地下建築物的控制水位的方法及系統的製作方法
2023-06-20 13:42:46 2
專利名稱：地下建築物的控制水位的方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種建築工程技術，是控制地下建築物周邊水位的方法和系統。
背景技術：
隨著社會的發展，土地資源越來越珍貴，建築物向上往空間發展，向下往 地下發展。近年來大型的地下車庫、地下商場、地下人行設施及地下設備用房 越來越多。地下室的建造雖然節約了土地，但其建造成本很高，使用了大量的 混凝土和鋼材。引起地下室造價過高的因素很大一部分是為了抵抗地下水的浮 力及壓力。為了抵抗地下水的浮力及壓力，需要利用一些裝置將地下室周邊的 地下水位降低，並控制在一定高度，從而增加了地下室的設計及建造費用。地下水根據其埋藏條件分為上層滯水、潛水和承壓水三類。上層滯水是存在於地表巖土層包氣帶中以各種形式出現的水。既有分子 水、結合水、毛細水等非重力水，也有屬於下滲的水流和存在於包氣帶中局部 隔水層上的重力水。上層滯水的特徵是分布範圍有限，補給區和分布區一致， 直接接受當地大氣降水或地表水補給，以蒸發和逐漸下滲的形式排洩，水量隨 季節變化，雨季出現，旱季消失， 一般埋藏較淺。潛水是埋藏在地表以下第一穩定隔水層以上的具有自由水面的重力水。潛 水的特徵是有隔水底板(不透水層)，無隔水頂板，能在水平方向流動，沒 有水壓力，分布區往往與補給區一致，能流到補給區較遠的地方排洩，水位及 水質變化較大，易被汙染。潛水主要由大氣降水、地表水和凝結水補給，一般 埋藏較淺。承壓水是存在於兩隔水層之間的有壓地下水。承壓水的特徵是上下都有 隔水層，具有明顯的補給區、承壓區和排洩區，補給區和排洩區相距很遠，由於具有隔水頂板，受地表氣候、水文等因素的直接影響較小，具有壓力， 一般 埋藏深，不易被汙染。根據現行國家規範，地下室應進行抗浮驗箅。勘察部門應提供用於抗浮設 計的地下水位。在我國北方平原地區，地下水位相對比較穩定，且地質勘察部 門長期對地下水進行觀察，可為設計單位提供較為準確的地下室的抗浮設計水 位。而在丘陵地區和山區以及我國南方地區，地下水位變化很大。對地下水位 的常年觀測意義不大。而且由於城市的建設改變了原始的地貌，使地下水隨地 貌的改變而變化。地質勘察部門很難提出 一個準確的地下室的抗浮設計水位。 地質勘察部門往往只能通過經驗提供一個十分保守的地下室的抗浮設計水位。 考慮建築是百年大計，因此這種方式也是正確的。在建築結構的設計過程中必 須以地質勘察部門提供的地下室的抗浮設計水位作為設計依據。因此在地下室 的建設中引起地下室投資大量增加，具體體現在以下幾方面①由於設計所取 用的地下室抗浮水位很高，當地下室自重小於水浮力時，必須採取抗浮措施， 主要的抗浮措施為增加結構自重，或地下室底板設置抗浮錨杆、抗浮樁等抗浮 措施。②由於考慮水位很高，地下水對側壁和底板的計算壓力很大，增加了地 下室側壁和底板的鋼筋和混凝土用量。③要求使用抗滲等級高的混凝土。④增 加地下室防水的費用。因此很有必要根據地下水的類型在設計中分別考慮。現有這方面的技術(如2005年3月22日申請的中國專利，申請號為 200510038548.6)公開了在地下室底板下設置盲溝，將盲溝通過管道匯集一起， 往上接到設計的高度後將水排入地下室，再抽水到地下室周邊的排水系統。該 技術的缺點是①當地下室設計考慮了下部巖土的承載力時，盲溝對巖土的力 學性能有破壞作用，不利於地下室的設計。②該裝置匯集水的水流方向是從下 往上流入地下室，盲溝裡的水藉助地下水的壓力通過豎向管道往上流，由於地 下水中一般都帶有一定的泥砂和懸浮物，因此豎向管道容易堵塞。③由於房屋 的使用年限一般為50 100年，因此需要檢修，而該技術的管道設置在地下室 底板以下，給檢修帶來了很大的困難。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述地下室設計的缺陷， 提供一種可控制地下室周圍的地下水位高度的系統，解決地下水位過高的問 題。