CN113700050A - 一种地下建筑抗浮结构体系及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下建筑抗浮结构体系及其施工方法，地下建筑抗浮结构体系包括若干个集水井和若干个砂梁，若干个所述集水井设置于地基上，所述集水井设置有若干个砂井，所述砂井设置于所述地基内，若干个所述砂梁设置于所述地基内，所述砂梁与至少一个所述砂井连通。根据本发明的地下建筑抗浮结构体系及其施工方法，不仅能够降低地下建筑受到的地下水浮力，而且施工周期短，施工噪音小，施工成本低。

Description

一种地下建筑抗浮结构体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种地下建筑抗浮技术，特别涉及一种地下建筑抗浮结构体系及其施工方法。

背景技术

地下建筑是建造在岩层或土层中的建筑，它是现代城市高速发展的产物，起缓和城市矛盾，改善生活环境的作用，也为人类开拓了新的生活领域。

地下建筑在地下水的作用下，会承受巨大的浮力，当地下水位过高时，甚至会造成建筑主体的破坏。传统的解决方式是在地基内打入抗拔桩，但是抗拔桩施工周期长，施工噪音大，而且施工成本高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，第一方面本发明提出一种地下建筑抗浮结构体系，不仅能够降低地下建筑受到的地下水浮力，而且该地下建筑抗浮结构体系施工周期短，施工噪音小，施工成本低。

此外，第二方面本发明还提出一种用于地下建筑抗浮结构体系的施工方法。

根据本发明第一方面实施例的地下建筑抗浮结构体系，包括:

若干个集水井，设置于地基上，所述集水井连接有若干个砂井，所述砂井设置于所述地基内；

若干个砂梁，设置于所述地基内，所述砂梁与至少一个所述砂井连通。

根据本发明第一方面实施例的地下建筑抗浮结构体系，至少具有如下技术效果：

砂井可以伸至地下水的水位以下，地下水在地层压力的作用下即可进入到砂井内，并通过砂井排至集水井内进行收集，进而能够降低地下建筑受到的地下水浮力。相比于传统的在地基内打入抗拔桩，本发明技术方案施工周期更短，施工噪音更小，施工成本更低。此外，砂井能够对地下水进行有效地过滤，进而从砂井排出的地下水更加洁净，更方便收集利用。此外，地基内设置有若干个砂梁，砂梁与至少一个砂井连通，进而距离砂井较远的地下水仍然能够通过砂梁快速地进入到砂井内，并通过砂井排出，进而进一步增加了地下水的排水效果，从而进一步降低了地下建筑受到的地下水浮力。

根据本发明的一些实施例，所述集水井设置有多个，所有的所述砂井之间通过所述砂梁连通。

根据本发明的一些实施例，所述砂梁交错设置有多个，多个所述砂梁之间交错形成有多个交汇位置并通过所述交汇位置连通，所述砂井与对应的所述交汇位置连通。

根据本发明的一些实施例，所述砂井包括连接所述集水井的进水管，所述进水管设置于所述地基内并与对应的所述交汇位置连通，所述进水管内填充有滤水结构，所述进水管对应所述滤水结构所在管段的侧壁设置有多个透水孔。

根据本发明的一些实施例，所述进水管穿过对应的所述交汇位置，所述进水管通过其上的所述透水孔与对应的所述交汇位置连通。

根据本发明的一些实施例，所述进水管竖直插设于所述地基内，所述进水管的顶端与对应的所述集水井连通，所述进水管的顶端内设置有若干个滤水网。

根据本发明的一些实施例，所述进水管顶端的外侧壁套设并密封连接有套管，所述套管的顶端设置有安装管，所述安装管远离所述套管的一端设置有能够拆卸的导水管，所述导水管位于所述集水井内且出水口朝下，所述安装管的内径尺寸沿远离所述套管的方向逐渐减小，所述滤水网设置于所述安装管内。

