一种保持冲沟场地填土地基顺畅排水的系统及方法与流程

本发明属于地下工程中填土地基处理的排水技术领域，具体涉及一种保持冲沟场地填土地基顺畅排水的系统及方法。

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。

在城镇化快速推进过程中，不可避免会遇到在冲沟场地填土造地进行工程建设的问题。如对冲沟进行简单填土处理，必然会改变其原有地表水及地下水的自然排泄路径，造成排水通道堵塞，致使场区无法有效排水，在降雨等不利因素作用下，极易在冲沟附近产生积水。在积水的长期侵蚀作用下，土体强度下降，填土地基承载力不足易产生不均匀沉降，新建建筑地基将严重受损，对工程建设造成严重危害，保证冲沟填土地基长期有效地排水意义重大。

目前，盲沟排水因简便廉价的优点广泛应用。而发明人发现，对于降水汇集地区，常规碎石盲沟排水效果一般，且耐久性较差，无法对场区新建建筑地基基础形成长期有效的保护。尤其对于处于鲁西富泉地带的场区来说，由于场区内冲沟渗水泉眼较多，并以下降泉形式向下渗流，且该地区雨季强降雨多发，因此该地区工程对于排水系统要求更高，常规排水盲沟系统的长期排水性能更加难以保证。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种保持冲沟场地填土地基顺畅排水的系统及方法，该系统具有高效且耐久性良好的排水系统，并对场区地下水采取有效地监测，可以保证场区长期有效排水，保证地基土体结构稳定，进而保护场区新建建筑安全。

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，本发明的实施例提供了一种保持冲沟场地填土地基顺畅排水的系统，包括排水系统和监测控制系统，排水系统设置于新建建筑地下，所述排水系统包括主盲沟，主盲沟与多个子盲沟连通，多个子盲沟在主盲沟两侧交错设置，形成排水盲沟网；所述监测控制系统包括多个抽水控制及监测井，多个抽水控制及监测井布设于新建建筑周围和冲沟节点处，用以监测地下水位变化。

作为进一步的技术方案，所述主盲沟和子盲沟均包括由下至上设置的沟底回填土层、细砾石层、碎石层、粗砂层，细砾石层、碎石层、粗砂层三者形成的整体外周包覆设置透水土工布。

作为进一步的技术方案，所述沟底回填土层具有设定排水坡度，其排水坡度不小于0.6％。

作为进一步的技术方案，所述细砾石层中设置软式透水管，粗砂层顶部设置顶部回填土层。

作为进一步的技术方案，还包括双面凹凸疏水板，双面凹凸疏水板由顶部回填土层的泉眼渗水口向下延伸至细砾石层顶部。

作为进一步的技术方案，所述双面凹凸疏水板在细砾石层顶部水平延伸设定距离。

作为进一步的技术方案，所述双面凹凸疏水板为波浪形板状结构，波浪形板状结构两面均具有凸起结构，波浪形板状结构具有中间层纵向排水通道。

作为进一步的技术方案，所述双面凹凸疏水板上铺设塑料网格，塑料网格和双面凹凸疏水板外周包裹土工布过滤层。

作为进一步的技术方案，所述抽水控制及监测井内设置水位计，且抽水控制及监测井与抽水水泵连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种如上所述的保持冲沟场地填土地基顺畅排水的系统的构建方法，包括以下步骤：

根据场区冲沟分布，确定排水系统的主盲沟和子盲沟位置分布及流向；

按照先主盲沟后子盲沟的顺序，施工主盲沟和子盲沟，并将主盲沟和子盲沟交错连接，构建盲沟排水网；

进行冲沟场地土体回填，平整场地并夯实，用作建筑地基；

施工冲沟场地上方建筑，于新建建筑物周边及冲沟节点部位施作抽水控制及监测井，构造监测控制系统。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

本发明的系统，采用主子交错的排水盲沟网，可以有效协调整个场区的冲沟流水，在不改变原有排水路径的基础上实现整个场区的高效排水。用透水土工布严实包裹整个碎石层，有效减少了排水盲沟堵塞的风险，增加在细砾石层中的软式透水管，增强了碎石盲沟排水结构的排水能力。另外，针对冲沟侧壁泉眼渗水口增设的双面凹凸疏水板，在无法封堵泉眼的条件下对泉眼渗水进行了有效的引导渗流，通过侧壁竖向和砾石层顶部水平向构造引导措施，将泉眼渗水引导至细砾石层透水管附近，确保了冲沟侧壁泉眼流水顺利引导及排出。整个排水系统排水能力强，耐久性好，能够实现冲沟填土场区长期且高效地排水。

本发明的系统，在新建建筑施工期间施作的抽水控制及监测井，实现了对盲沟排水系统排水效果的有效监测及控制。在雨季强降雨多发时段，当排水系统排水效果未达到预期，场区建筑物下方冲沟附近产生积水时，抽水控制及监测井可及时监测到地下水位变化情况，作为抽水井可及时排出冲沟积水，避免填土地基土体受积水侵蚀而强度受损导致的建筑基础受损破坏，有效保护了场区工程地质条件和建筑物安全。

