CN109826199A - 一种基坑侧壁外渗水疏排结构及其施工方法 - Google Patents

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何腊平
闫文进
曹程明
项龙江
龙照
孔维刚
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Abstract

本发明涉及一种基坑侧壁外渗水疏排结构及其施工方法,该结构包括设在基坑侧壁上沿水平方向布置的多个引水组件,设在引水组件下方并与之相连通的水平汇流管,与水平汇流管相连通并向基坑顶部延伸的竖向排水管以及设在基坑顶部地面上与竖向排水管相连的排水泵;引水组件位于基坑侧壁上渗水点位置以下一段距离,其通过嵌入基坑侧壁的部分实现位置固定、通过外露于基坑侧壁的部分实现将外渗水汇集并导入水平汇流管。本发明的应用能够避免地下水对基坑侧壁的浸泡,避免地下水汇集到基坑内,对地基承载力产生影响,对施工进度产生影响。并且本发明疏排结构施工工序较为简单,施工速度快捷,在基坑侧壁开挖过程中可根据渗水量大小及渗水点位置灵活布置。

Description

一种基坑侧壁外渗水疏排结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及基坑开挖地下水控制技术领域,尤其涉及一种基坑侧壁外渗水疏排结构及其施工方法。
背景技术
目前,在基坑管井降水的过程中,一般采用一定间距的降水井沿基坑周边布置,在土方开挖过程中通过管井抽水来降低基坑内地下水,便于土方开挖及地下结构施工。该降水方法现已广泛用于地下水位埋深较浅、透水层厚度较大的基坑中,但对于基坑开挖深度范围内存在弱透水层或隔水层的地层条件,因弱透水层渗透性能较差或地下水渗流缓慢,管井内汇水量较小,导致管井降水漏斗水位线较高,降水效果不理想,且管井降水漏斗盲区及隔水层上部地下水无法通过管井排除,基坑开挖过程中将沿基坑侧壁流入基坑内,严重影响基坑侧壁土体稳定性及基坑内施工进度。
目前针对此种情况,一般采用坑内汇水明排或者采用轻型井点进行降水,但对于地层结构较为复杂的基坑工程,基岩面变化幅度较大,轻型井点布置时无法确定基岩渗水点,导致处理效果不彻底,采用坑内汇水明排其对于土方开挖及后期地下结构的施工均会造成一定得影响,且对项目文明施工亦会有一定影响。
为此,如何高效彻底地处理管井降水漏斗盲区及隔水层上部孔隙水,对于加快施工进度,降低基坑侧壁土体坍塌风险具有较好的实用价值和社会效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基坑侧壁外渗水疏排结构及其施工方法,该疏排结构能够对基坑侧壁渗流水进行有效彻底的疏排处理,避免其汇集到基坑内。
为解决上述问题,本发明所述的一种基坑侧壁外渗水疏排结构包括设在基坑侧壁上沿水平方向布置的多个引水组件,设在所述引水组件下方并与之相连通的水平汇流管,与所述水平汇流管相连通并向基坑顶部延伸的竖向排水管以及设在基坑顶部地面上与所述竖向排水管相连的排水泵;所述引水组件位于所述基坑侧壁上渗水点位置以下一段距离,其通过嵌入所述基坑侧壁的部分实现位置固定、通过外露于所述基坑侧壁的部分实现将外渗水汇集并导入所述水平汇流管;所述引水组件根据需要可沿竖向多排设置或者单排设置。
优选的,所述引水组件包括汇水板固定杆、汇水板和引流管;所述汇水板前端嵌入所述基坑侧壁、外露于所述基坑侧壁的后端具有挡水凸起边缘;所述引流管用于连通所述汇水板后端底部的出水口与所述水平汇流管上的进水孔;所述汇水板固定杆一端以一定角度嵌入所述基坑侧壁内部、外露于所述基坑侧壁的另一端用于连接固定所述汇水板。