根据本发明的一些实施例，所述安装管远离所述套管的一端设置有第一法兰，所述导水管对应设置有第二法兰，所述第二法兰与所述第一法兰螺栓连接。

根据本发明的一些实施例，所述进水管顶端的外侧壁沿周向设置有止水环，所述止水环位于所述集水井内的底面的下方。

根据本发明的一些实施例，所述地基内开设有沟槽，所述沟槽内的两侧设置有透水砖层，所述砂梁填充于两个所述透水砖层之间。

根据本发明的一些实施例，所述集水井设置有两个抽水管，所述抽水管设置有抽水泵机。

根据本发明第二方面实施例的用于地下建筑抗浮结构体系的施工方法，包括以下步骤：

S1.施作砂井：在地基内设置若干个砂井；

S2.施作砂梁：在所述地基内设置若干个砂梁，所述砂梁与至少一个所述砂井连通；S3.施作集水井：在所述地基上设置若干个集水井，并将所述集水井与对应的所述砂井连通。

根据本发明第二方面实施例的用于地下建筑抗浮结构体系的施工方法，至少具有如下技术效果：不仅能够降低地下建筑受到的地下水浮力，而且该施工方法施工周期短，施工噪音小，施工成本低。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的局部结构示意图；

图3为进水管与导水管的连接示意图；

图4为图3的局部剖视图；

图5为砂梁的填充示意图；

附图标记：

集水井100、抽水管101、抽水泵机102；砂井200、进水管201、滤水结构202、透水孔203、滤水网204、套管205、安装管206、导水管207、止水环208、阀门209、第一法兰210；砂梁300、透水砖层301。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，“多组”的含义是两组或两组以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1至图5描述根据本发明实施例的地下建筑抗浮结构体系及其施工方法。

根据本发明实施例的地下建筑抗浮结构体系，如图1至图5所示，包括：

若干个集水井100，设置于地基上，集水井100连接有若干个砂井200，砂井200设置于地基内；

若干个砂梁300，设置于地基内，砂梁300与至少一个砂井200连通。

本实施例中，砂井200可以伸至地下水的水位以下，地下水在地层压力的作用下即可进入到砂井200内，并通过砂井200排至集水井100内进行收集，进而能够降低地下建筑受到的地下水浮力。而且相比于传统的在地基内打入抗拔桩，本发明技术方案施工周期更短，施工噪音更小，施工成本更低。此外，砂井200能够对地下水进行有效地过滤，进而从砂井200排出的地下水更加洁净，更方便收集利用。此外，地基内设置有若干个砂梁300，砂梁300与至少一个砂井200连通，进而距离砂井200较远的地下水仍然能够通过砂梁300快速地进入到砂井200内，并通过砂井200排出，进而进一步增加了地下水的排水效果，从而进一步降低地下建筑受到的地下水浮力。

需要说明的是，集水井100可以是一个或者多个，每个集水井100均可以设置有一个或者多个砂井200，集水井100可以是钢筋混凝土结构，也可以由钢材预制而成。地基内设置有一个或者多个砂梁300，砂梁300与至少一个砂井200连通，也就是砂梁300可以与一个或者多个砂井200连通。可以是全部的砂井200均连通有一个或者多个砂梁300，也可以只有部分砂井200连通有一个或者多个砂梁300，其它砂井200并未连通有砂梁300，例如，当砂井200设置于地下水丰富的区域时，可以不设置连通该砂井200的砂梁300，即可有较多的地下水直接进入该砂井200内。砂梁300与砂井200的连通方式有多种，例如，可以是砂井200的底端与砂梁300连通，此外，也可以在砂井200中部或者顶部的侧壁与砂梁300连通。一般是在地基内开设沟槽，砂梁300填充在沟槽内，砂梁300的类型有多种，例如，可以在沟槽内填充中粗砂形成砂梁300，此外，也可以在沟槽内填充圆砾形成砂梁300，此外，也可以在沟槽内填充中粗砂与圆砾的级配料形成砂梁300，中粗砂与圆砾来源广，价格实惠，滤水效果好，是较为优选的组成砂梁300的材料。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，地基上设置有多个集水井100，所有的砂井200之间通过砂梁300连通。多个集水井100可以位于地下建筑的不同方位，设置多个集水井100，能够收集并存储更多的地下水。集水井100为多个，进而砂井200同样设置有多个，砂梁300将所有的砂井200全部连通，进而当部分区域的地下水较多，导致对应的集水井100内已经集满地下水时，该区域的地下水可以通过对应的砂井200进入到附近的砂梁300内或者直接渗至附近的砂梁300内，并通过对应的砂梁300排至其它的砂井200附近，地下水最后即可进入到其它的集水井100内，从而使得地下水的排放效果更好。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，地基内交错设置有多个砂梁300，多个砂梁300之间交错形成有多个交汇位置并通过交汇位置连通，砂井200与对应的交汇位置连通。也就是每个砂井200均配合设置有多个砂梁300，且砂井200与多个对应的砂梁300形成的交汇位置连通，进而多个砂梁300内的地下水能够通过一个砂井200排出，而且一个砂井200附近的地下水可以通过多个砂梁300排至多个其它的砂井200附近，从而使得地下水的排水效果更好。需要说明的是，多个砂梁300交错设置的方式有多种，例如，所有的砂梁300可以包括一组纵向排布的砂梁300和一组横向排布的砂梁300，纵向排布的砂梁300之间相互平行，横向排布的砂梁300之间相互平行，纵向排布的砂梁300与横向排布的砂梁300之间交错设置并形成多个交汇位置。每个集水井100均可以设置有一个砂井200，砂井200的数量可以少于或者等于交汇位置的数量。进而每个砂井200均可以与其中一个对应的交汇位置连通，同时能够实现所有的砂井200连通。当然，多个砂梁300也可以是其它的交错设置方式，只需要使砂井200能够有对应的交汇位置连通，同时使所有的砂井200连通即可。

