CN111945795A - 地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系，属于建筑结构领域，包括混凝土截水墙、抗浮榫槽、穿筋竖向预留孔洞、透水层、溢流降水回收管、底板钢筋、渗透孔、管腔、抗浮主锚杆、细承载抗浮钢筋和抗浮端尖，倾斜抗浮侧壁底部水平向外延伸形成水平外延伸墙趾，在混凝土垫层的下方并且位于两个混凝土截水墙之间的区域设置透水层，在中间隔层的上方并且在土基夯实层形成的凹槽内设置溢流降水回收管，本发明的有益效果是能通过导水方法持续降水，减少水浮力，降低地下水突增偶然情况发生，提高抗浮能力，实现隔震效果，节约投资同时具有广泛应用价值，达到了不影响地下结构耐久性和整体性设计目的，抵消浮力造成地下建筑垂直位移。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构领域，特别是涉及一种地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系。
背景技术
随着地下空间开发利用的充分发展，地下建筑物的应用已经十分广泛。在地下水位较高的地区，地下水产生的上浮力较大，地下建筑物的抗浮问题成为了地下结构与建筑在设计和施工过程中需要重点控制的问题。抗浮设计通常采用的方法是通过结构的自身重量和建筑物的上部负重以及一定的抗浮措施来共同抵抗地下水浮力，但当受到突发暴雨或地形影响的局部不透水层时，结构的上浮风险系数就会加大，一般降浮措施将受到严重考验，因此有必要采取一定的措施适当地增加地下结构的抗浮安全系数，避免不必要的损失。对于传统抗浮方案，需进行抗浮验算，并采用相应的应对措施。对既有的地下结构进行抗浮方案的改造，一方面会产生一些混凝土的凿除和钢筋的植筋，对地下结构体系的耐久性设计及外包防水层的整体性均有较大影响，另一方面很大程度上影响施建工期，增加人力、物力及财力，现有发明的抗浮体系存在一定局限，体系不能保证上浮时的纵向整体稳定性。因此，亟需发明一种抗浮控制结构，能够提供较好的整体稳定性，并将上浮限制在安全范围内，不对地下结构造成危害，因此，现阶段的地下抗浮结构需要在水位上浮时，提供逐渐增加的拉力，在水位下降时，能够提供符合需求的承载力，降低损失，给人民的生命财产带来保证，减少事故的发生率。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系，改变现有抗浮体系通常采用通过增加建筑物上部负重措施抵抗地下水浮力的局限性，限制突发暴雨或地形影响的地下局部不透水层对地底结构主体产生的上浮风险，节约投资同时具有广泛应用价值，达到了不影响地下结构耐久性和整体性设计目的，可为地下结构抗浮设计提供借鉴参考，受力清晰并且避免传统抗浮措施需要扩大基坑开挖范围的弊端，能抵消浮力造成地下建筑垂直位移，尤其本发明设置在临海地区能够改变普遍无法满足抗浮和降排水设计要求的隐患问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系，包括地下建筑侧墙、地下建筑底板、混凝土垫层、混凝土截水墙、倾斜抗浮侧壁、水平外延伸墙趾、混凝土垫层主板、垫层减震条存放口、垫层钢筋、外凸式翼脚板、抗浮榫槽、安装口、穿筋竖向预留孔洞、透水层、土基夯实层、中间隔层、溢流降水回收管、建筑底板主板、底板钢筋、底板减震条存放口、管壁、渗透孔、管腔、顶部抗浮卡端、截水墙主体、穿筋横向预留孔洞、减震条体、抗浮传力连接筋、紧固件、马凳筋、连接件、承台、抗拔桩、弯折段、抗浮主锚杆、锚板、细承载抗浮钢筋、承载端板和抗浮端尖；
地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系的结构中，地下建筑侧墙的下方设置地下建筑底板,地下建筑底板的下方设置混凝土垫层，混凝土垫层下方的两侧分别设置混凝土截水墙，在混凝土截水墙的外侧壁设置倾斜抗浮侧壁，倾斜抗浮侧壁为倾斜侧壁，倾斜抗浮侧壁底部水平向外延伸形成水平外延伸墙趾，若干承台和混凝土垫层的底部通过若干连接件相连，在承台的底部设置若干抗拔桩，抗拔桩倾斜布置，且抗拔桩的上端与承台相连，同时在混凝土垫层的下方并且位于两个混凝土截水墙之间的区域设置透水层，在透水层的下方设置土基夯实层，在透水层和土基夯实层之间设置中间隔层，在中间隔层的上方并且在土基夯实层形