CN110439014A - 一种地下层状排水结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地下层状排水结构，其中，无腔排水沟与管状排水沟相连通，无腔排水沟上部设有多孔混凝土层。管状排水沟内设置玻璃钢塑料多孔管并填充碎石，管状排水沟上部、沿着保护砖墙外侧自下而上依次设砂质反滤层和砂土保护层，无腔排水沟内也填充有碎石。无腔排水沟中的地下水经管状排水沟汇入集水检查井中，集中排出。本发明可有效控制地下水位高度，避免防水卷材在地下水长期作用下失效导致地下结构渗水，降低地下水对厂房下部基础的压力，减小基础上浮的可能。此外，本发明的排水结构不仅适用于临海工程，其还同样适用于地面渗水的组织排放，可推广应用于地下水位较高的工、民建筑的地下排水工程、以及“海绵城市”实现雨水的循环利用。

Description

一种地下层状排水结构及其施工方法

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，涉及一种地下层状排水结构及其施工方法。

背景技术

某工程位于海边，座落于爆破后的基岩上，该区域的地下水类型为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水。第四系孔隙潜水主要赋存于碎石填土之中，基岩裂隙水以风化裂隙水为主，赋存于含岩块二长浅粒岩中，呈脉状、枝状分布。地下水位埋深3.7～6.43m，标高为1.33～3.89m，地下水位较高，地下水压大。按通常做法，因地下水的水压原因，必须保证建筑物地下混凝土筏板基础又厚又大，另外，防水卷材在长期地下水压作用下，无法保证良好的防水效果。

发明内容

本发明针对地下水对建筑物或构筑物基础压力破坏的问题，提出一种地下层状排水结构。本发明还提出了该地下层状排水结构的施工方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

一种地下层状排水结构，包括无腔排水沟、管状排水沟和集水检查井，所述无腔排水沟上部自下而上依次设多孔混凝土层、C20细石混凝土找平层、防水卷材层、C20细石混凝土保护层和结构基础底板，厂房结构坐在所述结构基础底板上；所述管状排水沟设置在所述厂房结构外围，所述无腔排水沟与所述管状排水沟相连通；所述管状排水沟内设置玻璃钢塑料多孔管并填充碎石，所述管状排水沟上部、沿着所述厂房结构的保护砖墙外侧自下而上依次设砂质反滤层和砂土保护层，所述无腔排水沟内也填充有碎石；所述无腔排水沟中的地下水经所述管状排水沟汇入集水检查井中，集中排出。

进一步地，所述无腔排水沟和所述管状排水沟的坡度为0.002～0.003。

进一步地，所述无腔排水沟的宽度为300～700mm，深度为700～2000mm；碎石的粒径为5～40mm，强度等级不低于60MPa，片状碎石数量不超过10％，渗透系数不小于4000m/d。

进一步地，所述多孔混凝土层的厚度为200～1000mm，强度等级不低于C20，渗透系数不小于1000m/d，作为疏水层。

进一步地，多孔混凝土的重量配比为水泥：碎石：水：减少剂＝1：4.8～5.5：0.35～0.42：0.10～0.12，其中，碎石选用不小于5mm，不大于31.5mm的非级配碎石，水泥选用硅酸盐水泥或抗硫酸盐水泥。

进一步地，所述砂质反滤层厚度为200mm，含泥量不大于2％；所述砂质反滤层采用粒径为0.15～5mm，平均粒度d50大于0.5mm，非均质性系数d60/d10不小于10的砂。

进一步地，所述砂土保护层的厚度为400～600mm。

进一步地，所述玻璃钢塑料多孔管的直径为100～400mm。

一种地下层状排水结构施工方法，包括如下步骤：

步骤一、开挖无腔排水沟、管状排水沟和集水检查井，无腔排水沟和管状排水沟采用在基岩中凿槽或回填混凝土中留槽；然后，分别在三者内浇筑混凝土垫层，形成符合尺寸要求的无腔排水沟、管状排水沟和集水检查井；

步骤二、在无腔排水沟中填充碎石，不需压实；

步骤三、浇筑多孔混凝土层，多孔混凝土浇筑时的自由倾落高度不得超过1米，浇筑混凝土超过300mm厚时，分层浇筑，每层厚度不得大于300mm；

步骤四、清理管状排水沟基层后，在管状排水沟沟底铺埋碎石，并每隔2m设一控制标高的灰饼，填充碎石时，按照灰饼标高进行填充，以留设出满足要求的管状排水沟坡度，然后，用小型平碾压路机压两遍；最后，铺设玻璃钢塑料多孔管，铺设完成后，将管状排水沟内填充满碎石作为滤层；

