CN108487331B - 一种集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统。技术方案为：由顶板、底板、建筑外墙和侧面混凝土窗壁构成廊道，建筑外墙与基坑边界之间为肥槽；底板与建筑外墙之间设有沟槽，肥槽下、沟槽内及底板下铺设碎石疏水垫层，底板与碎石疏水垫层之间设有土工薄膜，侧面混凝土窗壁右外侧为反滤层；肥槽顶部铺盖地面防渗层，肥槽中部设置隔水层，隔水层水平贯穿肥槽，隔水层与下水管连接，下水管紧贴建筑外墙埋设，下水管的出口设于碎石疏水垫层中；所述建筑外墙内铺设出水口，所述隔水层内铺设集水管，所述集水管与所述出水口连接；廊道连接蓄水池。本发明能够综合有效地降低地下水浮力，提高地下结构的抗浮能力。
Description
技术领域
本发明属于土木工程岩土地基领域，具体涉及一种集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统。
背景技术
地下抗浮研究由来已久，关于抗浮的具体措施已有很多：a.被动抗浮中有结构配重法、抗浮锚杆法、抗浮桩法。结构配重法又分为结构顶板压重、结构底板压重、结构挑边压重等。但结构压重在很多情况下由于层高的限制会导致地下结构地面标高下降，从而增加了水浮力，抗浮效果不明显；相对来说，抗浮锚杆与抗浮桩法不会增加水浮力，但是此法不适用于软岩与土体，且由于锚杆和桩的数量需求较多，使得工程造价升高，此外，锚杆和桩还存在腐蚀性问题，耐久性不如主动抗浮措施。b.主动抗浮措施包括调整底板标高、排水减压法、泄水减压法、隔水减压法等。主动抗浮措施主要是改变地下水情况，但这可能会对周边建筑造成影响，引起周边建筑不均匀沉降；此外，地下通路易堵塞且不易维修，其后期维护费用相当高昂。
发明内容
本发明提供一种集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，能够综合有效地降低地下水浮力，提高地下结构的抗浮能力。
本发明的技术方案如下：
一种集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，由顶板、底板、建筑外墙和侧面混凝土窗壁构成廊道，建筑外墙与基坑边界之间为肥槽；所述底板与所述建筑外墙之间设有沟槽，所述肥槽下、所述沟槽内及所述底板下铺设碎石疏水垫层，所述底板与所述碎石疏水垫层之间设有土工薄膜，所述侧面混凝土窗壁右外侧为反滤层；所述肥槽顶部铺盖地面防渗层，所述肥槽中部设置隔水层，所述隔水层水平贯穿所述肥槽，所述隔水层与下水管连接，所述下水管紧贴所述建筑外墙埋设，所述下水管的出口设于所述碎石疏水垫层中；所述建筑外墙内铺设出水口，所述隔水层内铺设集水管，所述集水管与所述出水口连接；所述廊道连接蓄水池。
所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其优选方案为，所述顶板、底板、建筑外墙为建筑主体构件，采用钢筋混凝土材料建造，建造时密封连接。
所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其优选方案为，所述侧面混凝土窗壁采用无砂透水混凝土材料建造，地下水由此进入廊道。
所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其优选方案为，所述反滤层由2-4层颗粒大小不同的砂、碎石或卵石构成，所述反滤层在铺设时，按层次、按厚度要求一次施工完成，采用平板震捣器捣实。
所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其优选方案为，所述沟槽处的碎石疏水层上面干砌大片石，所述大片石分层水平砌筑并错缝相挤紧密排列，所述大片石表面由所述建筑外墙向所述底板方向倾斜布置。
所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其优选方案为，所述隔水层正立面由基坑边界向所述建筑外墙倾斜布置，侧立面中间凹向布置，侧表面形成光滑的圆弧形状。
所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其优选方案为，所述土工薄膜为合成纤维与复合土工膜通过复合制成，所述合成纤维为增强材料。