优选的,所述汇水板外露于所述基坑侧壁的后端呈铲状簸箕形,其挡水凸起边缘远离所述基坑侧壁的一端呈V型或者U型。
优选的,所述汇水板固定杆的嵌入方向与水平方向呈5~10°,嵌入深度不小于1.5m;所述汇水板前端嵌入深度不小于15cm。
优选的,单个所述汇水板的宽度为支护桩净距,所述汇水板与所述支护桩间隔分布。
优选的,所述汇水板后端两侧的挡水凸起边缘中至少一侧通过膨胀螺栓固定在旁边的支护桩上。
优选的,所述竖向排水管为真空排水管,所述排水泵为真空泵。
优选的,所述引水组件沿竖向多排设置时竖向间距不超过2m。
优选的,至少有一排所述引水组件位于隔水层界面线以下20~30cm位置。
本发明还提供了一种基坑侧壁外渗水疏排结构的施工方法,包括:
确定基坑侧壁渗漏点位置,在其下方一段距离施工引水组件;
待所有所述引水组件施工安装完毕后,观察所述基坑侧壁渗流水是否已通过所述引水组件汇集并流出,如果是,则在其下方施工安装水平汇流管,使同一水平位置的所述引水组件通过所述水平汇流管串联成整体;
待所述水平汇流管安装完毕后,布置竖向排水管和排水泵,使竖向排水管与所述水平汇流管相连通并能够利用所述排水泵将水排出基坑外即可。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明中,疏排结构的作用机理为对侧壁外渗水进行疏干排出,引水组件布置位置位于各渗流点下方一定位置,可在渗漏点位置即将地下水排除,使用该结构能够避免地下水对基坑侧壁的浸泡,避免地下水汇集到基坑内,对地基承载力产生影响,对施工进度产生影响。并且本发明疏排结构施工工序较为简单,施工速度快捷,且在基坑侧壁开挖过程中可根据渗水量大小及渗水点位置灵活布置。
2、本发明疏排结构在实际应用时,可以作为基坑管井降水的辅助措施,将基坑侧壁外渗水特别是管井降水漏斗盲区及隔水层上部孔隙水疏干排出,避免其渗流到基坑内。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的疏排结构的正视结构示意图。
图2为本发明实施例提供的疏排结构的侧视结构示意图。
图3为本发明实施例提供的疏排结构的俯视结构示意图。
图4为本发明实施例提供的疏排结构中引水组件的正视结构示意图。
图5为本发明实施例提供的疏排结构中引水组件的侧视结构示意图。
图中:1—降水井,2—实管段,3—滤管段,4—沉砂管,5—支护桩,6—汇水板,7—引流管,8—坑顶地面线,9—竖向排水管,10—水平汇流管,11—隔水层界面线,12—汇水板定位线,13—降水漏斗水位线,14—汇水板固定杆,15—排水泵。
具体实施方式
参考图1~图5,本发明实施例提供了一种基坑侧壁外渗水疏排结构,其主要包括设在基坑侧壁上沿水平方向布置的多个引水组件,设在引水组件下方并与之相连通的水平汇流管10,与水平汇流管10相连通并向基坑顶部延伸的竖向排水管9以及设在基坑顶部地面上与竖向排水管9相连的排水泵15;引水组件位于基坑侧壁上渗水点位置以下一段距离(比如20~30cm),其通过嵌入基坑侧壁的部分实现位置固定、通过外露于基坑侧壁的部分实现将渗流水汇集并导入水平汇流管10。其中,为达到较好的排水效果,竖向排水管9采用真空排水管,排水泵15相应为真空泵。
可以理解的是,引水组件的数量、位置、大小等参数可根据渗水量大小及渗水点位置灵活合理布置,即根据实际需要引水组件可以单排设置,也可沿竖向多排设置,为保证较好的疏排效果,多排设置时竖向间距不超过2m。
