一种用于岩溶裂隙水丰富基坑排水系统及施工方法

摘要

本发明公开了一种用于岩溶裂隙水丰富基坑排水系统及施工方法，涉及基坑排水技术领域，解决了岩溶裂隙水丰富地层基坑施工无法及时排水的问题，避免了地下水出水量大导致的结构施工面积水，具体方案如下：包括布置在基坑内的换填蓄水层、排水沟以及集水坑，所述换填蓄水层具有储水功能，换填蓄水层的底部设有若干排水沟，若干排水沟横向、纵向交叉布置以形成网状结构，每个排水沟内至少设有一根排水管，所述集水坑位于换填蓄水层的底部，所述集水坑内至少设有一个集水箱，所述集水箱的顶部设有井管，集水箱的内部设有水泵，水泵的水管通过井管伸出底板。

说明书

技术领域

本发明涉及基坑排水技术领域，特别是涉及一种用于岩溶裂隙水丰富基坑排水系统及施工方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

在基坑施工过程中，地层中往往存在地下水，施工时须将地下水降至施工面以下500mm。目前常用基坑明排水、井管排水等方法，可以有效的将常规基坑地下水降至施工要求水位。

发明人发现，当基坑位于岩溶、岩层裂隙丰富的地层时，地下水丰富且分布不均匀，传统排水方法难以快速将地下水排出，导致基坑内积水严重，无法进行下一步结构施工。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于岩溶裂隙水丰富基坑排水系统及施工方法，在基坑排水的同时进行基坑的结构施工，底板完成后进行注浆处理保证地基强度，解决了岩溶裂隙水丰富地层基坑施工无法及时排水的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种用于岩溶裂隙水丰富基坑排水系统，包括布置在基坑内的换填蓄水层、排水沟以及集水坑，所述换填蓄水层具有储水功能，换填蓄水层的底部设有若干排水沟，若干排水沟横向、纵向交叉布置以形成网状结构，每个排水沟内至少设有一根排水管，所述集水坑位于换填蓄水层的底部，所述集水坑内至少设有一个集水箱，所述集水箱的顶部设有井管，集水箱的内部设有水泵，水泵的水管通过井管伸出底板，所述排水沟与集水坑连通。

作为进一步的实现方式，所述换填蓄水层和排水沟均进行换填碎石以及注浆处理。

作为进一步的实现方式，所述排水管沿所在排水沟的长度方向布置，排水管的管身上沿其长度方向均布有若干透水孔。

作为进一步的实现方式，所述集水坑至少设有一个，排水沟与集水坑的顶部连通，所述集水箱的箱体以及箱盖上均间隔设有若干透水孔。

作为进一步的实现方式，所述换填蓄水层和排水沟均进行放坡处理，所述换填蓄水层朝向四周的排水沟放坡，所述排水沟朝向集水坑放坡。

作为进一步的实现方式，还设有注浆管，所述注浆管设有若干个，竖直均匀布置在基坑内，单个注浆管的底部深入与其邻近的换填蓄水层、集水坑、集水箱的内部，所述注浆管仅在其置于换填蓄水层、集水坑、集水箱内部的管壁上均布有若干注浆孔。

作为进一步的实现方式，所述注浆管的顶部设有止浆阀，注浆管以及井管位于底板内部的管壁四周均设置了止水片。

作为进一步的实现方式，所述井管的内部回填混凝土，并焊接钢板。

第二方面，本发明提供了一种施工方法，具体过程如下：

步骤1，开挖至基坑底，完成排水沟以及集水坑的开挖施工；

步骤2，将集水箱及井管、排水管安装到位，回填级配碎石，放置水泵至集水箱内并向外排水；

步骤3，地下水位降至换填蓄水层底部时，进行垫层以及底板结构的施工；

步骤4，底板结构达到设计强度后，利用注浆管进行对换填蓄水层、排水沟的注浆；

步骤5，拔出水泵，集水箱内回填碎石，利用井管内的注浆管对集水箱内的回填碎石注浆，并使得井管内的混凝土低于底板；

步骤6，割除多余井管，在井管内混凝土的顶部处焊接钢板，并灌注混凝土，使得水泥砂浆抹平井管的井口。

作为进一步的实现方式，所述注浆管的布置方式为梅花形敷设。

上述本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过换填蓄水层、排水沟将地下水引导致集水箱达到排水的目的，同时经过换填蓄水层的暂时储水，可以避免因地下水出水量大导致的结构施工面出现积水，通过对排水沟、集水箱换填碎石注浆来加强地基强度，有效解决了岩溶裂隙水丰富地层基坑施工无法及时排水的问题。

