用於深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮系統的製作方法

2024-03-21 17:31:05 2

本實用新型涉及一建築物排水系統，特別是一種用於深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮系統。

背景技術：

在高水位地區的深基坑施工中，往往存在地下水位高、水頭壓力大、地下水位季節變化大的特點，地下室底板承受著巨大的浮力作用；建築設計和施工時一般是採用設置抗浮錨杆和傳統基坑降排水結合的方法處理抗浮問題，但是這樣就會涉及到兩個問題。

問題一：如果建築設計和施工都按照最高水位設防，那這種情況下項目的施工成本和工期都將巨幅提升；

問題二：如果按照較低水位設防，當建築物地下結構處於高水位情況下時，由於傳統方法不能在建築物使用階段排水洩壓，建築物底板由於水壓作用容易產生裂縫，從而造成地下室滲漏，影響結構安全。

專利申請公布號為：CN103510549A，發明名稱為《一種用於構築物抗浮的洩壓裝置及其設置方法》的發明專利申請公開了一種構築物抗浮的洩壓裝置，雖然具有解決基坑抗浮問題、防止底板滲漏的優點，但仍然存在以下不足之處：

1、洩壓裝置不易更換，一旦損壞整個洩壓系統將難以修復，失效滲漏；

2、承壓時，該洩壓裝置獨自承受巨大水壓力，有安全隱患；

3、洩壓時，水壓巨大流速快，建築底板土層及該裝置底部的填充物容易流失，再次補充困難，影響地基承載力，易造成不均勻沉降；

4、洩壓水易噴射而出，並且不能收集利用，浪費水資源；

5、該系統需要有觀測井與洩壓閥配套使用，在建築使用階段需要人工定時查看水位以及人工開閥洩壓，費時費力。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種用於深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮系統，採用該系統進行洩壓濾水，能合理、有效、經濟、長期的解決建築深基坑的抗浮問題，達到減輕底板水壓力，減少底板裂縫與滲漏，取消或者減少傳統抗浮錨杆設計，降低建築不均勻沉降的問題。

解決上述問題的技術方案是： 一種用於深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮系統，包括多個建築洩壓濾水系統，每個建築洩壓濾水系統包括位於建築混凝土底板和含承壓水土層中的洩壓濾水裝置以及集水坑和排水管道，其特徵在於：每個洩壓濾水裝置包括預製混凝土套管、位於預製混凝土套管內的濾水芯管、預埋芯管固定件、膠圈墊和芯管固定帽；

所述濾水芯管上部有一開有螺栓孔的環板，環板以下管壁按固定間距開有小孔、呈梅花狀分布，濾水芯管上包有2～4層密目濾網，在濾水芯管底部與預製混凝土套管底部的空間填充有圓礫石，在預製混凝土套管側壁與濾水芯管側壁之間的空間填充有粗砂；

安裝狀態下，預埋芯管固定件預埋於底板混凝土中，芯管固定帽與預埋芯管固定件通過螺栓連接，中間設有橡膠圈Ⅰ，芯管固定帽與濾水芯管螺栓連接，中間設有橡膠圈Ⅱ。

其進一步技術方案是：所述預埋芯管固定件包括芯管固定件環板和帶彎勾錨筋，芯管固定件環板上開有若干螺孔，帶彎勾錨筋穿過芯管固定件環板，上部為開牙螺栓，下部為帶彎勾錨筋。

所述芯管固定帽包括圓柱形的固定帽和芯管固定帽環板，芯管固定帽環板上分別開有內環孔和外環孔兩圈螺栓孔，芯管固定帽環板上的外環孔與預埋芯管固定件之芯管固定件環板上開的螺孔位置對應，芯管固定帽環板的內環孔與濾水芯管環板上開的螺孔對應。

所述建築洩壓濾水系統在平面布置上按照每80～120㎡間隔設置一個，布置於建築底板的柱子邊。

其更進一步技術方案是：所述建築洩壓濾水系統還包括有一個接長的排水管道Ⅱ和集水水箱，該排水管道Ⅱ一端為彎管、彎頂高度高於地下水的高度、該彎管出水口對準集水水箱、排水管道Ⅱ另一直管端伸入集水坑中、直接與洩壓濾水裝置的濾水芯管對接。