本發明所要解決的另一技術問題在於，針對現有技術的上述地下室設計的 缺陷，提供一種可控制地下室周圍的地下水位高度的方法，解決地下水位過高 的問題。本發明解決其技術問題所釆用的技術方案是:構造一種地下建築物的控制 水位的方法，在地下建築物的側壁的一定高度上設置排水通道，通過所述排水 通道將地下水弓I入到地下建築物內進行匯聚，再進行排出。在本發明的地下建築物的控制水位的方法中，所述排水通道的進水口位於 上層滯水層和潛水層範圍內，當所述地下建築物外部的水位高於所述排水通道 的進水口時，高出的地下水通過所述排水通道流入到所述地下建築物內，並匯 集在所述地下建築物的集水坑內。在本發明的地下建築物的控制水位的方法中，當集水坑內的水位到達設定 高度時，通過潛水泵抽取集水坑內的積水，排到地表的雨水井。在本發明的地下建築物的控制水位的方法中，所述地下建築物外部的地下 水通過排水孔和排水溝匯集到所述集水坑；或者通過排水管匯集到所述集水 坑；或者首先通過設置在所述地下建築物的盲溝以及設有透水孔的盲溝導管將 地下水匯集，然後再通過排水管匯集到所述集水坑。本發明解決其另一技術問題所採用的技術方案是構造一種地下建築物的 控制水位的系統，在地下建築物的側壁的一定高度位置處設置有排水通道，所 述排水通道連通所述地下建築物的內部與外部，並匯集所述地下建築物外部的 地下水至所述地下室內部；在所述地下建築物內還設有抽水裝置，將匯集的地 下水抽出地下建築物。本發明的地下建築物的控制水位的系統中，所述排水通道包括在所述側壁 上開設有排水孔以及在所述排水孔下方設置的排水溝；或者所述排水通道包括 在所述側壁上開設的孔位、通過所述孔位連通所述地下建築物內部與外部的排
本發明的地下建築物的控制水位的系統中，所述排水通道包括在所述側壁 上開設的孔位，通過所述孔位連通所述地下建築物內部與外部的排水管、以及與所述排水管的進水口連通的盲溝導管；所述盲溝導管的管壁上設有透水孔。本發明的地下建築物的控制水位的系統中，所述地下建築物內設有集水 坑，與所述排水通道的出水口連通，匯集來自所述排水通道的地下水。本發明的地下建築物的控制水位的系統中，在所述集水坑內設置有潛水 泵，排出集水坑內的水。本發明的地下建築物的控制水位的系統中，在排水 L、排水管或盲溝導管 的外圍設置有反濾層；所述反濾層包括內層卵石或礫石層、以及在所述卵石或 礫石層外圍的堆砂層。利用本發明的地下建築物的控制水位的方法及系統，具有以下有益效果 通過在地下建築物的側牆開設排水通道，控制地下室周圍的地下水位高度，從 而可以通過自己確定的排水孔高度來確定地下建築物的抗浮水位，可有效的解 決地下建築物的抗浮和底板、側壁造價高的問題；這種方法及系統施工簡單， 不需要專業人員均可操作，可實施性強，由於匯集水流是由高處往低處流，不 容易堵塞，設置了檢修口可靠性高；而且管道在地下室側壁邊，埋深較淺檢修 方便，經濟效益和社會效益明顯，可廣泛應用於各種不同地質條件下的地下建 築物。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中圖1:為本發明地下建築物的控制水位的系統的第一實施例的平面示意圖；圖2:為本發明地下建築物的控制水位的系統的第一實施例的工作原理圖；圖3:為本發明地下建築物的控制水位的系統的第一實施例的利用摔水管 的排水通道的示意圖；圖4:為本發明地下建築物的控制水位的系統的第一實施例的利用排水溝 的排水通道的示意圖；圖5:為本發明地下建築物的控制水位的系統的第二實施例的平面示意圖；圖6:為本發明地下建築物的控制水位的系統的第二實施例的工作原理圖；圖7:為本發明地下建築物的控制水位的系統的第二實施例的排水通道的 示意圖；圖8:為本發明地下建築物的控制水位的系統的第二實施例的衝洗檢查井 的示意圖。
具體實施方式