在实际的基坑地下水控制过程中,可以采用以基坑管井降水为主、本发明疏排结构为辅的方式。参考图1~图2,常规的基坑降水井1主要包括实管段2、滤管段3和沉砂管4,对于基坑开挖深度范围内存在弱透水层或隔水层的地层条件,因弱透水层渗透性能较差或地下水渗流缓慢,管井内汇水量较小,导致管井降水漏斗水位线13较高,降水效果不理想,且管井降水漏斗盲区及隔水层上部地下水无法通过管井排除。针对这种情况,在管井降水漏斗盲区及隔水层上部区域,需视渗水点位置和渗水量大小灵活合理布置本发明疏排结构,比如图1示出的两排设置方式,其中,至少有一排引水组件设在隔水层界面线11(即隔水层和透水层分界面)以下一段距离(比如20~30cm),以避免侧壁渗流水对下部基坑侧壁浸泡造成破坏。
进一步地,上述引水组件包括汇水板固定杆14、汇水板6和引流管7;汇水板6前端嵌入基坑侧壁、外露于基坑侧壁的后端具有挡水凸起边缘,其汇水方向从基坑侧壁向引流管7进行汇集;引流管7用于连通汇水板6后端底部的出水口与水平汇流管10上的进水孔;汇水板固定杆14一端以一定角度θ嵌入基坑侧壁内部、外露于基坑侧壁的另一端用于连接固定汇水板6。其中,汇水板6前端嵌入基坑侧壁是主要是为了保证侧壁外渗水能够顺畅完整地通过汇水板6集中于水平汇流管10。
为保证较好的固定作用和汇水作用,汇水板固定杆14的嵌入方向与水平方向之间的夹角θ为5~10°,嵌入深度不小于1.5m;汇水板6前端嵌入深度不小于15cm。
汇水板6外露于基坑侧壁的后端呈铲状簸箕形,其挡水凸起边缘远离基坑侧壁的一端呈V型或者U型,由此形成自稳簸箕型基坑侧壁外渗水疏排结构。实际应用中,可以使挡水凸起边缘竖直向上、高度为3~7cm。
比如,汇水板6嵌入基坑侧壁0.15m,外露0.35m,其外露部分加工成簸箕形状,并于外露部分的端头位置焊接直径50mm的钢管做引流管7,其管径大小可根据渗水点水流速度及汇水面积综合确定。水平引流管10和竖向排水管9直径可根据现场渗水量确定,必要时可采用尼龙绳固定于锚索腰梁上。
在实际的基坑开挖施工过程中,基坑中通常都会设有多个均匀分布的支护桩5,基于此,单个汇水板6的宽度为支护桩5净距,汇水板6与支护桩5间隔分布,可以理解的是,汇水板6之间的距离即为支护桩5的直径距离。此外,在疏排结构整体安装完成后,若由于汇水量较大引水组件无法自稳时,可将汇水板6后端两侧的挡水凸起边缘中至少一侧通过膨胀螺栓固定在旁边的支护桩5上。
基于上述内容公开的基坑侧壁外渗水疏排结构,本发明相应提供一种施工方法,具体包括如下步骤:
(1)确定基坑侧壁渗漏点位置,在其下方一段距离施工引水组件。
具体地,在基坑开挖过程中先进行降水井1降水作业,待土方开挖至岩层交接面以下1m位置处,根据地下水外渗点施工本发明疏排结构:先施工引水组件中的汇水板6,(最底下一排的)汇水板6高度位于隔水层界面线11以下30cm位置,汇水板固定杆14采用锤击式或其它适宜的方法打入基坑侧壁,嵌固长度不小于1.5m,其长度可根据侧壁土体性质进行调整,入射角度为10度,可根据地层实际情况微调;待汇水板固定杆14稳定后将汇水板6与汇水板固定杆14外露于基坑侧壁的一端焊接成整体,汇水板6前端端头嵌入基坑侧壁深度不小于0.15m,外露0.35m,在嵌入过程中可预先对基坑侧壁进行挑缝嵌入,亦可采用锤击式嵌入。
(2)待所有引水组件施工安装完毕后,观察基坑侧壁渗流水是否已通过引水组件汇集并流出,如果是,则在其下方施工安装水平汇流管10,使同一水平位置的引水组件通过水平汇流管10串联成整体。
具体地,完成汇水板6、汇水板固定杆14和引流管7安装后观察基坑侧壁外渗水是否已通过汇水板6汇流于引流管7。如汇水效果较好,可立即安装水平汇流管10和竖向排水管9,并启动水泵房中的排水泵15等相关设备,观察排水效果。