(2)本发明排水管的管身以及集水箱的箱体和箱盖上均设有若干透水孔，以确保地下水可以快速汇集并排出。

(3)本发明换填蓄水层位于整个降水区，换填蓄水层的换填材料为级配碎石，在地下水丰富无法及时排出时，地下水可暂时储存在换填蓄水层中，以保证施工作业面无水状态。

(4)本发明换填蓄水层和排水沟均进行放坡处理，汇集到的地下水会在重力的作用下自流到集水坑内，无需在设置驱动机构对地下水进行驱动，简化了结构及施工难度，降低了施工成本。

(5)本发明注浆管以及井管位于底板内部的管壁四周设置了止水片，同时，注浆管的顶部设置了止浆阀，井管的内部回填混凝土并焊接钢管，有效防止了地下水沿井管、注浆管渗漏到底板上。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的排水沟的平面布置示意图；

图2为图1所示排水系统中排水状态时A-A剖面结构示意图；

图3为图1所示排水系统中B-B剖面示意图；

图4为图1所示排水系统中注浆后A-A剖面示意图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，1、基坑，2、底板，3、垫层，4、换填蓄水层，5、排水沟，6、排水管，7、透水孔，8、集水坑，9、集水箱，10、碎石，11、水泵，12、井管，13、注浆管，14、止水片，15、止浆阀，16、注浆孔,17、钢板，18、混凝土。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术所介绍的，当基坑位于岩溶、岩层裂隙丰富的地层时，地下水丰富且分布不均匀，传统排水方法难以快速将地下水排出，导致基坑内积水严重，无法进行下一步结构施工的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种用于岩溶裂隙水丰富基坑排水系统及施工方法。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图4所示，提出一种用于岩溶裂隙水丰富基坑排水系统，包括，布置在基坑1内的换填蓄水层4、排水沟5以及集水坑8组成。

换填蓄水层4的底部设有若干排水沟5，若干排水沟5横向、纵向交叉布置以形成网状结构，用于将地下水汇集并排出，以达到降水的目的，避免地下水对施工的影响。

每个排水沟5内至少设有一根排水管6，排水管6沿所在排水沟5的长度方向布置，排水管6的管身上沿其长度方向均布有若干透水孔7，以确保地下水可以快速汇集并排出。

在基坑内开挖至少一个集水坑8，集水坑8位于换填蓄水层4的底部，排水沟5与集水坑8的顶部连通，集水坑8内至少设有一个集水箱9，集水箱9，集水箱9的箱体以及箱盖上均间隔设有若干透水孔7，以确保地下水可以快速汇集。

集水箱9的顶部设有井管12，井管12透过箱盖与集水箱9连通，井管12顶部穿出底板2，集水箱9的内部设有水泵11，水泵11的水管通过井管12伸出底板2，用于将集水箱9内的水排出。

具体的，本实施例中集水箱9采用10mm的钢板制成，岩溶裂隙水由换填蓄水层4流入排水沟5，经排水管6导流进入集水坑8后，由集水坑8内的水泵11排水，以达到降低水位的目的。

其中，换填蓄水层4位于整个降水区，换填蓄水层4的换填材料为碎石，在地下水丰富无法及时排出时，地下水可暂时储存在换填蓄水层4中，以保证施工作业面无水状态。

可以理解的是，集水坑8的数量以及设置位置根据实际设计要求进行确定，这里不做过多的限制。

为了保证地下水可以快速准确的汇集导流到集水坑8内，换填蓄水层4和排水沟5均进行放坡处理，具体的，本实施例中换填蓄水层4深度0.5m，按照3‰朝向四周的排水沟5放坡；排水沟5深度为0.3m，相邻两排水沟5之间间距3m，排水沟5按照3‰向集水坑8放坡，集水坑8深度1m。

