基坑水平降水裝置及其使用方法與流程
2023-06-01 23:35:31
本發明屬於基坑工程施工領域，涉及一種降水裝置，特別是一種基坑水平降水裝置及其使用方法。
背景技術：
基坑工程中，當地下水位位於開挖面以上時，通常需要沿基坑周邊設置止水結構，並對基坑內部設置降水井進行降水，將開挖範圍內水頭降低至基坑底面以下0.5m，以保證施工安全。在地下水位低於基坑底面，地下水含量少，土體土質較好時，考慮成本和施工原因，可不在基坑周邊設置止水結構，只需在基坑內設置排水溝，排除雨水以及局部上層滯水即可。
由於工程地質的不確定性，基坑放坡開挖過程中可能會遇到埋深較淺的含有地下水的粉砂層等透水地層。如果水量較大，可能會出現如下無法完全排除的情況：
1、降水井過濾管不在該類土層中，無法對該地層進行有效疏水；
2、坑外降水時，止水結構隔絕水力聯繫，造成基坑內部部分含水層中的水無法排出。
而該種地質土體由於側壁開挖，側壁土壓力得到釋放，同時水體流動帶動土體顆粒往開挖面流動，如不及時處理，將引發流砂，甚至造成基坑側壁坍塌。
綜上所述，需要設計一種能夠及時排出埋深交淺的粉砂層中的地下水的基坑水平降水裝置。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種能夠及時排出埋深交淺的粉砂層中的地下水的基坑水平降水裝置。
本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種基坑水平降水裝置，包括：
至少一根濾管，其內設置過濾網孔；
接頭，埋設於水平含水砂層中，且接頭的一端與濾管相連；
抽水導管，一端與接頭的另一端相連；
抽水泵，安裝於基坑側壁上，並與抽水導管的另一端相連，通過抽水泵抽取濾管內濾出的水平含水砂層中的滯水。
在上述的一種基坑水平降水裝置中，所述濾管的數量為兩根，分別埋設於水平含水砂層的兩端，其中，接頭為三通管，且三通管中的兩個呈一直線的管口分別連接兩根濾管，三通管中的另一個管口與抽水導管相連。
在上述的一種基坑水平降水裝置中，所述基坑水平降水裝置還包括兩個木塞，其中，兩個木塞分別加塞於遠離三通管接口的濾管管口處。
在上述的一種基坑水平降水裝置中，所述基坑水平降水裝置還包括一個密封結構，其中，密封結構位於濾管的上方，填充、密封埋設濾管的凹槽，形成一封閉結構。
在上述的一種基坑水平降水裝置中，所述密封結構包括：
充砂層，埋設濾管；
粘土層，位於充砂層的上方，且粘土層的寬度大於充砂層的寬度。
在上述的一種基坑水平降水裝置中，所述密封結構還包括一薄膜，覆蓋於粘土層上，並與粘土層充分貼合。
在上述的一種基坑水平降水裝置中，充砂層的截面為矩形設置，粘土層的截面為倒置的梯形設置，其中，與充砂層相接觸一側的粘土層的寬度大於充砂層的寬度。
在上述的一種基坑水平降水裝置中，濾管的規格採用管徑為48mm，壁厚為3mm，長度為6m的PVC管制成。
在上述的一種基坑水平降水裝置中，三通管的規格採用50×50×40mm的異徑三通，其中，兩個管口口徑為50mm的管口與濾管相連，另一個管口口徑為40mm的管口與抽水導管相連。
本發明還提供一種使用基坑水平降水裝置的方法，其包括：
步驟一：根據應用工程的基坑側壁開挖面水平含水砂層的寬度、長度以及深度，從而測算所需基坑水平降水裝置的單位數量；
步驟二：在基坑側壁的水平含水砂層的位置上，開設寬度、深度均為15cm的凹槽，其中，凹槽的長度根據濾管的長度以及水平含水砂層的實際尺寸而定；
步驟三：在凹槽中首先鋪設一層充砂層，其中，充砂層的深度為5cm；
步驟四：在5cm深的預設充砂層上埋設濾管，且在濾管的一端塞入一木塞，濾管的另一端與其相鄰的濾管通過一個三通管中兩個水平管口相連；
步驟五：在濾管上再次填充砂層，使得砂層充滿整個凹槽，並將凹槽填平；
步驟六：在充砂層的上方鋪設一層粘土層；
步驟七：在粘土層上鋪設塑料薄膜；
步驟八：將抽水導管的一端連接於三通管的剩餘管口，抽水導管的另一端與抽水水泵相連；
