一种考虑隔断地下承压水的深基坑围护结构的制作方法

1.本实用新型涉及基坑工程技术领域，尤其是一种考虑隔断地下承压水的深基坑围护结构。


背景技术：

2.城市内深基坑多采用地下连续墙作为围护结构。在基坑底部存在承压水层时，为了隔断地下水，通常地下连续墙需插入承压水层下的不透水地层，导致基坑围护结构的设计由抗承压水层突涌控制，而非基坑稳定性及围护结构变形控制，地下连续墙的插入比（入土深度与基坑开挖深度的比值）很大，以上海软土地区的深基坑设计为例，开挖深度30m左右基坑的地下连续墙设计深度通常达到60-70m，导致施工成本很高，造成极大的社会资源浪费。
3.因此，如何在确保工程安全性的前提下，对城市内深基坑围护结构进行优化设计，即如何合理设计地下连续墙的插入比及隔水措施，并采取相应监测、排水方法成为当前深基坑工程围护结构设计中亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种考虑隔断地下承压水的深基坑围护结构，通过基坑底部的多层隔水结构，有效降低了地下连续墙的设计深度，并辅以基坑水位自动监测系统对坑底水位进行实时监控及自动排水，确保施工安全。
5.本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
6.一种考虑隔断地下承压水的深基坑围护结构，用于对深基坑进行围护，所述深基坑的下方具有承压水层和不透水层，所述不透水层位于所述承压水层的下方，其特征在于：所述深基坑围护结构包括围护结构主体、坑底加固层、附加隔水加固层以及坑内排水井，其中所述围护结构主体设置在所述深基坑的边界位置，所述坑底加固层设置在所述深基坑的坑底，所述附加隔水加固层设置在所述坑底加固层的下方且位于所述围护结构主体范围内的所述承压水层之中，所述坑内排水井设置在所述深基坑内且底端位于所述承压水层之中，所述坑内排水井连接有地下水自动监测排水系统。
7.在所述围护结构主体范围内的所述承压水层之中设置有两层或两层以上的所述附加隔水加固层，所述附加隔水加固层之间间隔布置。
8.在所述深基坑的坑外设置有隔水层，所述隔水层的底面与所述深基坑的坑底面相对应。
9.在所述深基坑的坑外设置有坑外备用排水井，所述坑外备用排水井连接所述地下水自动监测排水系统，所述坑外备用排水井的底端位于所述承压水层之中。
10.在所述深基坑的坑外设置有坑外水位观测井，所述坑外水位观测井连接所述地下水自动监测排水系统，所述坑外水位观测井的底端位于所述承压水层之中。
11.在所述深基坑的坑外设置有回灌水井，所述回灌水井的底端位于所述承压水层之
中。
12.本实用新型的优点是：在坑底设置若干隔水加固层的隔水措施及自动监测降水系统，既解决了当前深基坑设计中围护结构入土深度过大的问题，又最大限度地提升了基坑的隔水性，实现了基坑地下水位的可测、可控，极大降低了施工成本，节约了大量社会资源。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构示意图；
14.图2为本实用新型在实施时的流程图；
15.图3为本实用新型在应用时的流程图。
具体实施方式
16.以下通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
17.如图1-3所示，图中标记1-11分别表示为：地下连续墙1、坑底加固层2、附加隔水加固层3、坑外水位观测井4、坑内排水井5、坑外备用排水井6、地下水自动监测排水系统7、回灌水井8、承压水层9、不透水层10、隔水层11。
18.实施例：如图1至图3所示，本实施例中考虑隔断地下承压水的深基坑围护结构用于对深基坑进行围护，通过在深基坑的底部设置多层隔水结构，有效降低了作为围护结构主体的地下连续墙1的设计深度，同时还可辅以地下水自动监测排水系统进行实时监控及自动排水，确保施工安全。
19.具体而言，如图1所示，本实施例中的深基坑设置在承压水层9和不透水层10之上，其中不透水层设置在承压水层9的下方。作为围护结构主体的地下连续墙1，该地下连续墙1设置在深基坑的边界位置用于对坑外土体进行支挡；该地下连续墙1的底部插入至承压水层9之中。
