一种深基坑基坑底板施工的抽排水方法及抽排水结构与流程

1.本发明涉及一种透水断裂带地层深基坑盲沟结构，尤其涉及一种适用于强风化透水断裂带地层深基坑基坑底板施工抽排水结构。


背景技术：

2.随着中国建设的快速发展，地上资源的短缺使人们加快了地下城市空间的探索，各类地下工程的建设依赖于基坑。基坑（或工作井）一般用于市政工程中的隧道或地铁的施工，也可以给水排水工程、油井、矿井工程的的施工。作为隧道或地铁等工程施工的地下通道，其安全施工是保证整个工程顺利进行的重要保证。由于地下地质条件复杂，基坑（或工作井）施工，尤其是深基坑基坑底板施工仍存在较大的困难，特别是在强风化透水断裂带地层中进行底板施工时，由于强大的地下水压力及渗水量，使得基坑底板浇筑难以顺利完成，如果处理不当会引起混凝土浇筑施工质量难以控制等问题，因此对强风化透水断裂带地层深基坑基坑底板施工提出了更高的要求。
3.深基坑底板浇筑是地下工程施工中一项重要的工作，深基坑底板应与井壁完整链接，同时满足防渗要求。在深基坑底板处有强透水层，存在较大水压时，通常通过设置排水井等方法降低地下水位，以减小水压力对深基坑底板的影响。
4.但该方法降水范围较大，工作量及施工成本较高。特别是在强风化透水断裂带地层，基坑埋深较深时，受地质条件的影响，常规的井点降水等方法效果难以保证，不能满足强风化带深基坑的止水排水要求，使得底板浇筑风险较大，容易发生安全事故。为了保证在强风化透水断裂带地层中顺利浇筑深基坑底板，急需发明一种简单且可靠的抽水结构及方法来满足底板浇筑条件，减小施工风险。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术，本发明提出一种适用于强风化透水断裂带地层深基坑基坑底板施工抽排水结构及方法，以解决在强风化透水断裂带地层进行深基坑基坑底板施工时容易出现的地下水透水问题、施工风险较大的技术缺陷。
6.为了解决上述技术问题，本发明提出的一种深基坑基坑底板施工的抽排水方法，采用盲沟结构的水利通道用于强风化透水断裂带地层深基坑基坑底板的抽排水，包括以下步骤：步骤一、施工前，根据基坑施工范围内的地质资料及水文资料确定地下水位，计算地下水压力，制定排水要求；根据确定的地下水位和排水要求设计回填盲沟的砂石混合料中碎石与粗砂的配比；根据基坑深度、基坑底板面积、基坑底板水压力和排水要求设置沟槽高度、沟槽底面宽度和槽壁坡比；根据盲沟尺寸、地下水压力和排水要求设置混凝土垫层的厚度及标号，所述盲沟尺寸包括沟槽高度、沟槽底面宽度和槽壁坡比；步骤二、实施基坑结构的施工，先施工至基坑底板之前的工序；步骤三、采用机械设备作业完成如下结构的盲沟施工：该盲沟是多个按照同心布
置的环向沟槽和多条按照中心放射状且贯穿于多个环向沟槽的径向沟槽，向所述的环向沟槽和径向沟槽中回填砂石混合料后，在上部铺设预定厚度和强度的混凝土垫层，并在其中一条径向沟槽与一个环向沟槽的交汇处预留出集水井的孔位；步骤四、待混凝土垫层强度达到要求后，开始实施基坑底板的植筋和浇筑，同时预留集水井位置；设置集水箱用于储存集水井引流的地下水；步骤五、在基坑底板植筋和浇筑中，所述集水井汇总由所述盲沟引流的地下水，并通过水泵将水从集水井中输送至所述集水箱，通过大功率水泵定期从集水箱中将地下水沿大功率水泵的排水管输送至地表排出。
7.进一步讲，本发明所述的深基坑基坑底板施工的抽排水方法，其中：所述的砂石混合料中碎石与粗砂的质量比为2:1。
8.在实施基坑结构的施工中遇到明显渗水处，则将盲沟延伸到此处。
9.所述环向沟槽的横截面和径向沟槽的横截面均为上宽下窄的梯形；所述沟槽高度为400mm，沟槽底面宽度为400mm，槽壁坡比为1:0.3。
10.所述混凝土垫层是参考厚度为100mm的c15混凝土层。
11.根据出水量设置所述集水箱的容积。
12.同时，本发明还提出了实现上述深基坑基坑底板施工的抽排水方法的抽排水结构，包括设置在基坑底板下方混凝土垫层底部的盲沟和自基坑底板向下通至所述盲沟的集水井，所述盲沟包括多个按照同心布置的环向沟槽和多条按照中心放射状且贯通于多个环向沟槽的径向沟槽，所述环向沟槽的横截面和径向沟槽的横截面均为上宽下窄的梯形，所述集水井设置在其中一条径向沟槽与一个环向沟槽的交汇处，该抽排水结构还包括设置在基坑底板上面的集水箱和设置在所述集水井中的水泵，所述集水箱中设有大功率水泵，所述大功率水泵的排水管通向地表。