在本发明的一些实施例中，如图2至图4所示，砂井200包括连接集水井100的进水管201，进水管201设置于地基内并与对应的交汇位置连通，进水管201内填充有滤水结构202，进水管201对应滤水结构202所在管段的侧壁设置有多个透水孔203。砂梁300内的地下水进入到进水管201内后通过滤水结构202过滤，最后再排至集水井100内。滤水结构202位于进水管201内，进而不容易流失和遭到污染破坏，使用寿命更长。需要对砂井200进行施工时，只需要将设置有透水孔203的进水管201设置于地基内，并将滤水结构202填充于进水管201内即可，施工方便。进水管201对应滤水结构202所在管段的侧壁设置有多个透水孔203，也就是进水管201的侧壁设置有多个透水孔203，且透水孔203位于滤水结构202的周侧。进而能够使更多的地下水通过透水孔203进入到进水管201内并通过进水管201排出，从而能够进一步降低地下建筑受到的地下水浮力，实用性更好。而且透水孔203位于滤水结构202的周侧，进而从透水孔203进入到进水管201内的地下水仍然会通过滤水结构202进行过滤后再排出。

需要说明的是，进水管201可以由工程塑料制备而成，工程塑料刚性大，机械强度高，耐热性好，电绝缘性好，是较为优选的材料，当然，进水管201也可以由其它合适的材料制备而成，在此不再赘述。进水管201内填充有滤水结构202，是指滤水结构202的外侧壁贴合进水管201的内侧壁。滤水结构202的类型有多种，例如，可以在进水管201内填充中粗砂形成滤水结构202，此外，也可以在进水管201内填充圆砾形成滤水结构202，此外，也可以在进水管201内填充中粗砂与圆砾的级配料，中粗砂与圆砾来源广，价格实惠，滤水效果好，是较为优选的组成滤水结构202的材料。当然，进水管201内也可以填充有其它合适的材料形成滤水结构202，在此不再赘述。其次，施作进水管201之前，可以对地基整平压实，并使地基达到设计标高，之后可以使用成孔机械在地基上成孔，然后将进水管201插入设置的孔内即可。此外，砂井200也可以是其它的结构，例如，可以在地基上成孔后，将滤水结构202直接填充至孔内形成砂井200。

在本发明的一些实施例中，滤水结构202的两端延伸至进水管201的两端，对应的，透水孔203可以布满进水管201的侧壁，进而能够进一步增加进水管201的排水能力，从而能够进一步降低地下建筑受到的地下水浮力。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，进水管201穿过对应的交汇位置，进水管201通过其上的透水孔203与对应的交汇位置连通。相比于进水管201的底端与对应的交汇位置连通，本实施例中，进水管201通过透水孔203与对应的交汇位置连通，具体的，砂梁300的交汇位置可以设置有通孔，进水管201穿过通孔且进水管201上端的外侧壁贴合通孔的内侧壁，进水管201通过其上端的透水孔203与砂梁300的交汇位置连通。进而使得砂梁300可以设置于地基靠近上端的位置，从而使得砂梁300的设置更加方便和省力。而且使得进水管201可以伸入至地基较深的位置，进而能够使更多的地下水通过进水管201排出，实用性更好。

