述抽水泵，并封堵所述钢管井。

7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：所述步骤二中，所述滤管的外壁包裹有滤网。

8.根据权利要求6或7所述的施工方法，其特征在于：所述步骤三浇筑所述垫层之前，在所述钢管的外壁焊接第一止水环，使得所述第一止水环位于所述垫层内。

9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于：所述步骤五浇筑所述结构底板之前，在所述钢管上焊接至少两道间隔设置的第二止水环，使得所述第二止水环位于所述结构底板内。

10.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：所述步骤三中，所述疏水层底端的边缘位于所述配筋水泥管顶端的下方，使得所述疏水层包裹所述配筋水泥管的顶端。