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是本发明实施例1的系统示意图；

图2是本发明实施例1的排水系统平面示意图；

图3是本发明实施例1的盲沟剖面图；

图4是本发明实施例2的方法步骤流程图；

图中：1-主盲沟、2-子盲沟、3-顶部回填土层、4-粗砂层、5-碎石层、6-细砾石层、7-沟底回填土层、8-原基底土、9-软式透水管、10-透水土工布、11-双面凹凸疏水板、12-泉眼渗水口、13-新建建筑、14-抽水控制及监测井。

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。

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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，针对在下降泉形式泉眼渗流丰富的冲沟场地进行填土造地工程建设实践，如何实现长期有效排水，保证建筑地基及基础安全的问题，本发明提出了一种保持冲沟场地填土地基顺畅排水的系统及方法，可以有效保留原有排水通道，实现冲沟场区填土地基排水通畅并有效监测和控制填土内部地下水。

实施例1：

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种保持冲沟场地填土地基顺畅排水的系统，包括排水系统和监测控制系统，排水系统设置于新建建筑13地下，监测控制系统设置于新建建筑13周围和冲沟节点等部位。

本系统可以应用于富泉地区冲沟场地填土地基，也可以应用于降水汇集地区，可以进行有效排水及监测，进而保证冲沟填土地基，保护场区新建建筑。

排水系统由主子交错的排水盲沟网形成，如图2所示，排水盲沟网包括主盲沟1，主盲沟1与多个子盲沟2连通，多个子盲沟2在主盲沟1两侧交错设置，即多个子盲沟2依次交替在主盲沟1两侧设置，进而形成排水盲沟网。

排水系统在冲沟回填前施工，采用碎石盲沟+软式透水管组成排水盲沟结构。

主盲沟和子盲沟的剖面如图3所示，二者均包括由下至上设置的沟底回填土层7、细砾石层6、碎石层5、粗砂层4，沟底回填土层7具有设定排水坡度，其排水坡度满足排水要求；细砾石层6、碎石层5、粗砂层4外周包覆设置透水土工布10，透水土工布的规格为400g/㎡，透水土工布应将细砾石层、碎石层和粗砂层形成的整体进行包裹。

沟底回填土层7置于冲沟底部原基底土8上，沟底回填土层7应夯实处理，厚度为0.2-1.5m，并应沿冲沟流向构造不小于0.6％的坡度，以保证排水效果。

细砾石层6厚度为0.4-0.6m，细砾石层6中设置软式透水管9；细砾石层粒径为1.0-3.0cm，软式透水管直径为100-200mm，连接使用相应规格的直通以及三通管，铺设时应沿冲沟坡度保持平顺。

粗砂层4顶部设置顶部回填土层3，顶部回填土层处具有泉眼渗水口12，由泉眼渗水口处向下延伸设置30mm厚的双面凹凸疏水板11，双面凹凸疏水板11为波浪形板状结构，波浪形板状结构两面均具有凸起结构，本实施例凸起结构可以为圆凸台，中间层具有纵向排水通道，可引导侧壁泉眼渗水至埋设有透水管的细砾石层，双面凹凸疏水板形成三层特殊的结构构造，双面凹凸疏水板11沿冲沟侧壁向下设置，双面凹凸疏水板11延伸设置于细砾石层6顶部，且双面凹凸疏水板11在细砾石层6顶部水平延伸设定距离。疏水板铺设时短边通过凸台套接，并采用胶带粘贴，长边通过凸台套接后再采用热熔连接，套接叠合长度不小于10cm。

本实施例中，双面凹凸疏水板11采用塑料材质制成，上面铺塑料网格加以保护，并用土工布过滤层包裹塑料网格及疏水板后使用。铺设疏水板前，应先对侧壁泉眼旁边进行找平，在泉眼附近2-3m宽度范围铺设，向上应越过侧壁泉眼高度0.5m，向下铺设至细砾石层顶部，并水平延伸0.5-1.5m，延伸在细砾石层顶部的疏水板铺设时，上下均应铺设3-5cm黄沙以保护疏水板。

本实施例方案中，碎石层5厚度为1.0-1.2m，粒径5.0-8.0cm；粗砂层4厚度0.4-0.6m，粒径0.5-2.0cm。

在冲沟内构造上述排水盲沟结构时，应先清理冲沟底部至基层面，铺设一层满足排水坡度的沟底回填土层，然后由下到上依次铺设透水土工布、细砾石层、软式透水管、侧壁疏水板、碎石层、粗砂层、顶部回填土层。其中软式透水管埋设于细砾石层内，疏水板从侧壁泉眼出水口开始铺设至细砾石顶部，并水平延伸一定距离。透水土工布应包裹整个细砾石层、碎石层和粗砂层。