在本发明的一些实施例中，如图1至图3所示，进水管201竖直插设于地基内，进水管201的顶端与对应的集水井100连通，进水管201的顶端内设置有若干个滤水网204。进水管201竖直插设于地基内，进而使得进水管201的底端能够伸至地层更深的位置，从而能够使更多的地下水通过进水管201排至集水井100内。进水管201的顶端内设置有若干个滤水网204，具体的，滤水网204安装在进水管201顶端的内侧壁上，滤水网204设置有滤水孔，滤水孔的孔径尺寸小于滤水结构202的中粗砂或者圆砾的外径尺寸，进而能够防止滤水结构202的中粗砂或者圆砾在地下水的作用下排出进水管201而影响过滤效果。需要说明的是，滤水网204可以是一个或者多个，当滤水网204为多个时，滤水网204沿进水管201的轴向依次排布，进而防止滤水结构202的中粗砂或者圆砾排出进水管201的效果更好。

在本发明的一些实施例中，如图2至图4所示，进水管201顶端的外侧壁套设并密封连接有套管205，套管205的顶端设置有安装管206，安装管206远离套管205的一端设置有能够拆卸的导水管207，导水管207位于集水井100内且出水口朝下，安装管206的内径尺寸沿远离套管205的方向逐渐减小，滤水网204设置于安装管206内。套管205套设在进水管201顶端的外侧壁后，可以通过焊接或者胶水粘接实现与进水管201顶端的外侧壁密封连接，进而能够避免地下水从进水管201顶端的外侧壁与套管205的内侧壁之间的缝隙渗出。安装管206可以与套管205同轴设置，安装管206的内径尺寸沿远离套管205的方向逐渐减小，进而滤水网204的外径尺寸小于套管205的孔径尺寸，需要安装滤水网204时，将滤水网204从套管205远离安装管206的一端放置于安装管206内，并将滤水网204与安装管206的内侧壁焊接或者胶水粘接即可，安装较为方便。而且在使用较长的时间后，当滤水网204从安装管206的内侧壁上脱落时，滤水网204不会在地下水的作用下从安装管206离开，也就是滤水网204能够一直起到防止滤水结构202的中粗砂或者圆砾进入到导水管207内而堵塞导水管207的作用，实用性好。导水管207用于将进水管201排出的地下水输送至集水井100内合适的位置，导水管207的出水口朝下，能够防止排出的地下水四处溅射，导水管207的部分位置可以靠近集水井100的顶端，且该位置可以设置有阀门209，进而便于工作人员操作阀门209。导水管207能拆卸，进而需要对导水管207进行维修或者更换时，拆装更加方便。

在本发明的一些实施例中，如图4所示，安装管206远离套管205的一端设置有第一法兰210，导水管207对应设置有第二法兰，第二法兰与第一法兰210通过螺栓连接。具体的，第一法兰210可以同轴焊接在安装管206远离套管205的一端，第一法兰210上沿周向设置有多个第一通孔，第二法兰可以同轴焊接在导水管207靠近安装管206的一端，第二法兰上沿周向设置有多个第二通孔。需要将导水管207与安装管206连接时，将第二法兰对正第一法兰210，并使第二通孔与第一通孔一一对正，之后将螺栓插设于第二通孔与对应的第一通孔内，最后在螺栓上套设并拧紧螺母即可，操作方便，且导水管207与安装管206连接后密封效果好。需要说明的是，为了进一步提高密封性，可以在第一法兰210和第二法兰之间设置环形密封垫。此外，导水管207与安装管206也可以是其它的可拆卸连接方式，例如，可以在导水管207与安装管206相靠近的外侧壁上均设置外螺纹，导水管207与进水管201之间即可通过螺纹管进行连接。

在本发明的一些实施例中，如图3和图4所示，进水管201顶端的外侧壁沿周向设置有止水环208，止水环208位于集水井100内的底面的下方。止水环208为环形板状结构并沿进水管201的周向环绕进水管201，设置止水环208，不仅能够减少地层中的地下水沿进水管201的外侧壁渗透到集水井100内的情况，同时能够减少集水井100内的地下水沿进水管201的外侧壁重新流至地层中的情况。需要说明的是，止水环208可以设置在进水管201本体的顶端的外侧壁上，当进水管201的顶端设置有套管205时，止水环208也可以设置在套管205的外侧壁上。止水环208位于集水井100内的底面的下方，具体的，止水环208可以位于集水井100的底板内或者集水井100下方的地基中。