成的凹槽内设置溢流降水回收管，溢流降水回收管包括管壁、渗透孔和管腔，管壁的横截面为圆形，在管壁上沿纵向开设若干渗透孔，相邻排渗透孔相互错开设置，管壁围成的区域为管腔，溢流降水回收管的两端分别和市政管网联通，在地下建筑底板和混凝土垫层之间设置若干减震条体，在混凝土垫层的结构中，在混凝土垫层主板的上方设置若干垫层减震条存放口，在混凝土垫层主板的下方两侧分别设置一组相对的外凸式翼脚板，相邻的两个外凸式翼脚板之间形成抗浮榫槽，在混凝土垫层两侧分别设置若干贯通的穿筋竖向预留孔洞，在混凝土垫层两侧分别设置若干安装口，安装口和与其相邻的穿筋竖向预留孔洞联通，在混凝土垫层的两侧内部分别设置若干垫层钢筋，在混凝土截水墙的结构中，在截水墙主体的上方设置顶部抗浮卡端，在截水墙主体的中上部设置若干贯通的穿筋横向预留孔洞，在地下建筑底板的结构中，在建筑底板主板的下方设置若干底板减震条存放口，在地下建筑底板的两侧内部分别设置若干底板钢筋，设置若干马凳筋对地下建筑底板中的底板钢筋和混凝土垫层中的垫层钢筋锚固连接，在对混凝土垫层和混凝土截水墙进行连接时，设置若干抗浮传力连接筋穿过穿筋竖向预留孔洞、穿筋横向预留孔洞，并且抗浮传力连接筋的两端外伸进安装口，同时在安装口内采用紧固件安装紧固，设置抗浮主锚杆穿过地下建筑侧墙的下部、地下建筑底板、减震条体、混凝土垫层并且抗浮主锚杆下端穿进混凝土截水墙内，在抗浮主锚杆的底部设有承载端板，在承载端板的下方设置抗浮端尖，抗浮主锚杆的上端和弯折段固定连接，弯折段的两端和锚板固定连接，锚板设置在地下建筑侧墙的外壁和内壁表面上，在抗浮主锚杆上，沿抗浮主锚杆长度方向间隔布置若干菱形的细承载抗浮钢筋，细承载抗浮钢筋的筋体与抗浮主锚杆的筋体固定连接，并且细承载抗浮钢筋的中部向远离抗浮主锚杆的方向凸伸。
进一步的，所述混凝土截水墙对应于地下建筑侧墙部位设置。
进一步的，地下建筑底板和混凝土垫层为高阻尼混凝土，所述的高阻尼混凝土是由聚乙烯醇添加入轻质混凝土制成的，添加的聚乙烯醇的体积是轻质混凝土体积的15%-20%。
进一步的，中间隔层为防水材料铺设而成的。
进一步的，抗浮传力连接筋、紧固件、马凳筋、连接件、承台、抗拔桩、弯折段、抗浮主锚杆、锚板、细承载抗浮钢筋、承载端板和抗浮端尖外表面刷有防腐涂层。
进一步的，抗浮主锚杆竖直设置在混凝土截水墙内部中心位置。
进一步的，相邻细承载抗浮钢筋设置间距为1.5～2m。
本发明的优点效果是：
本发明的有益效果是改变现有抗浮体系通常采用通过增加建筑物上部负重措施抵抗地下水浮力的局限性，限制突发暴雨或地形影响的地下局部不透水层对地底结构主体产生的上浮风险，本发明能达到让混凝土截水墙帮助地下结构抗浮目的，透水层中溢流降水回收管和市政管网联通，设计以及土基夯实层导水坡设计能通过导水方法持续降水，减少水浮力，帮助地下结构抗浮，限制地下水浮力作用，降低地下水突增偶然情况发生，承台、抗拔桩增加地下结构抗拔能力和整体抗浮能力，倾斜抗浮侧壁和水平外延伸墙趾设计一方面增加地下结构自重，提高抗浮能力，另一方面墙趾水平延伸也提高结构抗浮能力，当出现地下水浮力或震动作用时，地下建筑底板和混凝土垫层能对减震条体挤压耗能来抵抗地面动静载荷或水浮力作用传递到地下结构震动能量，实现隔震效果，节约投资同时具有广泛应用价值，达到了不影响地下结构耐久性和整体性设计目的，可为地下结构抗浮设计提供借鉴参考，受力清晰并且避免传统抗浮措施需要扩大基坑开挖范围的弊端，能抵消浮力造成地下建筑垂直位移，尤其本发明设置在临海地区能够改变普遍无法满足抗浮和降排水设计要求的隐患问题。
附图说明
图1为本发明地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系剖面示意图。
图2为本发明地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系中混凝土垫层正视示意图。
图3为本发明地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系中混凝土垫层侧视示意图。
图4为本发明地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系中混凝土垫层俯视示意图。
图5为本发明地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系中混凝土截水墙正视示意图。
