CN110761291A - 一种应用于岩溶富水区深基坑的抗浮防水系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于岩溶富水区深基坑的抗浮防水系统及方法，该系统包括：基坑主体和降水井，所述基坑主体包括：顶板、底板和侧墙；所述顶板与所述底板分别设置于所述基坑本体的顶面及底面，所述顶板与所述底板平行并均与所述侧墙垂直固定；多个所述降水井设置于所述底板底部，其特征在于，所述降水井内设置有用于抽水和注浆的管道，所述管道从所述侧墙外壁延伸至所述降水井底部；本发明采用若干个相互连通的降水井实现排水与注浆结合，进而有效的防止开挖基坑的上浮以及涌水等问题的发生，为基坑的安全施工提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及基坑防水领域，尤其涉及一种应用于岩溶富水区深基坑的抗浮防水系统及方法。
背景技术
现有的岩溶富水区深基坑抗浮和防水处理所采用的方法是采用排水或堵水的方法，排水时需要在各个降水井之间单独进行排水，费时费力且效果不佳，不能兼顾整体情况，极易在处理降排水的过程中发生其余降水井溢水突水的情况，并且对于岩溶裂隙水相互贯通，互相补充，局部降水不能取得有效的控制；再加上抗浮主要采用排水和堵水的方法，未能将基坑整体结构与周围岩土体连为一体，极易在岩溶富水区造成基坑地下结构所受水的浮力大于地下结构的重力，最终导致基坑发生上浮。
发明内容
本发明提供一种应用于岩溶富水区深基坑的抗浮防水系统及方法，以克服上述技术问题。
本发明包括，基坑主体和降水井，所述基坑主体包括：顶板、底板和侧墙；所述顶板与所述底板分别设置于所述基坑本体的顶面及底面，所述顶板与所述底板平行并均与所述侧墙垂直固定；多个所述降水井设置于所述底板底部，其特征在于，所述降水井内设置有用于抽水和注浆的管道，所述管道从所述侧墙外壁延伸至所述降水井底部。
进一步地，若干所述降水井均匀分布于所述底板下方，若干所述降水井通过所述管道连通，若干所述降水井的井面高度由中心向边缘逐渐降低，水通过所述管道从中心处降水井流向边缘处降水井，浆液通过所述管道从边缘处降水井流向中心处降水井。
进一步地，若干所述降水井呈矩形均匀分布于所述底板下方，位于所述矩形四角处的降水井内的管道与外界连通。
进一步地，所述管道直径为所述降水井直径的1/3。
进一步地，所述管道位于所述降水井底部的一端固定设置有用于过滤沙泥的过滤网。
进一步地，所述基坑主体底部设置有抗浮脚趾，所述抗浮脚趾与锁脚梁间设置有钢管桩，所述钢管桩的一端固定在所述锁脚梁上，所述钢管桩的另一端固定在所述抗浮脚趾上。
进一步地，所述管道侧壁设置有通孔，所述管道内壁竖直方向设置有滑道，所述滑道横穿所述通孔，所述滑道上设有使所述通孔敞开和闭合的滑动挡件。
本发明还提供一种应用于岩溶富水区深基坑的抗浮防水方法，其特征在于，包括，以下步骤：
S1：在基坑本体开挖到底部后，沿基坑本体侧墙底部四周向外延伸开挖抗浮脚趾，并且用混凝土浇筑使所述基坑本体与周围岩体连为一体；
S2：在所述基坑本体底部开挖降水井，并在若干所述降水井间设置管道以使相邻的降水井实现连通；
S3：在基坑本体的顶部和底部分别设置顶板和底板；
S4：在所述管道置于所述降水井内的一端固定过滤网；
S5：对与外界连通的管道进行抽水和注浆操作。
进一步地，所述步骤S5中：抽水时，所述过滤网将沉在所述底部泥沙过滤掉；当若干所述降水井内的水被抽取完毕后，通过对与外界连通的管道向所述降水井内注入浆液。
进一步地，所述步骤S5中所述浆液为水泥-水玻璃双液浆，水泥的水灰比为0.8:1，双液浆配比参数为1:0.8，水玻璃模数3.0，水玻璃浓度为35波美度，注浆压力为2.5MPa～3.5MPa。
本发明采用若干个相互连通的降水井实现排水与注浆结合，进而有效的防止开挖基坑的上浮以及涌水等问题的发生，为基坑的安全施工提供保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明管道结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明包括，基坑主体和降水井27，所述基坑主体包括：顶板3、底板 6和侧墙10；所述顶板3与所述底板6分别设置于所述基坑本体的顶面及底面，所述顶板3与所述底板6平行并均与所述侧墙10垂直固定；所述顶板3 顶部设有顶板防水层17和顶板回填土18；所述底板6通过底板受力钢筋22 固定于所述基坑本体底部，所述底板6下方设有底板混凝土垫层25，所述底板混凝土垫层下方设有底板混凝土防水层24，所述底板混凝土防水层24下方设有底板混凝土找平垫层23；所述基坑本体的上部设有向基坑主体的四周下方锚固的预应力锚索19，所述基坑本体的侧面下部设有向基坑本体的四周下方锚固的岩石锚杆20；所述顶板3和底板6之间设有地下一层底板4和地下二层底板5；所述侧墙10处设有侧墙防水层9，所述基坑本体上部的四周设有咬合桩(包括间隔设置的荤桩13和素桩11)，所述咬合桩的上方设有冠梁15，所述冠梁15的上方固定有能对顶板回填土18进行围挡的挡土墙16。