由於採取以上技術方案，本實用新型之用於深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮系統具有以下特點：

本實用新型之用於深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮系統之固定在建築物底部混凝土的洩壓濾水系統包括多個建築洩壓濾水系統，每個建築洩壓濾水系統包括位於建築混凝土底板和含承壓水土層中的洩壓濾水裝置、集水坑和排水管道，其中洩壓濾水裝置可更換濾芯設計，可以通過位於含承壓水土層內的預製混凝土套筒、圓礫、粗砂、密目濾網以及梅花開孔的濾水芯管，將土層中的承壓水經過多次過濾後排出；

通過在建築物底板內布置多處洩壓濾水系統，在建築施工階段，即可將部分承壓地下水有組織的疏導至集水坑，再利用水泵排出，使得在施工階段地下水的承壓水頭降低到一個較低水平，大幅減輕基礎底板承受的水壓力，防止底板因水壓力過大產生裂縫和降低建築不穩定性。

在建築物使用階段，接長排水管道，即可將超出建築設防水位的水排出到設計高度的水箱裡，確保板底水壓不超過設計的承受能力，又保證合理地下水位，避免周邊土體因水位下降過度而沉降。

因此、與現有的技術相比，本實用新型之用於深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮系統具有以下有益效果：

1.能減少或取消傳統抗浮錨杆或基坑降排水的設計與施工，大幅降低成本與工期。

2.能動態調整板底水壓，當板底水壓超過設計閾值時候，無需人工操作，能夠自動平緩安全的洩壓排水，在降低板底水壓力的同時，避免建築底板下地基土層流失，保證水土平衡。

3.能夠在施工和使用階段持續工作，疏導水壓力，減少底板壓力與裂縫，避免因底板開裂造成鋼筋鏽蝕，保證結構的安全，確保各階段建築物的沉降與穩定。

4. 洩壓濾水裝置採用了多道過濾措施，能夠有效的過濾承壓水及釋放建築物底板水壓力；排除的承壓水收集到水坑或水箱，還能夠二次利用，減少水資源浪費，使建築更環保。

5.固定在建築物底部混凝土的洩壓濾水系統為可更換濾芯設計，洩壓濾水裝置的關鍵部件濾水芯管可更換，系統使用壽命長、更安全可靠。

6.洩壓系統運行時，由於排水管道中的水與板底承壓水壓力平衡，系統本身不承受額外的水壓力作用，無安全隱患，不易滲漏。

下面結合附圖和實施例對本實用新型之用於深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮系統的技術特徵作進一步說明。

附圖說明

圖1是本實用新型之用於深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮系統的整體結構示意圖之一（在建築使用階段）；

圖2是本實用新型之洩壓濾水裝置整體結構示意圖；

圖3是本實用新型之洩壓濾水裝置的密目濾網結構示意圖；

圖4是本實用新型之洩壓濾水裝置的濾水芯管結構示意圖；

圖5是本實用新型之洩壓濾水裝置的預埋芯管固定件結構示意圖；

圖6-1、圖6-2是本實用新型之洩壓濾水裝置的膠墊圈結構示意圖；

圖7是本實用新型之洩壓濾水裝置的芯管固定帽結構示意圖。

圖8是本實用新型之用於深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮系統的整體結構示意圖之二（在建築施工階段）。