步骤五、管状排水沟之间由集水检查井连接，按照总体流水坡度，确定集水检查井底标高，保证水流流向；

步骤六、多孔混凝土层施工完毕后，进行防水施工；同时，在在管状排水沟的碎石滤层上铺砂质反滤层，在砂质反滤层上覆盖砂土保护层。

进一步地，步骤三中，先施工标高较低处的多孔混凝土层，再以标高较低处已施工的构筑物底板为模板进行基坑之间的多孔混凝土施工，接着再施工标高较高处的多孔混凝土层。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的地下层状排水结构利用多孔混凝土的高透水性能，并组合无腔排水沟、管状排水沟及集水检查井，可实现地下水集中排出，进而有效控制地下水位高度，既可避免防水卷材在地下水长期作用下失效导致地下结构渗水的情况，又可降低地下水对厂房下部基础的压力，减小基础上浮的可能性。此外，在设计基础底板时，还可适当降低基础底板的厚度，达到节约成本的目的，而本发明的施工方法可保证地下层状排水结构良好的工程质量。另外，本发明的排水结构不仅适用于临海工程，其还同样适用于有效解决地面渗水的组织排放问题，从而可推广应用于地下水位较高的工业与民用建筑方面的地下排水工程、以及“海绵城市”实现雨水的循环利用，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明的地下层状排水结构的平面示意图；

图2为图1的A-A向剖面图；

图3为图2的B-B向剖面图；

附图标记：1-无腔排水沟，2-管状排水沟，3-多孔混凝土层，4-C20细石混凝土找平层，5-防水卷材，6-C20细石混凝土保护层，7-结构基础底板，8-砂质反滤层，9-砂土保护层，10-保护砖墙，11-厂房结构，12-玻璃钢塑料多孔管，13-集水检查井，14-碎石。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明的地下层状排水结构及其施工方法作进一步的详细说明。

如图1至3所示的地下层状排水结构，包括无腔排水沟1、管状排水沟2和集水检查井13，无腔排水沟1上部自下而上依次设多孔混凝土层3、C20细石混凝土找平层4、防水卷材层5、C20细石混凝土保护层6和结构基础底板7，厂房结构11坐在结构基础底板7上。管状排水沟2设置在厂房结构11外围，无腔排水沟1与管状排水沟2相连通。管状排水沟2内设置玻璃钢塑料多孔管12并填充碎石14，管状排水沟2上部、沿着厂房结构11的保护砖墙10外侧自下而上依次设砂质反滤层8和砂土保护层9，无腔排水沟1内也填充有碎石14。无腔排水沟1中的地下水经管状排水沟2汇入集水检查井13中，集中排出。

本实施例中，无腔排水沟1和管状排水沟2的坡度为0.002～0.003，管状排水沟2宽度为1200mm。无腔排水沟1的宽度为300～700mm，深度为700～2000mm。碎石14的粒径为5～40mm，强度等级不低于60MPa，片状碎石数量不超过10％，渗透系数不小于4000m/d。

多孔混凝土层3的厚度为200～1000mm，强度等级不低于C20，渗透系数不小于1000m/d，作为疏水层。本实施例中，多孔混凝土层3的厚度为300mm。多孔混凝土的重量配比为水泥：碎石：水：减少剂＝1：4.8～5.5：0.35～0.42：0.10～0.12，其中，碎石选用不小于5mm，不大于31.5mm的非级配碎石，水泥选用强度高、活性大的硅酸盐水泥，有抗硫酸盐侵蚀要求时采用抗硫酸盐水泥，水泥用量以刚好能完全包裹碎石的表面为宜。

砂质反滤层8厚度为200mm，含泥量不大于2％。砂质反滤层8采用粒径0.15～5mm，平均粒度d50大于0.5mm，非均质性系数d60/d10不小于10的砂。砂土保护层9的厚度为400～600mm，优选为600mm。玻璃钢塑料多孔管12的直径为100～400mm，优选为300mm。

一种地下层状排水结构施工方法，包括如下步骤：

步骤一、开挖无腔排水沟1、管状排水沟2和集水检查井13，无腔排水沟1和管状排水沟2采用在基岩中凿槽或回填混凝土中留槽。然后，分别在三者内浇筑混凝土垫层，形成符合尺寸要求的无腔排水沟1、管状排水沟2和集水检查井13。

步骤二、在无腔排水沟1中填充碎石14，不需压实。

步骤三、浇筑多孔混凝土层3，多孔混凝土浇筑时的自由倾落高度不得超过1米，浇筑混凝土超过300mm厚时，分层浇筑，每层厚度不得大于300mm。新浇筑的多孔混凝土以平板振捣器稍加振实(以不产生浆体流淌为宜)或人工用铁锹拍平压实。混凝土浇筑应连续进行，如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在前层混凝土初凝前，将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间根据混凝土初凝时间确定，一般超过2小时应按施工缝处理。

步骤四、清理管状排水沟2基层后，在管状排水沟2沟底铺埋碎石14，并每隔2m设一控制标高的灰饼，填充碎石14时，按照灰饼标高要求进行填充，以留设出满足要求的管状排水沟2坡度，然后，用小型平碾压路机压两遍。最后，铺设玻璃钢塑料多孔管12，铺设完成后，将管状排水沟2内填充满碎石14作为滤层。