多个所述降水井27设置于所述底板6底部，所述降水井27内设置有用于抽水和注浆的管道28，所述管道28从所述侧墙10外壁延伸至所述降水井 27底部。
进一步地，若干所述降水井27均匀分布于所述底板6下方，若干所述降水井27通过所述管道28连通，若干所述降水井27的井面高度由中心向边缘逐渐降低，水通过所述管道28从中心处降水井27流向边缘处降水井27，浆液通过所述管道28从边缘处降水井27流向中心处降水井。
进一步地，若干所述降水井27呈矩形均匀分布于所述底板6下方，位于所述矩形四角处的降水井27内的管道28与外界连通。
具体而言，本发明中的降水井27设置为十六个，如图1所示，为本发明的截面图，若干降水井27通过管道28连通，图中两侧的降水井27的井面高度最低，中间两个降水井27的井面最高，进而井面高度最低的降水井27内设置的管道28利用水泵能够将所述降水井27的水从所述基坑本体下部中心处抽取出来。
进一步地，为了达到更高抽水及注浆效率，所述管道28直径为所述降水井27直径的1/3。
进一步地，为了使抽取上来的水不会因含有大量沙泥，而把所述管道28 堵塞，所述管道28位于所述降水井27底部的一端固定设置有过滤网30，所述过滤网30用于过滤沙泥。
进一步地，所述基坑主体底部设置有抗浮脚趾21，所述抗浮脚趾21与锁脚梁26间设置有钢管桩，所述钢管桩7的一端固定在所述锁脚梁26上，所述钢管桩7的另一端固定在所述抗浮脚趾21上；利用上部岩体的重量压住抗浮脚趾21，提供基坑本体整体结构的抗浮力，并且采用钢筋混凝土施工，与周围岩体形成一体的同时满足抗浮结构的长久性。
进一步地，如图2所示，所述管道28侧壁设置有通孔31，所述管道28 内壁竖直方向设置有滑道34，所述滑道34横穿所述通孔31，所述滑道34上设有使所述通孔31敞开和闭合的滑动挡件32；所述滑动挡件32为从圆柱体端面的边缘起向圆柱体长度方向斜切而成的结构，所述滑动挡件32的圆形端面固定有滑轮，可在所述滑道34上滑动(图中未示出滑道的具体结构)，所述滑动挡件32的长侧边朝上，所述长侧边的长度小于所述管道28的直径，短侧边朝下，当启动抽水时，在水压的作用下，所述滑动挡件32向上滑动，被所述滑道34上端的限位件阻挡，停止前进，进而将所述通孔31堵住，防止所述降水井27内的水从通孔再次留到底部，当抽取完水后，从井面高度最低的降水井27内设置的管道28进行注浆，此时，所述滑动挡件32在浆液的压力下，向下运动，被所述滑道34下端的限位件阻挡，停止继续向下运动，则浆液通过通孔31从所述管道28内流出，实现了浆液的均匀分布，同时加快了注浆效率。
本发明还提供一种应用于岩溶富水区深基坑的抗浮防水方法，其特征在于，包括，
S1：在基坑本体开挖到底部后，沿基坑本体侧墙底部四周向外延伸开挖抗浮脚趾，并且用混凝土浇筑使所述基坑本体与周围岩体连为一体；
所述基坑主体底部设置有抗浮脚趾21，所述抗浮脚趾21与锁脚梁26间设置有钢管桩，所述钢管桩7的一端固定在所述锁脚梁26上，所述钢管桩7 的另一端固定在所述抗浮脚趾21上；利用上部岩体的重量压住抗浮脚趾21，提供基坑本体整体结构的抗浮力，并且采用钢筋混凝土施工，与周围岩体形成一体的同时满足抗浮结构的长久性。
S2：在所述基坑本体底部开挖降水井，并在若干所述降水井间设置管道以使相邻的降水井实现连通；
若干降水井27通过管道28连通，图中两侧的降水井27的井面高度最低，中间两个降水井27的井面最高，进而井面高度最低的降水井27内设置的管道28利用水泵能够将所述降水井27的水从所述基坑本体下部中心处抽取出来。
S3：在基坑本体的顶部和底部分别设置顶板和底板；
S4：在所述管道置于所述降水井内的一端固定过滤网；能够抽取上来的水不会因含有大量沙泥，而把所述管道28堵塞，
S5：对与外界连通的管道进行抽水和注浆操作。
进一步地，所述步骤S5中：抽水时，所述过滤网将沉在所述底部泥沙过滤掉；当若干所述降水井内的水被抽取完毕后，通过对与外界连通的管道向所述降水井内注入浆液。