图6为本发明地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系中混凝土截水墙俯视示意图。
图7为本发明地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系中混凝土截水墙侧视示意图。
图8为本发明地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系中地下建筑底板正视示意图。
图9为本发明地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系中地下建筑底板侧视示意图。
图10为本发明地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系中地下建筑底板俯视示意图。
图11为本发明地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系中溢流降水回收管示意图。
图12为本发明地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系中溢流降水回收管剖面示意图。
图中：1为地下建筑侧墙；2为地下建筑底板；3为混凝土垫层；4为混凝土截水墙；5为倾斜抗浮侧壁；6为水平外延伸墙趾；7为混凝土垫层主板；8为垫层减震条存放口；9为垫层钢筋；10为外凸式翼脚板；11为抗浮榫槽；12为安装口；13为穿筋竖向预留孔洞；14为透水层；15为土基夯实层；16为中间隔层；17为溢流降水回收管；18为建筑底板主板；19为底板钢筋；20为底板减震条存放口；21为管壁；22为渗透孔；23为管腔；24为顶部抗浮卡端；25为截水墙主体；26为穿筋横向预留孔洞；27为减震条体；28为抗浮传力连接筋；29为紧固件；30为马凳筋；31为连接件；32为承台；33为抗拔桩；34为弯折段；35为抗浮主锚杆；36为锚板；37为细承载抗浮钢筋；38为承载端板；39为抗浮端尖。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
一种地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系，如图1所示，包括地下建筑侧墙1、地下建筑底板2、混凝土垫层3、混凝土截水墙4、倾斜抗浮侧壁5、水平外延伸墙趾6、混凝土垫层主板7、垫层减震条存放口8、垫层钢筋9、外凸式翼脚板10、抗浮榫槽11、安装口12、穿筋竖向预留孔洞13、透水层14、土基夯实层15、中间隔层16、溢流降水回收管17、建筑底板主板18、底板钢筋19、底板减震条存放口20、管壁21、渗透孔22、管腔23、顶部抗浮卡端24、截水墙主体25、穿筋横向预留孔洞26、减震条体27、抗浮传力连接筋28、紧固件29、马凳筋30、连接件31、承台32、抗拔桩33、弯折段34、抗浮主锚杆35、锚板36、细承载抗浮钢筋37、承载端板38和抗浮端尖39，地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系的结构中，地下建筑侧墙1的下方设置地下建筑底板2,地下建筑底板2的下方设置混凝土垫层3，混凝土垫层3下方的两侧分别设置混凝土截水墙4，在混凝土截水墙4的外侧壁设置倾斜抗浮侧壁5，倾斜抗浮侧壁5为倾斜侧壁，倾斜抗浮侧壁5底部水平向外延伸形成水平外延伸墙趾6，若干承台32和混凝土垫层3的底部通过若干连接件31相连，在承台32的底部设置若干抗拔桩33，抗拔桩33倾斜布置，且抗拔桩33的上端与承台32相连，同时在混凝土垫层3的下方并且位于两个混凝土截水墙4之间的区域设置透水层14，在透水层14的下方设置土基夯实层15，在透水层14和土基夯实层15之间设置中间隔层16，在中间隔层16的上方并且在土基夯实层15形成的凹槽内设置溢流降水回收管17，在地下建筑底板2和混凝土垫层3之间设置若干减震条体27，设置若干马凳筋30对地下建筑底板2中的底板钢筋19和混凝土垫层3中的垫层钢筋9锚固连接，在对混凝土垫层3和混凝土截水墙4进行连接时，设置若干抗浮传力连接筋28穿过穿筋竖向预留孔洞13、穿筋横向预留孔洞26，并且抗浮传力连接筋28的两端外伸进安装口12，同时在安装口12内采用紧固件29安装紧固，设置抗浮主锚杆35穿过地下建筑侧墙1的下部、地下建筑底板2、减震条体27、混凝土垫层3并且抗浮主锚杆35下端穿进混凝土截水墙4内，在抗浮主锚杆35的底部设有承载端板38，在承载端板38的下方设置抗浮端尖39，抗浮主锚杆35的上端和弯折段34固定连接，弯折段34的两端和锚板36固定连接，锚板36设置在地下建筑侧墙1的外壁和内壁表面上，在抗浮主锚杆35上，沿抗浮主锚杆35长度方向间隔布置若干菱形的细承载抗浮钢筋37，细承载抗浮钢筋37的筋体与抗浮主锚杆35的筋体固定连接，并且细承载抗浮钢筋37的中部向远离抗浮主锚杆35的方向凸伸。