本發明的地下建築物的控制水位的方法及系統是通過在地下室側壁一定 高度上開設排水孔，並通過孔洞、管道或側壁的盲溝將地下水引入地下建築物 內，通過管道和排水溝將水匯集在集水坑內統一排除。下面以地下室作為例子 進行說明，所述地下建築物也可以為地下車庫等其他建築物。其工作原理是由於地下室側壁開孔，就好像一個水池周邊設置了溢水 口且其排水能力大於進水量，水位最高只能達到溢水口高度。因此在地下室周 邊設置足夠多的排水口 ，可將地下室周圍的地下水位高度控制在地下室側壁開 孔的高度，從而可以通過自己確定的排水孔高度來確定地下建築物的抗浮水 位。另外，地下水作為城市的資源，不能大量的抽排。大量抽排地下水可造成 周邊的地面和建築物的下沉，同時會使得土壤變得乾燥對綠化等生態均會造成 影響。因此在地下室側壁設置的排水孔的高度必須依據地質勘察部門提供的地 下水資料來確定，在地下室位於上層滯水層和潛水層範圍內時應用本發明。當 地下室側壁範圍內有上層滯水和潛水時，可在地下室側壁設置排水孔，排水孔 的高度在冬季和夏季的地下水之間。排水孔所排的水主要是暴雨或雨季期間補 給的地表水。未設排水孔的地下室因為要考慮50年一遇的地下最高水位。因 此設計十分浪費，設置排水孔的地下室由於暴雨或雨季期間滲入地下的地表水
已通過排水孔進入地下室，因此地下室周邊的水位就控制在排水孔的高度。設 計可通過自己確定的排水孔高度來確定其地下室的抗浮水位。由於只有在下雨 期間才有水通過排水孔迸入地下室，因此其全年抽水的水量也不大，平時的運 行費用也不大。在設計排水孔的位置時，首先根據地質勘察部門提供的地下水資料可査 出其最高水位、最低水位，地下水的抗浮設計水位。分清地下室高度範圍內的 地下水類型。將排水孔的高度定在冬季和夏季的地下水位之間。 一般比地質勘察部門提供的地下水的抗浮設計水位低1.5 2.5米。匯水的方法可分為內匯水法和外匯水法。如圖l、 2、 3、 4所示，是本發明的第一實施例，其釆用內匯水法在設 計控制的水位標高處設置排水通道3，所述排水通道3可以為大小100x150矩 形排水孔或的圓形排水管4或者排水孔和排水管的混合使用。所述排水 通道3的間距為2 4米，沿地下室周邊設置。在地下室內設置有集水坑9， 用於收集來自所述排水通道3的地下水，所述集水坑9可根據地下室的大小和 排水孔(或排水管)布置的方便程度設置一個和多個。如圖2和圖3所示，是本發明的排水通道使用排水管4的具體實施例的 示意圖。首先在地下室的側壁8的適當位置開設孔位，然後將排水管4通過所 述孔位由地下室內伸出到室外，進行地下水的排洩。為了防止地下水從所述孔 位滲入，在所述排水管4位於所述孔位的位置處的外圍套設有防水套管10, 起到防水作用。如圖4所示，是本發明的排水通道使用排水溝2的具體實施例的示意圖。 首先，在地下室的側壁8的適當位置開設孔位，形成引入地下室外的地下水的 排水孔3。然後，在所述排水孔3的下方位置處設置排水溝2，以收集來自排 水孔3的地下水。可以理解的，排水管4和排水溝2的結構形式可以分別獨立使用，也可 以根據具體的情況來混合使用。所述排水管4或排水溝2與集水坑9連通，地下水通過排水管4或排水 溝2匯集到集水坑9。集水坑9內設置潛水泵5,當集水坑9內水位達到設計
高度時，潛水泵5自動啟動通過抽水管道6將水排出地下室，到達地表的雨水 井7或直接排走。考慮到颱風和雷雨季節，通常容易引起停電，而此時又是地 下水排量最大的時候，需要抽水，為確保地下室不被水浸，尚應增加一路備用 電源或柴油發動機，以便在正常的電源停電時可以通過備用電源或柴油發動機 啟動潛水泵5，使其正常運行。
為了防止排水孔3或者排水管4的堵塞，在排水孔3或排水管4的進口 處設置反濾層1,反濾層1必須用透水材料如卵石或礫石11、砂12等堆積而 成。例如，在外層堆砂12，內層堆卵石或礫石11。對於排水管4，應在深入 反濾層l的管道上開孔後，並用無紡布13包裹，以起到更好的過濾作用。另 外，還可以在地下室內排水管道4設置檢查口 14預防排水管道4堵塞。
