一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统及其施工方法与流程

allin2025-02-25  58


本发明涉及富水基坑高水头地下水处理及循环再利用领域,尤其涉及一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统及其施工方法。


背景技术:

1、随着城市化进程的持续推进,各类建筑相继拔地而起;但不同的地区地质条件差异化大(不同),部分地区存在地基地下水丰富,水头压力大的情况,在该种情况下需综合考虑建筑物施工全过程中地下水对建筑物的影响,类如基础施工过程中地下水对基础防水施工的影响、地下水抽排量对相邻建筑的安全影响、建筑物施工或使用过程中高水头地下水浮力对建筑物结构安全的影响等。

2、目前施工针对地下室水位控制主要采取开挖集水井+排水沟的形式,在进行基础施工过程中通过水泵抽排来进行地下水位高度控制,进而给基础施工提供条件;但基础施工完成后即刻进行回填覆盖,以致于在地下室筏板和顶板施工完成后高水头地下水水浮力对地下室结构产生局部位置结构上浮进而导致结构损伤破坏;同时基础施工过程中地下水抽排未考虑相邻建筑地基土体含水率对其地基安全影响,而进行盲目的地下水抽排,以致于对相邻建筑物的地基安全造成安全隐患。

3、因此,有必要提供一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统及其施工方法解决上述技术问题。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本发明是提供一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统及其施工方法。

2、本发明提供的一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统,包括内含地下水的地下土层、设置在地下土层顶部的筏板、设置在地下土层内的隐藏式降水井、镀锌金属导流管、止回开关龙头、设置在筏板内的集水井、安装在集水井内的浮球开关水位控制器和水泵、接往主楼楼层和室外相邻建筑的水管、水喷头;

3、所述隐藏式降水井包括细砂石层、锁扣多孔预制管井、双止水环镀锌钢管、橡胶密封材料和橡胶沥青油膏,所述锁扣多孔预制管井竖直设置,所述锁扣多孔预制管井的外侧壁与地下土层之间填充有细砂石层,所述锁扣多孔预制管井的井口处与双止水环镀锌钢管的双止水环齐平位置采用橡胶密封材料紧密封堵,所述橡胶密封材料涂覆有橡胶沥青油膏;

4、所述双止水环镀锌钢管的一端安装有镀锌金属导流管,所述镀锌金属导流管的端部安装有止回开关龙头,且止回开关龙头设置在集水井中,所述水泵的出水端通过水管外接主体楼层养护喷头和周边相邻高层建筑地基补水喷头。

5、优选的,所述地下土层和筏板之间设有防水卷材。

6、优选的,所述镀锌金属导流管设置有多个,相邻镀锌金属导流管之间以及双止水环镀锌钢管和镀锌金属导流管之间均通过金属接头连接。

7、优选的,所述水管设置有若干个,相邻水管之间通过水管接头连接。

8、优选的,所述高水头地下水通过水压力渗入至隐藏式降水井中,经过镀锌金属导流管泄压至集水井中,水泵通过水管、喷头将地下水排送至相邻高层建筑地基土体中,实现抽排平衡,确保相邻高层建筑地基土体含水率要求;及将剩余泄压出的地下水用于养护用水。

9、本发明还提供一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统施工方法,包括如下步骤:

10、一、土样取芯

11、采用微型钻孔机械在相邻高层建筑物周边每20m间距钻孔进行土样取芯,土样取芯深度以超过相邻高层建筑地基深度1m作为标准,取芯土样以竖向深度范围内每1.5m高度进行取样,单次钻孔所取不同深度范围内的取芯土样为一组基础数据;

12、二、土样样本单元制作

13、所取芯土样放置在称量盒内,称量盒放置在天平(感重0.01g)上进行重量称量,每次取芯土样重量500g为一个单元;

14、三、计算土样的含水率

15、称重取芯土样放置在烤箱中进行水分烘烤,将水分已烘烤干的取芯土样再次放在天平(感重0.01g)上进行重量称量,统计重量,计算取芯土样含水率大小;

16、四、土样基础数据的平均值计算

17、将不同孔位、不同深度范围内所取芯土样重复进行称量、烘烤、称重统计,计算出不同孔位取芯土样基础数据并求出各基础数据平均值作为后期补水量依据;

18、五、沉降和位移监测

19、进行基坑土方开挖前应在周边相邻高层建筑物、市政设施等部位布设沉降和位移观测点,进行基础坐标位置数据采集工作,并从基坑开挖至回填全过程中每天进行沉降和位移监测,并将所采集数据进行对比分析;

20、六、隐藏式降水井土方开挖、多孔预制管井埋置

21、先进行整体区域土方开挖施工,再通过人工开挖的形式进行隐藏式降水井土方开挖;开挖过程中需实时进行隐藏式降水井底标高复核,开挖至规定要求标高后将基底杂填土进行清除,将锁扣多孔预制管井缓慢的垂直向下放入到已开挖完成的井坑中;锁扣多孔预制管井顶部高出筏板底标高50mm;

22、七、细砂石层回填

23、锁扣多孔预制管井周侧细砂石层回填、压实:锁扣多孔预制管井安装固定后,将级配细砂石缓慢沿着管井外壁进行回填,回填过程中需每300mm~50mm进行压实避免回填细砂石过滤层松软;