进一步地，所述步骤S5中所述浆液为水泥-水玻璃双液浆，水泥的水灰比为0.8:1，双液浆配比参数为1:0.8，水玻璃模数3.0，水玻璃浓度为35波美度，注浆压力为2.5MPa～3.5MPa；上述参数能够使浆液在注入后快速凝固，并且起到很好的堵水作用。
本发明的有益效果：
(1)相对于已有的基坑抗浮结构，本发明采用抗浮脚趾将基坑本体与周围岩体形成一体，并采取抽水外排的方式，有效消除了基坑上浮的风险；
(2)采用多个降水井连通抽水外排，有效避免了局部排水的盲目性以及其余潜在隐患区域的突发性，达到了有益的排水效果；
(3)抽水后反向高压注浆充填的封井和充填岩溶裂隙的方式，有效避免了工程隐患，并为基坑本体结构的稳定和长久运营做出了安全保障。
(4)在抽水注浆管道的管壁增加了基坑周围岩体裂隙注通孔，能够有效实现基坑周围岩体裂隙的封堵。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种应用于岩溶富水区深基坑的抗浮防水系统，包括，基坑主体和降水井(27)，所述基坑主体包括：顶板(3)、底板(6)和侧墙(10)；所述顶板(3)与所述底板(6)分别设置于所述基坑本体的顶面及底面，所述顶板(3)与所述底板(6)平行并均与所述侧墙(10)垂直固定；多个所述降水井(27)设置于所述底板(6)底部，其特征在于，所述降水井(27)内设置有用于抽水和注浆的管道(28)，所述管道(28)从所述侧墙(10)外壁延伸至所述降水井(27)底部。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，若干所述降水井(27)均匀分布于所述底板(6)下方，若干所述降水井(27)通过所述管道(28)连通，若干所述降水井(27)的井面高度由中心向边缘逐渐降低，水通过所述管道(28)从中心处降水井(27)流向边缘处降水井(27)，浆液通过所述管道(28)从边缘处降水井(27)流向中心处降水井。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，若干所述降水井(27)呈矩形均匀分布于所述底板(6)下方，位于所述矩形四角处的降水井(27)内的管道(28)与外界连通。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述管道(28)直径为所述降水井(27)直径的1/3。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述管道(28)位于所述降水井(27)底部的一端固定设置有用于过滤沙泥的过滤网(30)。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述基坑主体底部设置有抗浮脚趾(21)，所述抗浮脚趾(21)与锁脚梁(26)间设置有钢管桩，所述钢管桩(7)的一端固定在所述锁脚梁(26)上，所述钢管桩(7)的另一端固定在所述抗浮脚趾(21)上。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述管道(28)侧壁设置有通孔(31)，所述管道(28)内壁竖直方向设置有滑道(34)，所述滑道(34)横穿所述通孔(31)，所述滑道(34)上设有使所述通孔(31)敞开和闭合的滑动挡件(32)。
8.一种应用于岩溶富水区深基坑的抗浮防水方法，其特征在于，包括，以下步骤：
S1：在基坑本体开挖到底部后，沿基坑本体侧墙底部四周向外延伸开挖抗浮脚趾，并且用混凝土浇筑使所述基坑本体与周围岩体连为一体；
S2：在所述基坑本体底部开挖降水井，并在若干所述降水井间设置管道以使相邻的降水井实现连通；
S3：在基坑本体的顶部和底部分别设置顶板和底板；
S4：在所述管道置于所述降水井内的一端固定过滤网；
S5：对与外界连通的管道进行抽水和注浆操作。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中：抽水时，所述过滤网将沉在所述底部泥沙过滤掉；当若干所述降水井内的水被抽取完毕后，通过对与外界连通的管道向所述降水井内注入浆液。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中的所述浆液为水泥-水玻璃双液浆，水泥的水灰比为0.8:1，双液浆配比参数为1:0.8，水玻璃模数3.0，水玻璃浓度为35波美度，注浆压力为2.5MPa～3.5MPa。
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