在本发明的一些实施例中，如图1、图2和图5所示，地基内开设有沟槽，沟槽内的两侧设置有透水砖层301，砂梁300填充于两个透水砖层301之间。透水砖层301由多个透水砖拼接而成，设置透水砖层301，不仅能够减少沟槽出现塌陷的情况，而且能够避免砂梁300的中粗砂与圆砾朝两侧移动而降低过滤和支撑效果。当然，在本发明的一些实施例中，砂梁300也可以是直接填充于沟槽内，而不设置透水砖层301。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，集水井100设置有两个抽水管101，抽水管101设置有抽水泵机102。抽水管101的底端可以深至集水井100内的底端，启动抽水泵机102，抽水管101即可将集水井100内的地下水及时抽出，不仅方便使用集水井100内的地下水，而且能够避免集水井100内的地下水过多而溢出。设置两个抽水管101和两个抽水泵机102，当其中一个抽水泵机102出现故障时，另外一个抽水泵机102仍然能够抽水，实用性好。

根据本发明第二方面实施例的用于地下建筑抗浮结构体系的施工方法，包括以下步骤：S1.施作砂井200：在地基内设置若干个砂井200；S2.施作砂梁300：在地基内开设若干个沟槽，在沟槽内填充砂梁300，砂梁300与至少一个砂井200连通；S3.施作集水井100：在地基上设置若干个集水井100，并将集水井100与对应的砂井200连通。根据本实施例的用于地下建筑抗浮结构体系的施工方法，不仅施工出的地下建筑抗浮结构体系能够降低地下建筑受到的地下水浮力，而且该施工方法施工周期短，施工噪音小，施工成本低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种地下建筑抗浮结构体系，其特征在于，包括:

若干个集水井(100)，设置于地基上，所述集水井(100)设置有若干个砂井(200)，所述砂井(200)设置于所述地基内；

若干个砂梁(300)，设置于所述地基内，所述砂梁(300)与至少一个所述砂井(200)连通。

2.根据权利要求1所述的地下建筑抗浮结构体系，其特征在于，所述集水井(100)设置有多个，所有的所述砂井(200)之间通过所述砂梁(300)连通。

3.根据权利要求2所述的地下建筑抗浮结构体系，其特征在于，所述砂梁(300)交错设置有多个，多个所述砂梁(300)之间交错形成有多个交汇位置并通过所述交汇位置连通，所述砂井(200)与对应的所述交汇位置连通。

4.根据权利要求3所述的地下建筑抗浮结构体系，其特征在于，所述砂井(200)包括连接所述集水井(100)的进水管(201)，所述进水管(201)设置于所述地基内并与对应的所述交汇位置连通，所述进水管(201)内填充有滤水结构(202)，所述进水管(201)对应所述滤水结构(202)所在管段的侧壁设置有多个透水孔(203)。

5.根据权利要求4所述的地下建筑抗浮结构体系，其特征在于，所述进水管(201)穿过对应的所述交汇位置，所述进水管(201)通过其上的所述透水孔(203)与对应的所述交汇位置连通。

6.根据权利要求4所述的地下建筑抗浮结构体系，其特征在于，所述进水管(201)竖直插设于所述地基内，所述进水管(201)的顶端与对应的所述集水井(100)连通，所述进水管(201)的顶端内设置有若干个滤水网(204)。

7.根据权利要求6所述的地下建筑抗浮结构体系，其特征在于，所述进水管(201)顶端的外侧壁套设并密封连接有套管(205)，所述套管(205)的顶端设置有安装管(206)，所述安装管(206)远离所述套管(205)的一端设置有能够拆卸的导水管(207)，所述导水管(207)位于所述集水井(100)内且出水口朝下，所述安装管(206)的内径尺寸沿远离所述套管(205)的方向逐渐减小，所述滤水网(204)设置于所述安装管(206)内。

8.根据权利要求6所述的地下建筑抗浮结构体系，其特征在于，所述进水管(201)顶端的外侧壁沿周向设置有止水环(208)，所述止水环(208)位于所述集水井(100)内的底面的下方。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的地下建筑抗浮结构体系，其特征在于，所述地基内开设有沟槽，所述沟槽内的两侧设置有透水砖层(301)，所述砂梁(300)填充于两个所述透水砖层(301)之间。

10.一种用于权利要求1所述的地下建筑抗浮结构体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.施作砂井(200)：在地基内设置若干个砂井(200)；

S2.施作砂梁(300)：在所述地基内设置若干个砂梁(300)，所述砂梁(300)与至少一个所述砂井(200)连通；

S3.施作集水井(100)：在所述地基上设置若干个集水井(100)，并将所述集水井(100)与对应的所述砂井(200)连通。

Images