如图2、图3、图4所示在混凝土垫层3的结构中，在混凝土垫层主板7的上方设置若干垫层减震条存放口8，在混凝土垫层主板7的下方两侧分别设置一组相对的外凸式翼脚板10，相邻的两个外凸式翼脚板10之间形成抗浮榫槽11，在混凝土垫层3两侧分别设置若干贯通的穿筋竖向预留孔洞13，在混凝土垫层3两侧分别设置若干安装口12，安装口12和与其相邻的穿筋竖向预留孔洞13联通，在混凝土垫层3的两侧内部分别设置若干垫层钢筋9。
如图5、图6、图7所示在混凝土截水墙4的结构中，在截水墙主体25的上方设置顶部抗浮卡端24，在截水墙主体25的中上部设置若干贯通的穿筋横向预留孔洞26。
如图8、图9、图10所示在地下建筑底板2的结构中，在建筑底板主板18的下方设置若干底板减震条存放口20，在地下建筑底板2的两侧内部分别设置若干底板钢筋19。
如图11、图12所示溢流降水回收管17包括管壁21、渗透孔22和管腔23，管壁21的横截面为圆形，在管壁21上沿纵向开设若干渗透孔22，相邻排渗透孔22相互错开设置，管壁21围成的区域为管腔23，溢流降水回收管17的两端分别和市政管网联通。
所述的混凝土截水墙4对应于地下建筑侧墙1部位设置。
所述的地下建筑底板2和混凝土垫层3为高阻尼混凝土，所述的高阻尼混凝土是由聚乙烯醇添加入轻质混凝土制成的，添加的聚乙烯醇的体积是轻质混凝土体积的15%-20%。
所述的中间隔层16为防水材料铺设而成的。
所述的抗浮传力连接筋28、紧固件29、马凳筋30、连接件31、承台32、抗拔桩33、弯折段34、抗浮主锚杆35、锚板36、细承载抗浮钢筋37、承载端板38和抗浮端尖39外表面刷有防腐涂层。
所述的抗浮主锚杆35竖直设置在混凝土截水墙4内部中心位置。
所述的相邻细承载抗浮钢筋37设置间距为1.5～2m。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系，包括地下建筑侧墙(1)、地下建筑底板(2)、混凝土垫层(3)、混凝土截水墙(4)、倾斜抗浮侧壁(5)、水平外延伸墙趾(6)、混凝土垫层主板(7)、垫层减震条存放口(8)、垫层钢筋(9)、外凸式翼脚板(10)、抗浮榫槽(11)、安装口(12)、穿筋竖向预留孔洞(13)、透水层(14)、土基夯实层(15)、中间隔层(16)、溢流降水回收管(17)、建筑底板主板(18)、底板钢筋(19)、底板减震条存放口(20)、管壁(21)、渗透孔(22)、管腔(23)、顶部抗浮卡端(24)、截水墙主体(25)、穿筋横向预留孔洞(26)、减震条体(27)、抗浮传力连接筋(28)、紧固件(29)、马凳筋(30)、连接件(31)、承台(32)、抗拔桩(33)、弯折段(34)、抗浮主锚杆(35)、锚板(36)、细承载抗浮钢筋(37)、承载端板(38)和抗浮端尖(39)，其特征在于：
地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系的结构中，地下建筑侧墙(1)的下方设置地下建筑底板(2),地下建筑底板(2)的下方设置混凝土垫层(3)，混凝土垫层(3)下方的两侧分别设置混凝土截水墙(4)，在混凝土截水墙(4)的外侧壁设置倾斜抗浮侧壁(5)，倾斜抗浮侧壁(5)为倾斜侧壁，倾斜抗浮侧壁(5)底部水平向外延伸形成水平外延伸墙趾(6)，若干承台(32)和混凝土垫层(3)的底部通过若干连接件(31)相连，在承台(32)的底部设置若干抗拔桩(33)，抗拔桩(33)倾斜布置，且抗拔桩(33)的上端与承台(32)相连，同时在混凝土垫层(3)的下方并且位于两个混凝土截水墙(4)之间的区域设置透水层(14)，在透水层(14)的下方设置土基夯实层(15)，在透水层(14)和土基夯实层(15