建筑地下工程降水井防排水设计

01

问 题

降水工程,无论何种方法,其目标均当为全程降水:从基坑开挖、主体施工直至防水层完成、回填土毕。目前的实际操作中,降水井一般只工作到底板浇筑完成,后续排水交给明沟排水系统。但降水井只工作到底板浇筑的概念,导致出现采用干硬性混凝土强制封压井口的做法(图1)。该传统方法成功率不高,笔者多次观察到:提泵停抽瞬间,即遭泥水上涌,防水混凝土成了“混泥土”,留下后患。

图1 集降水井封堵典型设计(左)和优化方案(右)

降水井多设在基坑周边,较大工程常在底板内低处加设多处。该处降水井不可避免地穿过底板防水层,形成薄弱点,施工采取的措施只是机械地套用规范图集,在降水管中部焊置钢板止水环,以延长渗水路线。对长时间持续静压水而言,“延长”的意义不大。因此,应寻求降水井与主防水层连续密封的构造方法,该方法与上述内容将合并讨论。

02

措施——预设分导流系统

降水井四周易积水之基坑,埋设导流管,使坑槽可能的积水都能自动导入降水井并及时排除(图2)。

图2 降水井预设分导流系统

导流管采用Φ30 mm×3 mm或Φ40 mm×3 mm硬质PVC管,埋于垫层内,需弯曲处现场热弯。

导流管上游段在混凝土垫层达到要求的强度后开槽埋设;导流管下游段,应与垫层浇筑同时完成,末端插入集降水井;两段用软管连通,扎紧,使不漏水。

导流管上游端,预焊4 mm厚PVC止水板,平面尺寸不小于300 mm,中间圆孔尺寸与导流管对应。止水板与混凝土垫层表面平齐,并在嵌固上游导管的同时,将止水板钉固在垫层上。

上、下游导管及其连接软管应设置在垫层中。其中,上游导管及下游导管上半段,含连接软管,应先用卡件钉固就位,然后用水泥砂浆嵌实补平;下游导管下半段,末端开口于降水井,大部分则直接预埋于混凝土垫层内。

主防水层施工时,在导流管止水板处,应搭接不小于120 mm,直至泄水口止。

防水保护层应至管口处Φ60 mm范围处止。浇筑混凝土底板前,用泡沫条填封泄水口,在Φ60 mm范围内涂刷4 mm厚聚氨酯防水涂料。该处混凝土保护层与底板混凝土同时浇筑。

03

措施——分段降排水系统

设计分段降排水系统,使降水井从基坑排水始,一直工作到底板浇筑,进而延续到侧壁浇筑,柔性外防水施作,乃至回填完成后,才从容封井,实现全程降水目标。

图3 钢管降水井顶部设计

1)设计了钢管降水井顶部的钢环,详图3。

降水井钢管h≥2 000 mm,Φ300 mm×4 mm,下部1 500 mm为穿孔花管,内置级配砂石,外包不少于3道厚聚酯滤水布。花管穿孔率和孔径,级配砂石配比和粒径,厚聚酯滤水布密度和规格,应视渗水情况而定。

降水钢管顶部预焊4 mm厚钢圆盘,内径127 mm,外径430 mm,焊缝高不小于3.5 mm。降水井埋深应使钢管顶部钢圆盘上表面与混凝土垫层齐平。基坑降水时,不得损坏钢圆盘及下设之混凝土垫层。

2)增设了上部钢套管。

上部钢管套管为Φ127 mm×3 mm,高度与降水井部位混凝土厚度相同。套管上、下预焊4 mm厚钢圆盘,内径127 mm,外径200 mm,焊缝高度不小于4.0 mm。

底板防水层施工前,将套管焊于降水钢管顶部钢圆盘之上,焊缝高度不小于4.0 mm,并采取临时加固措施。随后完成防水层及其保护层的施工。防水层与钢圆盘满粘,搭接宽度不小于120 mm。底板(含承台)钢筋绑扎及混凝土浇筑全过程中,应采取保护加固措施,使套管底部与防水层形成的连续密封不遭破坏。

分段降排水系统,可进一步将封堵口上升至±0.00,实现全程降水的目标。这对场地窄小,边沟不便的工程有重要意义。

3)设计了钢套管的集中封闭办法。

底板混凝土达到要求的强度前,不考虑套管的封闭,以便充分利用集排水井降水,不仅排除地下压力渗水,也排除基坑积水等地表水。

确认不再需降排水时,才对排水井作封闭处理:切断电源,弃用潜水泵。

封闭降水井可采用与底板混凝土相同之混凝土浇灌。

封闭上部套管,可采用塌落度较高的细石混凝土,距套管上口30 mm止。

直至底板浇筑保护找坡面层时,再用聚合物水泥砂浆填实补平,视需要,加焊钢板封焊,焊缝高不小于4.5 mm。

04

小结啦

采用分段式降排水系统及端焊钢板止水板,不仅使主防水层在降水井处形成连续防水,也使降水作业至少可持续到底板达到设计强度后,才从容封闭。

利用降水井可长时间工作的优势,可将承台等低处基坑处的渗积水实现自动连续排除。

进一步的优化,可将排水口提升至±0.00的高度,封闭时间推迟到主体完工、柔性外防及保护、回填完成,实现全程降排水。

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