由于换填蓄水层4和排水沟5均进行了放坡处理，汇集到的地下水会在重力的作用下自流到集水坑8内，无需在设置驱动机构对地下水进行驱动，简化了结构及施工难度，降低了施工成本。

还设有注浆管13，用于对换填蓄水层4、集水坑8以及集水箱9进行注浆处理，以保证基坑基础的强度，具体的，注浆管13采用无缝钢管制成，注浆管13设有若干个，竖直均匀布置在基坑内，单个注浆管13的底部深入与其邻近的换填蓄水层4、集水坑8、集水箱9的内部；

换填蓄水层4内回填碎石10，通过注浆管13进行注浆，注浆管13置于换填蓄水层4、集水坑8、集水箱9内部的管壁上均布有若干注浆孔16，其他范围内的管壁上无注浆孔16，若干注浆管13按间距2m梅花形布置，集水箱9内单独布置一根注浆管13，该注浆管13位于井管12内部，以保证基坑基础的强度。

当地下水位达到施工要求后，在换填蓄水层4上进行垫层3、底板2等结构施工，底板2达到设计强度后，进行换填蓄水层4、排水沟5及集水坑8、井管12的注浆封堵。

注浆管13的顶部设有止浆阀15，用于控制注浆管13注浆工作的启停以及防止浆液的回流，注浆管13以及井管12位于底板2内部的管壁四周均设置了由钢板制成的止水片14；

同时，井管12的内部回填混凝土18，并焊接钢板17，在止水片14、混凝土18以及钢板17的共同作用下，防止地下水沿井管12、注浆管13渗漏到底板2上。

通过换填蓄水层4、排水沟5将地下水引导致集水箱9达到排水的目的，同时经过换填蓄水层4的暂时储水，可以避免因地下水出水量大导致的结构施工面出现积水，通过对排水沟5、集水箱9换填碎石注浆来加强地基强度，有效解决了岩溶裂隙水丰富地层基坑施工无法及时排水的问题。

实施例2

本发明的另一种典型的实施方式中，提出一种施工方法，具体过程如下：

步骤1，开挖至基坑底，完成排水沟5以及集水坑8的开挖施工；

具体的，基坑开挖至换填蓄水层4的底部，然后纵、横向间距3m开挖排水沟5，排水沟5深度0.3m，在基坑一端或是中间位置开挖集水坑8，集水坑8的深度1m；

步骤2，将集水箱9及井管12、排水管6安装到位，回填级配碎石，放置水泵11至集水箱9内并向外排水；

具体的，在集水坑8内安装预制完成的集水箱9及井管12，使得井管12的底部与集水箱9的顶部连通，并在排水沟5内安装排水管6，将水泵11放置集水箱9内开始排水；

步骤3，地下水位降至换填蓄水层4底下500mm时，进行垫层3以及底板2结构的施工；

具体的，向排水沟5内回填碎石10至垫层3标高位置，注浆管13随回填按间距2m梅花形敷设；

步骤4，底板2结构达到设计强度后，利用注浆管13进行换填蓄水层4、排水沟5的注浆；

具体的，施工垫层3及底板2，期间不间断排水直至底板2到达结构强度，然后利用注浆管13进行换填蓄水层4、排水沟5的注浆；

步骤5，拔出水泵11，集水箱9内回填碎石，利用注浆管13对集水箱9内的回填碎石10注浆；

具体的，停止排水，拔出水泵11，通过井管12向集水箱9内回填碎石10，回填完成后开启止浆阀15，通过注浆管13对集水箱9注浆；

步骤6，割除多余井管，底板顶面以下设定距离处采用钢板焊封管口，并灌注混凝土18，使得水泥砂浆抹平井口；

具体的，井管12内回筑混凝土18至底板2顶面下0.1m处；割除高出底板2部分的井管12，在井管12内底板2顶面下0.1m处焊接钢板17封堵；在剩余井管12内回筑混凝土18至抹平井管12的井口。

可以理解的是，井管12内钢板17的焊接位置根据设计要求进行选择，这里不做过多的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。