13.进一步讲，所述的的抽排水结构中，根据基坑深度、基坑底板面积、基坑底板水压力和排水要求设置沟槽高度、沟槽底面宽度和槽壁坡比。
14.所述沟槽高度为400mm，沟槽底面宽度为400mm，槽壁坡比为1:0.3。
15.在实施基坑结构的施工中遇到明显渗水处，盲沟的流经路线延伸至此处。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的优点在于提供一种可有效解决强风化透水地层深基坑底板抽水问题。本发明的抽水效果好，渗漏水可控。可应用于地质构造、周边施工环境复杂且含有丰富的地下水地层如强风化透水断裂带地层深基坑底板抽水施工中，以保证底面浇筑顺利进行。结构简单，施工流程简易，抽水效果好。
附图说明
17.图1是本发明中涉及的基坑（或工作井）的剖面图；图2是本发明中基坑（或工作井）底板盲沟沟槽的平面布置图；图3为图2中盲沟沟槽的横剖面图。
18.图中：1
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地下连续墙，2
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地层，3
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基坑底板，4
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混凝土垫层，5
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盲沟，51
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环向沟槽，52
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径向沟槽，6
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集水井，7
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集水箱，8
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大功率水泵，9
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水泵，10
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排水管，11
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砂石混合料，12
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植筋。
具体实施方式
19.本发明的设计思路是：为了适用于强风化透水断裂带地层深基坑基坑底板施工的抽排水，设计的抽排水结构主要考虑：横截面为梯形的盲沟、砂石填料及混凝土垫层。梯形盲沟为预挖梯形截面排水沟，盲沟由环向和径向布置的沟槽构成，环向沟槽通过径向沟槽彼此连接，从而形成贯通的引流排水通道，抽排水工作期间将地下水汇总于一集水井，并暂存至集水箱中，以满足大功率水泵间歇性抽水要求；在盲沟中选用碎石、粗砂比为2:1的砂石混合料进行充填，以支撑盲沟形状，延长盲沟使用寿命；并在盲沟的顶部覆盖一层混凝土垫层，在该垫层上方即可进行深基坑基坑底板植筋及浇筑工序。施工期间，通过设置的盲沟对深基坑底部大水压进行引流，有助于深基坑基坑底板浇筑；服役期间，盲沟可减少深基坑基坑底板可能承受的较大水压。本发明的优点在于结构简单，施工方便，满足深基坑基坑底板防水要求。
