CN111206624A - 一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具体用于地下建/构筑物减压抗浮结构及施工方法，结构由排水设备、排水管线和减压控制模块组成；地下建/构筑物施工期控制地下水位，运营期根据地下水情况启动或停止排水设备，减少浮力从而达到地下建/构筑物的抗浮稳定，本发明提供了一种减压抗浮结构及施工方法，达到的有益效果是地下建/构筑物无需另行设置降水井和其他抗浮措施，结构安全可靠、加快施工进度、节约施工成本。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，更具体地，涉及一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构及施工方法。
背景技术
随着地下建筑不断的增加，地下水控制和抗浮问题日益突出，目前常见的做法是在地下建/构筑物四周采取降水井降水，不仅施工成本高，延长施工工期，降水效率还低。建筑物运营期间，地下水水位常常低于抗浮水位，为了满足建筑抗浮稳定性，一般要增加压重或设置抗浮构件等措施，将大大增加建造成本及延长工期。
由于存在上述不足，本领域需进一步完善和改进，设计地下建/构筑物减压抗浮结构，满足其的施工期降水和运营期减压抗浮要求。
发明内容
本发明专利提供一种地下建/构筑物解决施工期降水和运营期抗浮的问题的方法，该施工方案较适用于土层渗透系数较低、建筑结构抗浮力略小于浮力情况下。
一般情况下建筑物结构自重可克服常规水位情况产生的浮力，在极端高水位下启动排水设备减压，减压抗浮原理是通过排水设备主动降低地下室抗浮水位，从而释放部分或全部地下水压力。盲沟排水内地下水在静止水压力作用下主动汇至集水坑，再通过排水管排至集水设施和临近市政管网，以便将抗浮水位控制在建筑物结构的抗浮能力之内，达到排水减压的目的。
一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构其特征在于，包括排水设备、排水管线和减压控制模块组成的排水减压结构，通过主动控制基底水压保证地下建/构筑物的抗浮稳定性；所述排水设备由自动控制箱、空气压缩机和水气置换器组成；所述排水管线由排水管、基底下排水盲沟和集水坑组成，所述排水管为硬质管，接口采用粘接连接，与水气置换器连通排水；基底下排水盲沟呈纵横交错网状布置，地下水经由其汇至集水坑内；所述集水坑内填充碎、砾石等粗粒材料，且将集水坑内水气置换器包裹；所述减压控制模块由浮力监测单元和排水控制单元组成，分别用于检测地下建/构筑物所受浮力和控制排水设备工作状态，实现根据地下水情况启动或停止排水设备的功能。
水气置换器外置过滤层，其包括钢丝、细滤网、粗滤网以及保护网；将所述钢丝缠绕于所述水气置换器周围，所述细过滤网包裹于所述钢丝的外侧、所述粗滤网包裹于所述细滤网外侧，所述保护网包裹于所述粗滤网外侧。
排水管材料为PVC塑料管，直径70~80mm。
基底下排水盲沟宽150~250mm，沟深150~250mm。
一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构施工方法包括如下步骤：
步骤一，一次性施工基坑支护结构，或随开挖分步施工基坑支护结构；
步骤二，随分步开挖，分段将排水管固定在支护结构上，上下段排水管接口采用粘接连接；
步骤三，当开挖至地下水位时，在基坑内采用集水明排方式控制地下水，基坑内临时水平向排水管和支护结构上的排水管连接作为排水通道；
步骤四，开挖至基底标高处，开挖成上宽下窄，深1~1.5m的集水坑，用碎、砾石等粗粒材料回填密实，且回填至垫层标高处；
步骤五，基底开挖排水盲沟基槽，盲沟内填充用土工布覆盖的碎石，基底下形成通往集水坑的纵横交错网状通道；
步骤六，垫层施工时，底板排水管架设在基底下，且用混凝土浇筑起固定和保护作用，一端与竖向排水管紧密连接，另一端与水气置换器连接；
步骤七，安装自动控制箱和空气压缩机，连接竖向排水管，地下水排至地上积水装置或临近市政管线；
步骤八，防水层和主体结构施工；
步骤九，建筑运营期间，实时监测水位，当水位达到减压临界水位开始抽排水，降至停排安全水位停止抽水，持续监测根据地下水情况启动或停止排水设备。
排水管接口采用粘接连接包括如下步骤：
步骤一：用塑料管专用切管工具或细齿锯将排水管切割平整；
步骤二：用切管工具及锉刀将排水管端内外的毛刺清除干净，并适当倒角；
步骤三：检查排水管承插口连接部位配合程度，确认后在插口端划出插入深度的标线；
步骤四：使用清洁干布将配合面擦拭干净；
步骤五：在排水管的配合面上均匀涂上胶粘剂，插口外面涂上较厚层的PVC
胶粘剂，承口内面涂上较薄层的PVC胶粘剂；
步骤六：涂上胶后，迅速用轻微旋转的方式将排水管插口插入承口的预定
位置并将排水管两端固定；
步骤七：待接口胶粘剂固化后(>1h)方能进入下道工序施工。
减压临界水位是指在建筑物运营期间,根据建筑物自重及压重之和满足抗浮稳定性时，基础埋置深度内计算的水位；所述停排安全水位是指停止抽水的水位，比减压临界水位低100~400mm。