所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其优选方案为，所述集水管数量为四根，所述集水管在所述隔水层内平行铺设并两两对称布置，所述集水管外表面包裹滤布用来过滤泥沙；所述出水口作为所述肥槽是否渗水的查验装置，用来查验所述地面防渗层的防渗效果；所述出水口的渗水流向所述大片石通过廊道排进蓄水池中。
所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其优选方案为，所述地面防渗层采用黏土与高密度聚乙烯组成的复合衬层防渗材料制做；所述顶板上设有防渗接头，所述防渗接头设置在搭接固定装置中，所述搭接固定装置设有开口槽，所述地面防渗层的一端设有搭接接头，所述搭接接头插入所述开口槽内并与所述防渗接头勾接在一起；所述地面防渗层的另一端插入基坑边界原状土层中并固定密封。
所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其优选方案为，所述搭接固定装置为混凝土与胶质材料掺和浇筑制成。
本发明的有益效果为：
1、本发明与被动抗浮措施相比，不需增加覆土厚度和锚杆数量。其一：不需降低地下结构底板标高，不会增加地下水浮力；其二：节省了制作锚杆、桩的材料费用和配置锚杆、打桩的人工费用，同时不用在底板钻眼，相对保证了地下结构底板的强度与刚度；
2、本发明与主动抗浮措施相比，排水廊道布设于地下结构的外围，完全不需占用地下结构的空间，与地下主体结构相互独立，两者之间并无太大的干扰。
3、本发明与现有排水抗浮措施相比，具有如下优点：1)拥有大面积的入渗路径(底部和侧壁)，有效减少地下水的坡降，降低於堵可能性；2)廊道层高与一层地下室层高相当，所以其内部空间较大，如果无砂混凝土与碎石疏水层有於堵的情况发生时，可派专人进入廊道进行维修清理，大大提高其耐久性；3)此外，廊道内设置排水沟，以避免廊道内水位高于地下建筑时发生回灌现象。
4、与普通的廊道肥槽回填处理相比，本发明设置的地面防渗层及其两端的加固装置可以有效阻止地表水渗入基坑肥槽及廊道内，且其后期不需过多维护
5、与普通的廊道肥槽回填处理相比，本发明肥槽中部的隔水层向建筑外墙倾斜布置，通过集水管与出水口可以查验地面防渗层的防渗效果。如果其防渗效果不佳，即：肥槽中渗入地表水，则可以通过隔水层截住，再流到隔水层右端通过下水管排到碎石疏水垫层中。这一装置极大地弥补了地面防渗层失效时所造成的损失。
附图说明
图1为集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统剖面图；
图2为隔水层结构图；
图3为土工薄膜铺设示意图；
图4为搭接固定装置结构图。
图中：1—顶板；2—侧面混凝土窗壁；3—大片石；4—碎石疏水垫层；5—反滤层；6—土工薄膜；7—基坑边界；8—地面防渗层；9—建筑外墙；10—隔水层；11—下水管；12—肥槽下部回填土；13—肥槽上部回填土；14—底板；15—出水口；16—搭接接头；18—隔水层侧表面；19—集水管；20—隔水层顶面；21—防渗接头；22—搭接固定装置。
具体实施方式
如图1-4所示，某地下室所受的扬压力普遍大于结构自重，所以需要进行抗浮处理。顶板1、底板14、建筑外墙9和侧面混凝土窗壁2构成廊道，在地下室底板14下铺设连续的碎石疏水垫层4，延伸至廊道底，厚度为400mm。碎石疏水垫层4的作用主要是令底板14下的地下水顺利流入廊道内。为防止混凝土浇筑时水泥浆渗入碎石疏水垫层4中，在底板14与碎石疏水垫层4接触面处设置土工薄膜6。廊道采用钢筋混凝土框架结构。在建筑外墙9中部铺设出水口15用来连接集水管19。碎石疏水垫层4铺入廊道内，与廊道底面构成一个整体，并在其上面干砌向右侧倾斜的大片石3，不仅可以方便维修工人的行走，也可使碎石疏水垫层4内的水顺畅排入廊道内。通过侧面混凝土窗壁2，廊道底高程之上的地下水均可由此进入廊道内。在侧面混凝土窗壁2侧面设置的反滤层5，能够防止泥沙堵塞侧面混凝土窗壁2。廊道在标高较低的一端设一蓄水池，廊道内的水均排入蓄水池中。
在廊道基坑回填时，先在建筑外墙9的边界埋设不锈钢材质的下水管11至接近出水口15标高，然后用基坑开挖出来的土方回填肥槽下部区域12，分层填筑压紧夯实直至隔水层10底面，隔水层10采用透水性很低的岩土填筑，且隔水层10正立面由右向左倾斜布置，侧立面中间凹向布置，侧表面形成光滑的圆弧形状，以方便将渗水排到底面的碎石疏水垫层4，在隔水层10内布置四根集水管19，集水管19外表面包裹滤布用来过滤泥沙，且各自连接一个出水口15，以便于查验地面防渗层8的防渗效果。