如图1所示，监测控制系统包括多个抽水控制及监测井14，抽水控制及监测井布设于拟建的新建建筑13周围和冲沟节点等部位，抽水控制及监测井14内设置单浮子式自收缆水位计，且抽水控制及监测井14处配合设置抽水水泵，用以监测场区地下水位变化，反映场区排水效果，监测周期视现场情况而定，雨季应加快监测频率，与原地下水位相比局部地下水位变化超过1m时，应用水泵及时向外抽水排出场区。

在雨季多雨期降水集中等不利条件下，一旦排水系统未达预期效果，场区发生积水，抽水控制及监测井及时监测场区地下水位变化并抽离积水，可以有效保护填土地基及新建建筑。

本实施例中，抽水控制及监测井直径500mm，为装配式降水井结构，相邻抽水控制及监测井间距为30-50m。

本实施例的系统做为一种冲沟场地填土地基降排水控制系统，在保留冲沟场区原有排水路径基础上实现场区长期高效地排水，并有效降低改造后冲沟场区可能发生的积水危害，避免场区积水侵蚀填土地基，有效保护新建建筑地基基础。

实施例2：

该实施例中给出如上所述的系统的构建方法，如图4所示，包括以下步骤：

根据场区冲沟分布，确定排水系统的主盲沟和子盲沟位置分布及流向；

按照先主盲沟后子盲沟的顺序，施工主盲沟和子盲沟，并将主子盲沟交错连接，构建盲沟排水网；

进行冲沟场地土体回填，平整场地并夯实，用作建筑地基；

施工冲沟场地上方建筑，于新建建筑物周边及冲沟节点部位施作抽水控制及监测井，构造监测控制系统。

主盲沟和子盲沟按照以下方式进行施工：

进行冲沟清底后，逐层回填砾石等材料，铺设疏水板。

本实施例中，排水系统在前期冲沟回填时施作，监测控制系统在后期施作，以保证排水效果，保护建筑地基。

具体实施时，盲沟具体施工步骤为：

(1)清理冲沟底部淤泥至基底面，铺设一层0.2-1.5m的沟底回填土层7并夯实，构造不小于0.6％的排水坡度；

(2)铺设透水土工布10，规格为400g/㎡，土工布包裹整个细砾石层、碎石层和粗砂层；

(3)铺设一层0.4-0.6m厚的细砾石层6，并于其中埋设软式透水管9；细砾石层粒径为1.0-3.0cm，软式透水管直径为100-200mm，连接采用直通管及三通管，铺设时尽量沿冲沟坡度保持平顺；

(4)清理侧壁泉眼渗水口12附近并找平，铺设双面凹凸疏水板11，双面凹凸疏水板30mm厚，为波浪形板状结构，具备三层特殊的结构构造，中间层具有纵向排水通道，波浪形板状结构两面均具有圆凸台，疏水板铺设时短边通过凸台套接，并采用胶带粘贴，长边通过凸台套接后再采用热熔连接，套接叠合长度不小于100mm。疏水板覆盖泉眼附近2-3m宽度范围，向上应越过泉眼高度0.5m，向下铺设至细砾石层顶部，并水平延伸0.5-1.5m，确保将侧壁泉眼渗水引导至软式透水管附近，泉眼渗水得以及时排出。疏水板双面铺塑料网格加以保护，并用土工布包裹塑料网格及疏水板后使用；

(5)铺设碎石层5以及粗砂层4，碎石层厚度为1.0-1.2m，粒径5.0-8.0cm，粗砂层厚度0.4-0.6m，粒径0.5-2.0m；

(6)回填素填土层形成顶部回填土层3并夯实，至此完成排水盲沟施工。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。

该具体实施例中系统设置位置属于鲁西富泉地区丘陵带，场区位于河流北侧，土质松散，场区内地下水丰富且泉眼较多，地下水主要为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，夏季大雨多，短期降水量大。冲沟深度2.0-8.1m，冲沟底部淤泥质土厚0.5-1.8m，侧壁渗水泉眼较多。如对该场区进行简单回填，必会改变场区原有排水通道，改变整体地下水环境，地基受积水侵蚀易发生结构破坏，由此产生的地基不均匀沉降将对新建建筑产生致命影响。

如图4所示，先在冲沟场地回填之前构造盲沟排水系统；如图2及图3所示，按照先主盲沟1后子盲沟2的顺序，将主子盲沟交错连接，构建排水盲沟排水网。盲沟施工完成后回填土体并夯实，平整场地，用做建筑地基。

为保护冲沟场区新建建筑，构造监测控制系统；如图1所示，于建筑物周边及附近冲沟节点处施工抽水控制及监测井14。抽水控制及监测井直径500mm，为预先装配式降水井，包含井管，过滤器，沉淀管，止水片，填砂管，井间距30-50m。抽水控制及监测井配有单浮子式自收揽水位计以及水泵，监测周期视现场情况确定，雨季应提高监测频率，与原地下水位相比局部地下水位升高超过1m时，用水泵及时向外抽水排出。

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。