当运营期排水设备失效且水位高于减压临界水位时，可采用增加建筑物自重的措施，比如：在向结构内注水、在有效传递路径下增加建筑上部覆重、增加结构内荷载等有效措施。
本发明的优点和积极效果是：与现有技术相比，本发明专利的提供了一种地下建/构筑物有效降水和结构抗浮的方法，具有结构简单、安全牢靠、节省工期、节省造价等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构施工期剖面示意图；
图2为一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构预埋排水管胶粘剂接口图；
图3为一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构基底施工时平面示意图；
图4为一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构运营期监测水位示意图；
图5为一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构排水工作原理图；
图6为一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构运营期工作流程图。
附图标记说明：
1、支护结构；2、排水管；3、集水坑；4、排水盲道。
具体实施方式
一般情况下建筑物结构自重可克服常规水位情况产生的浮力，在极端高水位下启动排水设备减压，减压抗浮原理是通过排水设备主动降低地下室抗浮水位，从而释放部分或全部地下水压力。盲沟排水内地下水在静止水压力作用下主动汇至集水坑，再通过排水管排至集水设施和临近市政管网，以便将抗浮水位控制在建筑物结构的抗浮能力之内，达到排水减压的目的。
如图1所示，作为一可选实施例，一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构其特征在于，包括排水设备、排水管线和减压控制模块组成的排水减压结构，通过主动控制基底水压保证地下建/构筑物的抗浮稳定性；所述排水设备由自动控制箱、空气压缩机和水气置换器组成；所述排水管线由排水管、基底下排水盲沟和集水坑组成，所述排水管为硬质管，接口采用粘接连接，与水气置换器连通排水；基底下排水盲沟呈纵横交错网状布置，地下水经由其汇至集水坑内；所述集水坑内填充碎、砾石等粗粒材料，且将集水坑内水气置换器包裹；所述减压控制模块由浮力监测单元和排水控制单元组成，分别用于检测地下建/构筑物所受浮力和控制排水设备工作状态，实现根据地下水情况启动或停止排水设备的功能。
如图1和图3所示，作为一可选实施例，水气置换器外置过滤层，其包括钢丝、细滤网、粗滤网以及保护网；将所述钢丝缠绕于所述水气置换器周围，将所述细过滤网包裹于所述钢丝的外侧、将所述粗滤网包裹于所述细滤网外侧，将所述保护网包裹于所述粗滤网外侧。
如图2所示，作为一可选实施例，排水管材料为PVC塑料管，直径70~80mm。
如图1和图3所示，作为一可选实施例，基底下排水盲沟宽150~250mm，沟深150~250mm。
如图1和图3所示，作为一可选实施例，一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构施工方法包括如下步骤：
步骤一，一次性施工基坑支护结构，或随开挖分步施工基坑支护结构
步骤二，随分步开挖，分段将排水管固定在支护结构上，上下段排水管接口采用粘接连接；
步骤三，当开挖至地下水位时，在基坑内采用集水明排方式控制地下水，基坑内临时水平向排水管和支护结构上的排水管连接作为排水通道；
步骤四，开挖至基底标高处，开挖成上宽下窄，深1~1.5m的集水坑，用碎、砾石等粗粒材料回填密实，且回填至垫层标高处；
步骤五，基底开挖排水盲沟基槽，盲沟内填充用土工布覆盖的碎石，基底下形成通往集水坑的纵横交错网状通道；
步骤六，垫层施工时，底板排水管架设在基底下，且用混凝土浇筑起固定和保护作用，一端与竖向排水管紧密连接，另一端与水气置换器连接；
步骤七，安装自动控制箱和空气压缩机，连接竖向排水管，地下水排至地上积水装置或临近市政管线；
步骤八，防水层和主体结构施工；
步骤九，建筑运营期间，实时监测水位，当水位达到减压临界水位开始抽排水，降至停排安全水位停止抽水，持续监测根据地下水情况启动或停止排水设备。
如图2所示，作为一可选实施例，排水管接口采用粘接连接包括如下步骤：
步骤一：用塑料管专用切管工具或细齿锯将排水管切割平整；
步骤二：用切管工具及锉刀将排水管端内外的毛刺清除干净，并适当倒角；
步骤三：检查排水管承插口连接部位配合程度，确认后在插口端划出插入深度的标线；
步骤四：使用清洁干布将配合面擦拭干净；
步骤五：在排水管的配合面上均匀涂上胶粘剂，插口外面涂上较厚层的PVC
胶粘剂，承口内面涂上较薄层的PVC胶粘剂；
步骤六：涂上胶后，迅速用轻微旋转的方式将排水管插口插入承口的预定
位置并将排水管两端固定；
步骤七：待接口胶粘剂固化后(>1h)方能进入下道工序施工。