20.下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
21.本发明提出的一种深基坑基坑底板施工的抽排水方法，采用的抽排水结构是以盲沟结构为水利通道，从而适用于强风化透水断裂带地层深基坑基坑底板的抽排水，所述抽排水结构如图1所示，位于地下连续墙1内和地层2之上，包括设置在基坑底板3下方混凝土垫层4底部的盲沟5和自基坑底板3向下通至所述盲沟5的集水井6，所述盲沟5的结构及平面布置如图2所示，该盲沟5包括多个按照同心布置的环向沟槽51和多条按照中心放射状且贯通于多个环向沟槽51的径向沟槽52，所述环向沟槽51的横截面和径向沟槽52的横截面均为上宽下窄的梯形，如图3所示；根据基坑深度、基坑底板面积、基坑底板水压力和排水要求设置沟槽高度、沟槽底面宽度和槽壁坡比。本实施例中，所述沟槽高度为400mm，沟槽底面宽度为400mm，槽壁坡比为1:0.3；在实施基坑结构的施工中，如果遇到明显渗水处，则将盲沟5的流经路线延伸至此处，以期收到更好的效果。抽排水结构中的所述集水井6设置在其中一条径向沟槽52与一个环向沟槽51的交汇处，如图2所示。该抽排水结构还包括设置在基坑底板3上面的集水箱7和设置在所述集水井6中的水泵9，所述集水箱7中设有大功率水泵8，所述大功率水泵8的排水管10通向地表。
22.将上述抽排水结构用于本实施例的强风化透水断裂带地层深基坑基坑底板的抽排水的步骤如下：步骤一、施工前，工作人员必须对基坑工作井施工范围内的地质资料及水文资料进行详细研究，根据基坑施工范围内的地质资料及水文资料确定地下水位，计算地下水压力，制定排水要求，并明确基坑设计参数如基坑深度、基坑底板面积等；根据确定的地下水位和排水要求设计回填盲沟的砂石混合料11中碎石与粗砂的配比；根据基坑深度、基坑底板面积、基坑底板水压力和排水要求合理设计盲沟的布置方式、连接方式、沟槽高度、沟槽底面宽度和槽壁坡比；根据盲沟尺寸、地下水压力和排水要求设置混凝土垫层4的厚度及标号，所述盲沟尺寸包括沟槽高度、沟槽底面宽度和槽壁坡比。
23.步骤二、实施基坑结构的施工，先施工至基坑底板3之前的工序；步骤三、采用机械设备作业完成如下结构的盲沟施工：如图2和图3所示，该盲沟5是4个按照同心布置的环向沟槽51和4条按照中心放射状且贯穿于4个环向沟槽51的径向沟槽52，环向沟槽51之间及径向沟槽52之间的距离可根据排水要求进行合理设置，4个环向沟
槽51半径由内而外依次为3m，6m，10m，14m。4条径向沟槽可按照90
°
间隔设置。沟槽预设于强风化透水层表面，径向沟槽52将所有的环向沟槽联系起来，从而形成完整的水力通道，若开挖过程中遇到明显渗水处，则将沟槽的流经路线延伸到此处；沟槽施工后，向所述的环向沟槽51和径向沟槽52中回填砂石混合料11，所述的砂石混合料11中碎石与粗砂的质量比为2:1，回填过程中，在其中一条径向沟槽52与一个环向沟槽51的交汇处预留出集水井6的孔位，该集水井6用于收集由盲沟5汇总的水流；回填后，在上部铺设预定厚度和强度的混凝土垫层4，该混凝土垫层4可用于隔绝水流，保证工作井底板浇筑及正常工作。
24.步骤四、如图1所示，待混凝土垫层4强度达到要求后，开始实施基坑底板3的植筋12和浇筑，同时预留集水井6位置；设置集水箱7用于储存集水井6引流的地下水，通常是根据出水量设置所述集水箱7的容积。如出水量为q，根据目标时间t设置集水箱容积v = qt。
25.步骤五、在基坑底板3植筋12和浇筑中，所述集水井6汇总由所述盲沟5引流的地下水，并通过水泵9将水从集水井6中输送至所述集水箱7，通过大功率水泵8定期从集水箱7中将地下水沿大功率水泵8的排水管10输送至地表排出，从而减小地下水对基坑底板3的影响，尤其是在强风化透水地层中对较深工作井底板混凝土浇筑的影响。
26.本发明的抽排水结构及方法由于采用了盲沟结构，结构简单、施工方便，满足强风化透水地层抽水及深基坑深工作井底板混凝土浇筑要求，保证了施工效果和安全。
27.尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。