(3)待水平汇流管10安装完毕后,布置竖向排水管9和排水泵15,使竖向排水管9与水平汇流管10相连通并能够利用排水泵15将水排出基坑外即可。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基坑侧壁外渗水疏排结构,其特征在于,该疏排结构包括设在基坑侧壁上沿水平方向布置的多个引水组件,设在所述引水组件下方并与之相连通的水平汇流管(10),与所述水平汇流管(10)相连通并向基坑顶部延伸的竖向排水管(9)以及设在基坑顶部地面上与所述竖向排水管(9)相连的排水泵(15);所述引水组件位于所述基坑侧壁上渗水点位置以下一段距离,其通过嵌入所述基坑侧壁的部分实现位置固定、通过外露于所述基坑侧壁的部分实现将外渗水汇集并导入所述水平汇流管(10);所述引水组件根据需要可沿竖向多排设置或者单排设置。
2.如权利要求1所述的疏排结构,其特征在于,所述引水组件包括汇水板固定杆(14)、汇水板(6)和引流管(7);所述汇水板(6)前端嵌入所述基坑侧壁、外露于所述基坑侧壁的后端具有挡水凸起边缘;所述引流管(7)用于连通所述汇水板(6)后端底部的出水口与所述水平汇流管(10)上的进水孔;所述汇水板固定杆(14)一端以一定角度嵌入所述基坑侧壁内部、外露于所述基坑侧壁的另一端用于连接固定所述汇水板(6)。
3.如权利要求2所述的疏排结构,其特征在于,所述汇水板(6)外露于所述基坑侧壁的后端呈铲状簸箕形,其挡水凸起边缘远离所述基坑侧壁的一端呈V型或者U型。
4.如权利要求2所述的疏排结构,其特征在于,所述汇水板固定杆(14)的嵌入方向与水平方向呈5~10°,嵌入深度不小于1.5m;所述汇水板(6)前端嵌入深度不小于15cm。
5.如权利要求2至4任一项所述的疏排结构,其特征在于,单个所述汇水板(6)的宽度为支护桩(5)净距,所述汇水板(6)与所述支护桩(5)间隔分布。
6.如权利要求5所述的疏排结构,其特征在于,所述汇水板(6)后端两侧的挡水凸起边缘中至少一侧通过膨胀螺栓固定在旁边的支护桩(5)上。
7.如权利要求1至4任一项所述的疏排结构,其特征在于,所述竖向排水管(9)为真空排水管,所述排水泵(15)为真空泵。
8.如权利要求1至4任一项所述的疏排结构,其特征在于,所述引水组件沿竖向多排设置时竖向间距不超过2m。
9.如权利要求1至4任一项所述的疏排结构,其特征在于,至少有一排所述引水组件位于隔水层界面线(11)以下20~30cm位置。
10.一种如权利要求1所述的基坑侧壁外渗水疏排结构的施工方法,其特征在于,该方法包括:
确定基坑侧壁渗漏点位置,在其下方一段距离施工引水组件;
待所有所述引水组件施工安装完毕后,观察所述基坑侧壁渗流水是否已通过所述引水组件汇集并流出,如果是,则在其下方施工安装水平汇流管(10),使同一水平位置的所述引水组件通过所述水平汇流管(10)串联成整体;
待所述水平汇流管(10)安装完毕后,布置竖向排水管(9)和排水泵(15),使竖向排水管(9)与所述水平汇流管(10)相连通并能够利用所述排水泵(15)将水排出基坑外即可。
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CN113294205A (zh) * 2021-03-31 2021-08-24 济南轨道交通集团有限公司 一种地铁车站地下水导流结构及施工方法

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