)之间设置中间隔层(16)，在中间隔层(16)的上方并且在土基夯实层(15)形成的凹槽内设置溢流降水回收管(17)，溢流降水回收管(17)包括管壁(21)、渗透孔(22)和管腔(23)，管壁(21)的横截面为圆形，在管壁(21)上沿纵向开设若干渗透孔(22)，相邻排渗透孔(22)相互错开设置，管壁(21)围成的区域为管腔(23)，溢流降水回收管(17)的两端分别和市政管网联通，在地下建筑底板(2)和混凝土垫层(3)之间设置若干减震条体(27)，在混凝土垫层(3)的结构中，在混凝土垫层主板(7)的上方设置若干垫层减震条存放口(8)，在混凝土垫层主板(7)的下方两侧分别设置一组相对的外凸式翼脚板(10)，相邻的两个外凸式翼脚板(10)之间形成抗浮榫槽(11)，在混凝土垫层(3)两侧分别设置若干贯通的穿筋竖向预留孔洞(13)，在混凝土垫层(3)两侧分别设置若干安装口(12)，安装口(12)和与其相邻的穿筋竖向预留孔洞(13)联通，在混凝土垫层(3)的两侧内部分别设置若干垫层钢筋(9)，在混凝土截水墙(4)的结构中，在截水墙主体(25)的上方设置顶部抗浮卡端(24)，在截水墙主体(25)的中上部设置若干贯通的穿筋横向预留孔洞(26)，在地下建筑底板(2)的结构中，在建筑底板主板(18)的下方设置若干底板减震条存放口(20)，在地下建筑底板(2)的两侧内部分别设置若干底板钢筋(19)，设置若干马凳筋(30)对地下建筑底板(2)中的底板钢筋(19)和混凝土垫层(3)中的垫层钢筋(9)锚固连接，在对混凝土垫层(3)和混凝土截水墙(4)进行连接时，设置若干抗浮传力连接筋(28)穿过穿筋竖向预留孔洞(13)、穿筋横向预留孔洞(26)，并且抗浮传力连接筋(28)的两端外伸进安装口(12)，同时在安装口(12)内采用紧固件(29)安装紧固，设置抗浮主锚杆(35)穿过地下建筑侧墙(1)的下部、地下建筑底板(2)、减震条体(27)、混凝土垫层(3)并且抗浮主锚杆(35)下端穿进混凝土截水墙(4)内，在抗浮主锚杆(35)的底部设有承载端板(38)，在承载端板(38)的下方设置抗浮端尖(39)，抗浮主锚杆(35)的上端和弯折段(34)固定连接，弯折段(34)的两端和锚板(36)固定连接，锚板(36)设置在地下建筑侧墙(1)的外壁和内壁表面上，在抗浮主锚杆(35)上，沿抗浮主锚杆(35)长度方向间隔布置若干菱形的细承载抗浮钢筋(37)，细承载抗浮钢筋(37)的筋体与抗浮主锚杆(35)的筋体固定连接，并且细承载抗浮钢筋(37)的中部向远离抗浮主锚杆(35)的方向凸伸。
2.根据权利要求1所述的地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系，其特征在于：所述混凝土截水墙(4)对应于地下建筑侧墙(1)部位设置。
3.根据权利要求1所述的地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系，其特征在于：地下建筑底板(2)和混凝土垫层(3)为高阻尼混凝土，所述的高阻尼混凝土是由聚乙烯醇添加入轻质混凝土制成的，添加的聚乙烯醇的体积是轻质混凝土体积的15%-20%。
4.根据权利要求1所述的地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系，其特征在于：中间隔层(16)为防水材料铺设而成的。
5.根据权利要求1所述的地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系，其特征在于：抗浮传力连接筋(28)、紧固件(29)、马凳筋(30)、连接件(31)、承台(32)、抗拔桩(33)、弯折段(34)、抗浮主锚杆(35)、锚板(36)、细承载抗浮钢筋(37)、承载端板(38)和抗浮端尖(39)外表面刷有防腐涂层。
6.根据权利要求1所述的地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系，其特征在于：抗浮主锚杆(35)竖直设置在混凝土截水墙(4)内部中心位置。
7.根据权利要求1所述的地下局部不透水层抗浮安全保护结构体系，其特征在于：相邻细承载抗浮钢筋(37)设置间距为1.5～2m。
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