步驟九：檢查整個基坑水平降水裝置的密封性；
步驟十：通過抽水泵抽取濾管中的水平含水砂層中的滯水，直至基坑側壁穩定；
步驟十一：抽水完成後，依次拆卸基坑水平降水裝置，並收拾整齊，以備下次使用。
與現有技術相比，本發明的有益效果：
(1)、本發明提供的水平降水裝置針對基坑放坡開挖過程中可能會遇到埋深較淺的含有地下水的粉砂層等透水地層，能夠簡單、快速有效疏幹水平含水砂層中的滯水，保證了基坑安全性；
(2)、本發明提供的一種使用基坑水平降水裝置的方法，操作簡單，其中基坑水平降水裝置中所涉及的充砂層和粘土層均為施工現場所能方便取得的粗砂和粘土，並且通過粘土層和塑料薄膜，保證整個裝置的氣密性，從而實現抽水泵快速、有效的抽水，進而保證基坑側壁的穩定性和安全性。
附圖說明
圖1是本發明一種基坑水平降水裝置的剖面示意圖。
圖2是本發明一種基坑水平降水裝置的局部平面圖。
圖3是本發明一較佳實施例中開槽結構斷面的局部放大圖。
圖中，100、濾管；200、接頭；300、抽水導管；400、抽水泵；500、密封結構；510、充砂層；520、粘土層；530、薄膜；600、水平含水砂層；700；基坑側壁。
具體實施方式
以下是本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明並不限於這些實施例。
如圖1、圖2以及圖3所示，本發明提供的一種基坑水平降水裝置，包括：至少一根濾管100，其內設置過濾網孔；接頭200，埋設於水平含水砂層600中，且接頭200的一端與濾管100相連；抽水導管300，優選為軟管，且抽水導管300的一端與接頭200的另一端相連；抽水泵400，安裝於基坑側壁700上，並與抽水導管300的另一端相連，通過抽水泵400抽取濾管100內濾出的水平含水砂層600中的滯水。
本發明提供的水平降水裝置針對基坑放坡開挖過程中可能會遇到埋深較淺的含有地下水的粉砂層等透水地層，能夠簡單、快速有效疏幹水平含水砂層600中的滯水，保證了基坑安全性。
優選地，如圖1、圖2以及圖3所示，抽水泵400為抽水真空壓力不小於1MPa的抽水泵400。抽水泵400的泵口出口處形成負壓，將濾管100中的水平含水砂層600中的滯水抽出，加快水平含水砂層600中的砂漿沉澱，從而提高基坑側壁700的強度和穩定性，進而保證了施工人員在基坑底部作業時的安全性。
優選地，如圖1、圖2以及圖3所示，濾管100的規格採用管徑為48mm，壁厚為3mm，長度為6m的PVC管制成，其中，相同規格的濾管100可實現拼接，延長濾管100的長度，使得濾管100的長度可根據實際水平含水砂層600的尺寸而定，提高濾管100拼接的靈活性。
優選地，如圖1、圖2以及圖3所示，濾管100的數量為兩根，分別埋設於水平含水砂層600的兩端，其中，接頭200為三通管，且三通管中的兩個呈一直線的管口分別連接兩根濾管100，三通管中的另一個管口與抽水導管300相連，加快水平含水砂層600中滯水的排放速度，提高勞動生產率，同時能夠快速穩定基坑側壁700，提高基坑的安全性。
優選地，如圖1、圖2以及圖3所示，三通管的規格採用50×50×40mm的異徑三通，其中，兩個管口口徑為50mm的管口與濾管100相連，另一個管口口徑為40mm的管口與抽水導管300相連，採用異徑三通，使得水平含水砂層600中的滯水在濾管100中的水流速度與在抽水導管300中的水流速度不同，其中，滯水在濾管100中的水流速度較慢，能使滯水得到充分的過濾；滯水在抽水導管300中的水流速度較快，能夠快速的將滯水排出水平含水砂層600，保證基坑側壁700的安全性。
優選地，如圖1、圖2以及圖3所示，基坑水平降水裝置還包括兩個木塞，其中，兩個木塞分別加塞於遠離三通管接口的濾管100管口處，使得水平含水砂層600中的砂漿在抽水泵400的作用下，阻擋於濾管100外，防止濾管100被砂漿堵塞，提高了濾管100對於水平含水砂層600中滯水的過濾效果。