如圖5、 6、 7、 8所示，使本發明的第二實施例，其採用外匯水法在設 計控制的水位標高處設置盲溝15，在一定長度範圍內和轉角處設置盲溝衝洗 檢査井16,預防盲溝導管20堵塞。在盲溝15內設置盲溝導管20,通過盲溝 導管20將地下水匯入地下室，然後再採用與內匯水法的方式相同的方法將水 排出地下室。盲溝導管20上設置有透水孔，以利於地下水進入盲溝導管20， 再用無紡布13包裹，盲溝導管20在外層堆砂12，內層堆卵石或礫石11,起 到過濾等作用。盲溝衝洗檢查井16內的立管18不應鑽孔，立管18頂部應設 置法蘭盤17封堵，避免雜物進入盲溝，法蘭盤17上應設置檢查井蓋19保護。
本發明上述的管道的選擇對於沒有壓力的管道，例如排水4可以價格 較便宜的管道，對於接潛水泵5的抽水管道6必須採用能承受壓力的管道。地下室排水孔3或排水管4的數量，排水管4、盲溝導管20、抽水管道6 的管徑及潛水泵5的功率均應通過計算獲得。
權利要求
1、一種地下建築物的控制水位的方法，其特徵在於，在地下建築物的側壁的一定高度上設置排水通道，通過所述排水通道將地下水引入到地下建築物內進行匯聚，再進行排出。
2、 根據權利要求1所述的地下建築物的控制水位的方法，其特徵在於， 所述排水通道的進水口位於上層滯水層和潛水層範圍內，當所述地下建築物外 部的水位高於所述排水通道的進水口時，高出的地下水通過所述排水通道流入 到所述地下建築物內，並匯集在所述地下建築物的集水坑內。
3、 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，當集水坑內的水位到達設 定高度時，通過潛水泵抽取集水坑內的積水，排到地表的雨水井。
4、 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述地下建築物外部的地 下水通過排水孔和排水溝匯集到所述集水坑；或者通過排水管匯集到所述集水 坑；或者首先通過設置在所述地下建築物的盲溝以及設有透水孔的盲溝導管將 地下水匯集，然後再通過排水管匯集到所述集水坑。
5、 一種地下建築物的控制水位的系統，其特徵在於，在地下建築物的側 壁的一定高度位置處設置有排水通道，所述排水通道連通所述地下建築物的內 部與外部，並匯集所述地下建築物外部的地下水至所述地下室內部；在所述地 下建築物內還設有抽水裝置，將匯集的地下水抽出地下建築物。
6、 根據權利要求5所述的地下建築物的控制水位的系統，其特徵在於， 所述排水通道包括在所述側壁上開設有排水孔以及在所述排水孔下方設置的 排水溝；或者所述排水通道包括在所述側壁上開設的孔位、通過所述孔位連通 所述地下建築物內部與外部的排水管。
7、 根據權利要求5所述的地下建築物的控制水位的系統，其特徵在於， 所述排水通道包括在所述側壁上開設的孔位，通過所述孔位連通所述地下建築 物內部與外部的排水管、以及與所述排水管的進水口連通的盲溝導管；所述盲 溝導管的管壁上設有透水孔。
8、 根據權利要求6或7所述的地下建築物的控制水位的系統，其特徵在 於，所述地下建築物內設有集水坑，與所述排水通道的出水口連通，匯集來自 所述排水通道的地下水。
9、 根據權利要求8所述的地下建築物的控制水位的系統，其特徵在子， 在所述集水坑內設置有潛水泵，排出集水坑內的水。
10、 根據權利要求9所述的地下建築物的控制水位的系統，其特徵在於, 在排水孔、排水管或盲溝導管的外圍設置有反濾層；所述反濾層包括內層卵石 或礫石層、以及在所述卵石或礫石層外圍的堆砂層。
全文摘要
本發明涉及一種地下建築物的控制水位的方法及系統。通過在地下建築物的側壁的一定高度上設置排水通道，通過所述排水通道將地下水引入到地下建築物內進行匯聚，再進行排出。從而可以通過自己確定的排水孔高度來確定地下建築物的抗浮水位，可有效的解決地下建築物的抗浮和底板、側壁造價高的問題；這種方法及系統施工簡單，不需要專業人員均可操作，可實施性強，由於匯集水流是由高處往低處流，不容易堵塞，設置了檢修口可靠性高；而且管道在地下室側壁邊，埋深較淺檢修方便，經濟效益和社會效益明顯，可廣泛應用於各種不同地質條件下的地下建築物。
文檔編號E02D19/20GK101126242SQ20061006216
公開日2008年2月20日 申請日期2006年8月16日 優先權日2006年8月16日
發明者騏 張 申請人:騏 張