如图4所示，作为一可选实施例，减压临界水位是指在建筑物运营期间,根据建筑物自重及压重之和满足抗浮稳定性时，基础埋置深度内计算的水位；所述停排安全水位是指停止抽水的水位，比减压临界水位低100~400mm。
当运营期排水设备失效且水位高于减压临界水位时，可采用增加建筑物自重的措施，比如：在向结构内注水、在有效传递路径下增加建筑上部覆重、增加结构内荷载等有效措施。
如图5所示，作为一可选实施例，一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构排水工作原理图。
如图6所示，作为一可选实施例，一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构运营期工作流程图。
与现有技术相比，本发明专利的提供了一种地下建/构筑物有效降水和结构抗浮的方法，具有结构简单、安全牢靠、节省工期、节省造价等优点。
Claims (7)
1.一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构，其特征在于，包括排水设备、排水管线和减压控制模块组成的排水减压结构，通过主动控制基底水压保证地下建/构筑物的抗浮稳定性；所述排水设备由自动控制箱、空气压缩机和水气置换器组成；所述排水管线由排水管、基底下排水盲沟和集水坑组成，所述排水管为硬质管，接口采用粘接连接，与水气置换器连通排水；基底下排水盲沟呈纵横交错网状布置，地下水经由其汇至集水坑内；所述集水坑内填充碎、砾石粗粒材料，且将集水坑内水气置换器包裹；所述减压控制模块由浮力监测单元和排水控制单元组成，分别用于检测地下建/构筑物所受浮力和控制排水设备工作状态，实现根据地下水情况启动或停止排水设备的功能。
2.根据权利要求1所述一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构，其特征在于，所述水气置换器外置过滤层，其包括钢丝、细滤网、粗滤网以及保护网；所述钢丝缠绕于所述水气置换器周围，所述细过滤网包裹于所述钢丝的外侧，所述粗滤网包裹于所述细滤网外侧，所述保护网包裹于所述粗滤网外侧。
3.根据权利要求1所述一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构，其特征在于：所述排水管材料为PVC塑料管，直径70~80mm。
4.根据权利要求1所述一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构，其特征在于：所述基底下排水盲沟宽150~250mm，沟深150~250mm。
5.一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，一次性施工基坑支护结构，或随开挖分步施工基坑支护结构；
步骤二，随分步开挖，分段将排水管固定在支护结构上，上下段排水管接口采用粘接连接；
步骤三，当开挖至地下水位时，在基坑内采用集水明排方式控制地下水，基坑内临时水平向排水管和支护结构上的排水管连接作为排水通道；
步骤四，开挖至基底标高处，开挖成上宽下窄，深1~1.5m的集水坑，用碎、砾石等粗粒材料回填密实，且回填至垫层标高处；
步骤五，基底开挖排水盲沟基槽，盲沟内填充用土工布覆盖的碎石，基底下形成通往集水坑的纵横交错网状通道；
步骤六，垫层施工时，底板排水管架设在基底下，且用混凝土浇筑起固定和保护作用，一端与竖向排水管紧密连接，另一端与水气置换器连接；
步骤七，安装自动控制箱和空气压缩机，连接竖向排水管，地下水排至地上积水装置或临近市政管线；
步骤八，防水层和主体结构施工；
步骤九，建筑运营期间，实时监测水位，当水位达到减压临界水位开始抽排水，降至停排安全水位停止抽水，持续监测根据地下水情况启动或停止排水设备。
6.根据权利要求5所述的一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构施工方法，其特征在于，步骤二所述排水管接口采用粘接连接，包括如下步骤：
步骤一：用塑料管专用切管工具或细齿锯将排水管切割平整；
步骤二：用切管工具及锉刀将排水管端内外的毛刺清除干净，并适当倒角；
步骤三：检查排水管承插口连接部位配合程度，确认后在插口端划出插入深度的标线；
步骤四：使用清洁干布将配合面擦拭干净；
步骤五：在排水管的配合面上均匀涂上胶粘剂，插口外面涂上较厚层的PVC
胶粘剂，承口内面涂上较薄层的PVC胶粘剂；
步骤六：涂上胶后，迅速用轻微旋转的方式将排水管插口插入承口的预定
位置并将排水管两端固定；
步骤七：待接口胶粘剂固化后(>1h)方能进入下道工序施工。
7.根据权利要求5所述的一种用于地下建/构筑物减压抗浮结构施工方法，其特征在于：步骤九所述减压临界水位是指在建筑物运营期间，根据建筑物自重及压重之和满足设定的抗浮稳定性安全度时，基础埋置深度内计算的水位；所述停排安全水位是指停止抽水的水位，比减压临界水位低100~400mm。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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