優選地，如圖1、圖2以及圖3所示，基坑水平降水裝置還包括一個密封結構500，其中，密封結構500位於濾管100的上方，用以填充、密封埋設濾管100的凹槽，使得基坑水平降水裝置形成一封閉結構，從而通過抽水泵400能夠有效的抽取水平含水砂層600中的滯水，進而加快了工作效率，提高基坑側壁700的安全性。
優選地，如圖1、圖2以及圖3所示，密封結構500包括：充砂層510，用以埋設濾管100，且充砂層510為施工現場用的粗砂，用於在水平含水砂層600抽水時濾水；粘土層520，位於充砂層510的上方，且粘土層520的寬度大於充砂層510的寬度，進一步密封濾管100所埋設的位置，確保濾管100所在的空間為一封閉空間，使得抽水泵400能夠有效、快速的將水平含水砂層600中的滯水抽離，從而使得水平含水砂層600中的砂漿沉澱，進而提高基坑側壁700的安全性。
優選地，如圖1、圖2以及圖3所示，密封結構500還包括一薄膜530，覆蓋於粘土層520上，並與粘土層520充分貼合，使得粘土層520以及粘土層520以下的空間處於隔絕空氣的狀態，進一步實現濾管100所在空間的密閉性，使得抽水泵400能夠有效、快速的將水平含水砂層600中的滯水抽離，從而使得水平含水砂層600中的砂漿沉澱，進而提高基坑側壁700的安全性。優選地，薄膜530選用塑料薄膜530。
優選地，如圖1、圖2以及圖3所示，充砂層510的截面為矩形設置，粘土層520的截面為倒置的梯形設置，其中，與充砂層510相接觸一側的粘土層520的寬度大於充砂層510的寬度，使得粘土層520充分覆蓋於充砂層510上，隔絕了充砂層510與外界空氣的連通，提高埋設濾管100的充砂層510的封閉性，使得抽水泵400能夠有效、快速的將水平含水砂層600中的滯水抽離，從而使得水平含水砂層600中的砂漿沉澱，進而提高基坑側壁700的安全性。
如圖1、圖2以及圖3所示，本發明還提供一種使用基坑水平降水裝置的方法，包括以下步驟：
步驟一：根據應用工程的基坑側壁700開挖面水平含水砂層600的寬度、長度以及深度，從而測算所需基坑水平降水裝置的單位數量；
步驟二：在基坑側壁700的水平含水砂層600的位置上，開設寬度、深度均為15cm的凹槽，其中，凹槽的長度根據濾管100的長度以及水平含水砂層600的實際尺寸而定；
步驟三：在凹槽中首先鋪設一層充砂層510，其中，充砂層510的深度為5cm，作為預設充砂層510，其中，充砂層510所用的砂石為施工現場用中的粗砂，另外充砂層510作為水平含水砂層600中滯水的初步過濾層；
步驟四：在5cm深的預設充砂層510上埋設濾管100，且在濾管100的一端塞入一木塞，濾管100的另一端與其相鄰的濾管100通過一個三通管中兩個水平管口相連；
步驟五：在濾管100上再次填充砂層510，使得砂層充滿整個凹槽，並將凹槽填平；
步驟六：在充砂層510的上方鋪設一層粘土層520，使得埋設濾管100的充砂層510處於一封閉空間中，便於抽水真空形成，其中，粘土層520所用的粘土由施工現場取得；
步驟七：在粘土層520上鋪設塑料薄膜530，用於封堵濾管100埋管段，確保設置有濾管100的充砂層510不漏氣；
步驟八：將抽水導管300的一端連接於三通管的剩餘管口，抽水導管300的另一端與抽水水泵相連；
步驟九：檢查整個基坑水平降水裝置的密封性；
步驟十：通過抽水泵400抽取濾管100中的水平含水砂層600中的滯水，直至基坑側壁700穩定；
步驟十一：抽水完成後，依次拆卸基坑水平降水裝置，並收拾整齊，以備下次使用。
本發明提供的一種使用基坑水平降水裝置的方法，操作簡單，其中基坑水平降水裝置中所涉及的充砂層510和粘土層520均為施工現場所能方便取得的粗砂和粘土，並且通過粘土層520和塑料薄膜530，保證整個裝置的氣密性，從而實現抽水泵400快速、有效的抽水，進而保證基坑側壁700的穩定性和安全性。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。