圖中：

1-含承壓水土層（建築底板下的土層，內含承壓水）；

2-洩壓濾水裝置；

21-圓礫石、22-預製混凝土套管，23-密目濾網，24-粗砂；

25-濾水芯管、251-環板、252-濾水芯管上的小孔；

26-預埋芯管固定件、261-芯管固定件環板、262-帶彎勾錨筋；

27-膠圈墊，271-膠圈墊Ⅰ、272-膠圈墊Ⅱ、28-芯管固定帽、281-固定帽、282-芯管固定帽環板；

2821-芯管固定帽環板上的內環孔、2822-芯管固定帽環板上的外環孔；

3-建築混凝土底板（建築物的底板）；

4-集水坑（建築施工階段的集水坑）；

5-集水坑蓋板；

6-水箱所在樓層樓板（根據水壓平衡設計要求，將水箱設置於設計計算高度的樓層內）；

7A-排水管道Ⅰ（用於建築施工階段引流排水）；7B-排水管道Ⅱ（（用於建築使用階段引流排水）；

8-集水水箱（用於建築使用階段存儲經過洩壓濾水系統的地下水）；

9-水泵；H-地下水位的設防高度。

具體實施方式

一種用於深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮系統。

如圖1所示，該用於深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮系統包括多個建築洩壓濾水系統，每個建築洩壓濾水系統包括洩壓濾水裝置2、集水坑4和排水管道，洩壓濾水裝置2位於建築混凝土底板3和含承壓水土層1中；

如圖2所示，每個洩壓濾水裝置2包括預製混凝土套管22、位於預製混凝土套管22內的濾水芯管25、預埋芯管固定件26、膠圈墊27和芯管固定帽28；

所述濾水芯管25上部有一開有螺栓孔的環板251、環板251以下管壁按固定間距開有小孔252、呈梅花狀分布（參見圖4），濾水芯管25上包有3層密目濾網23，在濾水芯管25底部與預製混凝土套管22底部的空間填充有圓礫石21，用於阻隔混凝土套管底部土層中較大顆粒進入濾水管，在預製混凝土套管22側壁與濾水芯管25側壁之間的空間填充有粗砂24；

安裝狀態下，預埋芯管固定件26預埋於底板混凝土中，芯管固定帽28與預埋芯管固定件26通過螺栓連接，中間設有膠圈墊Ⅰ271；芯管固定帽與濾水芯管螺栓連接，中間設有膠圈墊Ⅱ272。

如圖5所示，所述預埋芯管固定件26包括芯管固定件環板261和帶彎勾錨筋262，芯管固定件環板261由不鏽鋼切割焊接製作、其上開有若干螺孔，帶彎勾的錨筋262穿過芯管固定件環板261，上部為開牙螺栓，下部為帶彎勾錨筋，在底板混凝土施工時按設計位置埋置於底板混凝土中。

如圖7所示，所述芯管固定帽包括圓柱形的固定帽281和芯管固定帽環板282，芯管固定帽環板282上分別開有內環孔2821和外環孔2822兩圈螺栓孔，芯管固定帽環板282上的外環孔2822與預埋芯管固定件26之芯管固定件環板261上開的螺孔位置對應，芯管固定帽環板282的內環孔2821與濾水芯管環板251上開的螺孔對應，確保能夠螺栓連接。

所述建築洩壓濾水系統的個數根據需要而定，一般在平面布置上按照每80～120㎡設置一個，布置於建築底板的柱子邊，從而減少空間損失。

作為本實用新型實施例的一種變化，所述建築洩壓濾水系統還包括有一個接長的排水管道7B和集水水箱8，該排水管道7B一端為彎管、彎頂高度高於地下水的高度、該彎管出水口對準集水水箱、排水管道7B另一直管端伸入集水坑4中、直接與濾水芯管25對接（參見圖1）。

本實用新型實施例中，洩壓濾水裝置2的濾水芯管25、預埋芯管固定件26和芯管固定帽28一般採用不鏽鋼製作，以保證使用壽命。

作為本實用新型實施例的一種變換，所述洩壓濾水裝置2的濾水芯管25、預埋芯管固定件26和芯管固定帽28也可以採用工程塑料製作。

將本實用新型用於深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮系統實現深基坑高水位建築物底板的洩壓抗浮方法是：通過在建築物底板內布置多處建築洩壓濾水系統，在建築施工階段，即可將部分承壓地下水有組織的疏導至集水坑5，再利用水泵9排出，使得在施工階段地下水的承壓水頭降低到一個較低水平，大幅減輕基礎底板承受的水壓力，防止底板因水壓力過大產生裂縫和降低建築不穩定性；

在建築使用階段，接長排水管道，即可將超出建築設防水位的水排出到設計高度的水箱裡，確保板底水壓不超過設計的承受能力，又保證合理的地下水位，避免周邊土體因水位下降過度而沉降。