24、八、双止水环镀锌钢管安装

25、双止水环镀锌钢管固定、安装:提前在距镀锌钢管端部500mm位置焊接两根垂直钢管纵向方向的钢筋条,并在距端部450mm位置焊接双止水环,两止水环间距40mm~50mm宽;已焊接双止水环的镀锌钢管伸入至隐藏式降水井内,镀锌钢管端部深入管井内500mm高,通过焊接的两根垂直钢筋条进行固定;

26、九、橡胶密封材料封堵

27、在锁扣多孔预制管井顶部锁口与镀锌钢管双止水环齐平位置采用橡胶密封材料进行紧密封堵,避免后期丰富地下水渗透出来;

28、十、锁扣多孔预制管井防水加强

29、采用液化橡胶沥青油膏在锁扣多孔预制管井顶部和周边防水卷材接头部位进行涂刷一道,涂刷需缓慢均匀,厚度宜为3mm~5mm,使其形成一张光滑、紧致的密封面;

30、十一、镀锌导流管安装

31、筏板底钢筋绑扎完成后,使用金属接头将预留出的双止水环镀锌钢管端部与镀锌金属导流管相接安装,并徐徐向相邻的集水井方向安装加长,安装时镀锌金属导流管向相邻集水井方向微微向下倾斜;通过从筏板底焊接钢筋支架的形式对架空的镀锌金属导流管进行固定,钢筋支架间距宜控制在1500mm左右为宜。镀锌金属导流管端部伸入到集水井前在端部提前进行车丝处理,便于后期在端部安装止回开关龙头,当地下室顶板回填完成后将止回开关龙头关闭。

32、十二、地下水泄压和循环再利用

33、高水头地下水通过水压力渗入至隐藏式降水井中,经过镀锌金属导流管泄压至集水井中;实现对高水头地下水的泄压目的,减少高水压力对地下室结构不均匀上浮导致的结构损伤破坏。泄压出的地下水流至集水井;以土样基础数据的平均值为基础数据,调节水泵功率大小,进而控制喷头出水量,以回补的方式重新补充到周边相邻建筑地基中,进而达到抽排平衡,确保相邻高层建筑地基土体含水率要求,防止相邻建筑基础沉降,实现地下水泄压后的再利用循环;在保障相邻高层建筑地基土体含水率补充量的前提下,通过水泵和水管将泄压出的地下水抽送至主体结构楼层用于混凝土养护,实现泄压后再利用价值。

34、与相关技术相比较,本发明提供的具有如下有益效果:

35、通过设置隐藏式降水井,利用高水头地下水水压力将地下水自泄压至隐藏式降水井中,降低基坑中丰富地下水的水位标高,进而给垫层、防水、保护层施工提供良好的先决条件,缩短了基础施工阶段的施工工期;通过建立沉降和位移监测和土体含水率检测及时对周边高层建筑地基中含水量的抽补平衡,保障了周边相邻高层建筑物、市政设施等地基安全;同时通过对高水头地下水的泄压,避免水压力导致局部位置结构上浮导致的结构损伤破坏,规避了后期建筑物修补经济成本;并且将剩余地下水用于主体结构养护,减少养护用水量,实现水资源再利用。


技术特征:

1.一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统,其特征在于,包括内含地下水的地下土层、设置在地下土层顶部的筏板、设置在地下土层内的隐藏式降水井、镀锌金属导流管、止回开关龙头、设置在筏板内的集水井、安装在集水井内的浮球开关水位控制器和水泵、接往主楼楼层和室外相邻建筑的水管、水喷头;

2.根据权利要求1所述的一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统,其特征在于,所述地下土层和筏板之间设有防水卷材。

3.根据权利要求1所述的一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统,其特征在于,所述镀锌金属导流管设置有多个,相邻镀锌金属导流管之间以及双止水环镀锌钢管和镀锌金属导流管之间均通过金属接头连接。

4.根据权利要求1所述的一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统,其特征在于,所述水管设置有若干个,相邻水管之间通过水管接头连接。

5.根据权利要求1所述的一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统,其特征在于,所述高水头地下水通过水压力渗入至隐藏式降水井中,经过镀锌金属导流管泄压至集水井中,水泵通过水管、喷头将地下水排送至相邻高层建筑地基土体中,实现抽排平衡,确保相邻高层建筑地基土体含水率要求;及将剩余泄压出的地下水用于养护用水。

6.一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统施工方法,其特征在于,包括如下步骤:


技术总结
本发明涉及富水基坑高水头地下水处理及循环再利用领域,尤其涉及一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统及其施工方法,其中一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统,包括内含地下水的地下土层、设置在地下土层顶部的筏板、设置在地下土层内的隐藏式降水井、镀锌金属导流管、止回开关龙头、设置在筏板内的集水井、安装在集水井内的浮球开关水位控制器和水泵、水管、水喷头,该一种高位富水深基坑地下水泄压再利用循环系统及其施工方法,通过对高水头地下水的泄压,避免水压力导致局部位置结构上浮导致的结构损伤破坏,规避了后期建筑物修补经济成本;并且将剩余地下水用于主体结构养护和回补到周边相邻建筑物地基中,实现水资源再利用。

技术研发人员:杨亮成,李小川,姚景,陈俊波,罗煜智
受保护的技术使用者:中铁十一局集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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