步骤五、管状排水沟2之间由集水检查井13连接，按照总体流水坡度，确定集水检查井13底标高，保证水流流向。

步骤六、多孔混凝土层施工完毕后，进行防水施工。同时，在在管状排水沟2的碎石滤层上铺砂质反滤层8，在砂质反滤层8上覆盖砂土保护层9。

需要指出的是，步骤三中，事先要进行多孔混凝土浇筑模拟试验，以获取准确的施工数据，保证按照配合比搅拌的混凝土满足设计要求的渗透系数要求。步骤三中，还应先施工标高较低处的多孔混凝土层，再以标高较低处已施工的构筑物底板为模板进行基坑之间的多孔混凝土施工，接着再施工标高较高处的多孔混凝土层。

还需要指出的是，本发明的地下层状排水结构仅给出了基本的结构形式，可以想见，无腔排水沟1、管状排水沟2和集水检查井13均可以为多个，管状排水沟2可以联结多条无腔排水沟1，而集水检查井13可以用于汇聚多条管状排水沟2中的水，进而可以扩展构成大而复杂的地下排水网络，推广应用于城市排水。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种地下层状排水结构，其特征在于，包括无腔排水沟(1)、管状排水沟(2)和集水检查井(13)，无腔排水沟(1)上部自下而上依次设多孔混凝土层(3)、C20细石混凝土找平层(4)、防水卷材层(5)、C20细石混凝土保护层(6)和结构基础底板(7)，厂房结构(11)坐在结构基础底板(7)上；管状排水沟(2)设置在厂房结构(11)外围，无腔排水沟(1)与管状排水沟(2)相连通；管状排水沟(2)内设置玻璃钢塑料多孔管(12)并填充碎石(14)，管状排水沟(2)上部、沿着厂房结构(11)的保护砖墙(10)外侧自下而上依次设砂质反滤层(8)和砂土保护层(9)，无腔排水沟(1)内也填充有碎石(14)；无腔排水沟(1)中的地下水经管状排水沟(2)汇入集水检查井(13)中，集中排出。

2.根据权利要求1所述的地下层状排水结构，其特征在于，无腔排水沟(1)和管状排水沟(2)的坡度为0.002～0.003。

3.根据权利要求1或2所述的地下层状排水结构，其特征在于，无腔排水沟(1)的宽度为300～700mm，深度为700～2000mm；碎石(14)的粒径为5～40mm，强度等级不低于60MPa，片状碎石数量不超过10％，渗透系数不小于4000m/d。

4.根据权利要求1所述的地下层状排水结构，其特征在于，多孔混凝土层(3)的厚度为200～1000mm，强度等级不低于C20，渗透系数不小于1000m/d。

5.根据权利要求4所述的地下层状排水结构，其特征在于，多孔混凝土的重量配比为水泥：碎石：水：减少剂＝1：4.8～5.5：0.35～0.42：0.10～0.12，其中，碎石选用不小于5mm，不大于31.5mm的非级配碎石，水泥选用硅酸盐水泥或抗硫酸盐水泥。

6.根据权利要求1所述的地下层状排水结构，其特征在于，砂质反滤层(8)厚度为200mm，含泥量不大于2％；砂质反滤层(8)采用粒径为0.15～5mm，平均粒度d50大于0.5mm，非均质性系数d60/d10不小于10的砂。

7.根据权利要求1所述的地下层状排水结构，其特征在于，砂土保护层(9)的厚度为400～600mm。

8.根据权利要求1所述的地下层状排水结构，其特征在于，玻璃钢塑料多孔管(12)的直径为100～400mm。

9.一种地下层状排水结构施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、开挖无腔排水沟(1)、管状排水沟(2)和集水检查井(13)，无腔排水沟(1)和管状排水沟(2)采用在基岩中凿槽或回填混凝土中留槽；然后，分别在三者内浇筑混凝土垫层，形成符合尺寸要求的无腔排水沟(1)、管状排水沟(2)和集水检查井(13)；

步骤二、在无腔排水沟(1)中填充碎石(14)，不需压实；

步骤三、浇筑多孔混凝土层(3)，多孔混凝土浇筑时的自由倾落高度不得超过1米，浇筑混凝土超过300mm厚时，分层浇筑，每层厚度不得大于300mm；

步骤四、清理管状排水沟(2)基层后，在管状排水沟(2)沟底铺埋碎石(14)，并每隔2m设一控制标高的灰饼，填充碎石(14)时，按照灰饼标高进行填充，以留设出满足要求的管状排水沟(2)坡度，然后，用小型平碾压路机压两遍；最后，铺设玻璃钢塑料多孔管(12)，铺设完成后，将管状排水沟(2)内填充满碎石(14)作为滤层；

步骤五、管状排水沟(2)之间由集水检查井(13)连接，按照总体流水坡度，确定集水检查井(13)底标高，保证水流流向；

步骤六、多孔混凝土层施工完毕后，进行防水施工；同时，在管状排水沟(2)的碎石滤层上铺砂质反滤层(8)，在砂质反滤层(8)上覆盖砂土保护层(9)。

10.根据权利要求9所述的地下层状排水结构施工方法，其特征在于，步骤三中，先施工标高较低处的多孔混凝土层，再以标高较低处已施工的构筑物底板为模板进行基坑之间的多孔混凝土施工，接着再施工标高较高处的多孔混凝土层。