最后，在隔水层10上方肥槽上部区域13继续填方并分层填筑压紧夯实至地面防渗层8底面，地面防渗层8采用黏土与高密度聚乙烯组成的复合衬层防渗材料铺设，施工时分层碾压并夯压密实。地面防渗层8一端的搭接接头16与顶板1上的防渗接头21搭接，并通过搭接固定装置22予以密封，地面防渗层8在靠近基坑边界7的一端插入肥槽外部原状土层中并固定压紧密封。搭接固定装置22采用采用混凝土与胶质材料掺和浇筑制得到一个高强的固定结构。此外，在地下室内部可以埋设地下水位的长期观测系统用以监控排水减压效果。
Claims (10)
1.一种集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其特征在于，由顶板、底板、建筑外墙和侧面混凝土窗壁构成廊道，建筑外墙与基坑边界之间为肥槽；所述底板与所述建筑外墙之间设有沟槽，所述肥槽下、所述沟槽内及所述底板下铺设碎石疏水垫层，所述碎石疏水垫层上面铺设土工薄膜，所述侧面混凝土窗壁右外侧为反滤层；所述肥槽顶部铺盖地面防渗层，所述肥槽中部设置隔水层，所述隔水层水平贯穿所述肥槽，所述隔水层与下水管连接，所述下水管紧贴所述建筑外墙埋设，所述下水管的出口设于所述碎石疏水垫层中；所述建筑外墙内铺设出水口，所述隔水层内铺设集水管，所述集水管与所述出水口连接；所述廊道连接蓄水池。
2.根据权利要求1所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其特征在于，所述顶板、底板和建筑外墙为建筑主体构件，采用钢筋混凝土材料建造，建造时密封连接。
3.根据权利要求1所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其特征在于，所述侧面混凝土窗壁采用无砂透水混凝土材料建造，地下水由此进入廊道。
4.根据权利要求1所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其特征在于，所述反滤层由2-4层颗粒大小不同的砂、碎石或卵石构成，所述反滤层在铺设时，按层次和厚度要求一次施工完成，采用平板震捣器捣实。
5.根据权利要求1所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其特征在于，所述沟槽处的碎石疏水垫层上面干砌大片石，所述大片石分层水平砌筑并错缝相挤紧密排列，所述大片石表面由所述建筑外墙向所述底板方向倾斜布置。
6.根据权利要求1所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其特征在于，所述隔水层正立面由基坑边界向所述建筑外墙倾斜布置，侧立面中间凹向布置，侧表面形成光滑的圆弧形状。
7.根据权利要求1所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其特征在于，所述土工薄膜为合成纤维与复合土工膜通过复合制成，所述合成纤维为增强材料。
8.根据权利要求1所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其特征在于，所述集水管数量为四根，所述集水管在所述隔水层内平行铺设并两两对称布置，所述集水管外表面包裹滤布用来过滤泥沙；所述出水口作为所述肥槽是否渗水的查验装置，用来查验所述地面防渗层的防渗效果；所述出水口的渗水流向所述大片石通过廊道排进蓄水池中。
9.根据权利要求1所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其特征在于，所述地面防渗层采用黏土与高密度聚乙烯组成的复合衬层防渗材料制做；所述顶板上设有防渗接头，所述防渗接头设置在搭接固定装置中，所述搭接固定装置设有开口槽，所述地面防渗层的一端设有搭接接头，所述搭接接头插入所述开口槽内并与所述防渗接头勾接在一起；所述地面防渗层的另一端插入基坑边界原状土层中并固定密封。
10.根据权利要求1所述的集廊道排水和肥槽防渗为一体的地下结构抗浮系统，其特征在于，所述搭接固定装置为混凝土与胶质材料掺和浇筑制成。
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