20.在深基坑的坑底设置有坑底加固层2，该坑底加固层2一方面用于在深基坑的坑底位置进行加固，抵抗坑底土体隆起，保证深基坑围护结构的稳定性，另一方面用于进行承压水层9的隔断。在坑底加固层2的下方设置有两层附加隔水加固层3，这两层附加隔水加固层3间隔布置且位于地下连续墙1所围合范围内的承压水层9之中；附加隔水加固层3用于协同坑底加固层2一起进行承压水层9的隔断。
21.在本实施例中，坑底加固层2和附加隔水加固层3均可采用mjs工法或高压旋喷加固等方法分别对坑底土体以及坑底以下土体进行加固。
22.如图1所示，在本实施例的深基坑围护结构中还配置有排水系统，通过排水系统和坑底加固层2、附加隔水加固层3的联合使用，可有效对坑底水位进行隔断以及实时监控及自动排水，从而确保施工安全。
23.该排水系统包括坑外水位观测井4、坑内排水井5、坑外备用排水井6、地下水自动监测排水系统7、回灌水井8。其中，坑内排水井5和坑外备用排水井6分别用于实现承压水层9的排水；该坑内排水井5设置在由地下连续墙1围合构成的深基坑坑内区域，而该坑外备用排水井6则设置在深基坑之外的区域。坑外水位观测井4设置在深基坑之外，用于观测承压水层9的地下水位。回灌水井8设置在深基坑之外，当地下水位过低时，可通过该回灌水井8
向承压水层9回灌水，以保证地下水位可控。地下水自动监测排水系统7分别连接坑外水位观测井4、坑内排水井5以及坑外备用排水井6，该地下水自动监测排水系统7可根据坑外水位观测井4所测得的当前地下水位控制坑内排水井5和/或坑外备用排水井6对深基坑内或深基坑周边的承压水层9进行自动排水。
24.在本实施例中，排水系统的各个组成部分可采用现有技术中的成熟设备实现。例如，坑外水位观测井4在其井管内配置有水位传感器，该水位传感器可实时监测地下水位情况，而后水位传感器通过无线信号传输或有线传输的方式将监测数据发送至地下水自动监测排水系统7，该地下水自动监测排水系统7设置有控制器，当监测到地下水位超出某一设定值后，控制坑内排水井5和/或坑外备用排水井6开始工作，即开始对承压水层9的地下水进行抽排；随着地下水抽排的进行，坑外水位观测井4内的水位传感器实时监测到地下水位逐步下降至设定值或设定值之下，而后地下水自动监测排水系统7便可控制坑内排水井5及坑外备用排水井6停止工作，实现基坑内或基坑周边的自动排水。坑内排水井5和坑外备用排水井6具有井管和设置在井管内的抽水泵，同时为了提高使用效果，还可配置过滤层等措施。
25.在一些情况下，回灌水井8也可同样依据坑外水位观测井4的监测数据采用自动化的方式实现自动回灌；例如，在回灌水井8处配置回灌水箱，而后当监测到地下水位下降到一临界值之下时，地下水自动监测排水系统7控制回灌水箱内的水泵开始工作，通过回灌水井8的井管向承压水层9回灌水。
26.如图1所示，在本实施例中，为了保证排水效果以及进一步避免深基坑坑外土体变形；在坑外各井管的下方均设置有隔水层11，该隔水层11与深基坑的坑底面相对应。坑外水位观测井4、坑外备用排水井6、回灌水井8分别穿过隔水层11进入到下方的承压水层9之中。
27.本实施例在施工时，结合图2和图3所示，包括如下施工方法：
28.1）按照考虑基坑形状和平面尺寸的抗隆起稳定安全系数的设计方法对地下连续墙1进行设计。
29.2）使用坑内排水井5对基坑进行降水。
30.3）基坑开挖至坑底时使用水泥土搅拌桩或高压喷射注浆等方法施作坑底加固层2。
31.4）在坑底加固层下使用水泥土搅拌桩或高压喷射注浆等方法施作附加隔水层3。
32.5）在坑外施作水位观测井4和坑外备用降水井6，并连接地下水自动监测排水系统7，对基坑周边及坑内水位进行实时观测与排水。
33.6）基坑自动监测排水系统根据基坑尺寸、土体参数、维护结构信息自动确定降水控制指标，控制降水井降水作业至水位、水压达到目标值，并实时监测施工中水位、水压力变化。
34.7）基坑施工完成后，使用回灌井8进行地下水回灌作业。
35.虽然以上实施例已经参照对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。