CN206128145U - 用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统 - Google Patents

Abstract

一种用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统，包括多个建筑泄压滤水系统，每个建筑泄压滤水系统的泄压滤水装置包括预制混凝土套管、位于预制混凝土套管内的滤水芯管、预埋芯管固定件、胶圈垫和芯管固定帽；滤水芯管上部有一开有螺栓孔的环板，环板以下管壁开有小孔，滤水芯管上包有2～4层密目滤网，在滤水芯管底部与预制混凝土套管底部的空间填充有圆砾石，在预制混凝土套管侧壁与滤水芯管侧壁之间的空间填充有粗砂；安装状态下，预埋芯管固定件预埋于底板混凝土中，芯管固定帽与预埋芯管固定件之间、芯管固定帽与滤水芯管之间均通过螺栓连接，中间有橡胶圈。利用该系统进行泄压滤水，能合理、有效、经济、长期的解决建筑深基坑的抗浮问题。

Description

用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统

技术领域

本实用新型涉及一建筑物排水系统，特别是一种用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统。

背景技术

在高水位地区的深基坑施工中，往往存在地下水位高、水头压力大、地下水位季节变化大的特点，地下室底板承受着巨大的浮力作用；建筑设计和施工时一般是采用设置抗浮锚杆和传统基坑降排水结合的方法处理抗浮问题，但是这样就会涉及到两个问题。

问题一：如果建筑设计和施工都按照最高水位设防，那这种情况下项目的施工成本和工期都将巨幅提升；

问题二：如果按照较低水位设防，当建筑物地下结构处于高水位情况下时，由于传统方法不能在建筑物使用阶段排水泄压，建筑物底板由于水压作用容易产生裂缝，从而造成地下室渗漏，影响结构安全。

专利申请公布号为：CN103510549A，发明名称为《一种用于构筑物抗浮的泄压装置及其设置方法》的发明专利申请公开了一种构筑物抗浮的泄压装置，虽然具有解决基坑抗浮问题、防止底板渗漏的优点，但仍然存在以下不足之处：

1、泄压装置不易更换，一旦损坏整个泄压系统将难以修复，失效渗漏；

2、承压时，该泄压装置独自承受巨大水压力，有安全隐患；

3、泄压时，水压巨大流速快，建筑底板土层及该装置底部的填充物容易流失，再次补充困难，影响地基承载力，易造成不均匀沉降；

4、泄压水易喷射而出，并且不能收集利用，浪费水资源；

5、该系统需要有观测井与泄压阀配套使用，在建筑使用阶段需要人工定时查看水位以及人工开阀泄压，费时费力。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统，采用该系统进行泄压滤水，能合理、有效、经济、长期的解决建筑深基坑的抗浮问题，达到减轻底板水压力，减少底板裂缝与渗漏，取消或者减少传统抗浮锚杆设计，降低建筑不均匀沉降的问题。

解决上述问题的技术方案是： 一种用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统，包括多个建筑泄压滤水系统，每个建筑泄压滤水系统包括位于建筑混凝土底板和含承压水土层中的泄压滤水装置以及集水坑和排水管道，其特征在于：每个泄压滤水装置包括预制混凝土套管、位于预制混凝土套管内的滤水芯管、预埋芯管固定件、胶圈垫和芯管固定帽；

所述滤水芯管上部有一开有螺栓孔的环板，环板以下管壁按固定间距开有小孔、呈梅花状分布，滤水芯管上包有2～4层密目滤网，在滤水芯管底部与预制混凝土套管底部的空间填充有圆砾石，在预制混凝土套管侧壁与滤水芯管侧壁之间的空间填充有粗砂；

安装状态下，预埋芯管固定件预埋于底板混凝土中，芯管固定帽与预埋芯管固定件通过螺栓连接，中间设有橡胶圈Ⅰ，芯管固定帽与滤水芯管螺栓连接，中间设有橡胶圈Ⅱ。

其进一步技术方案是：所述预埋芯管固定件包括芯管固定件环板和带弯勾锚筋，芯管固定件环板上开有若干螺孔，带弯勾锚筋穿过芯管固定件环板，上部为开牙螺栓，下部为带弯勾锚筋。

所述芯管固定帽包括圆柱形的固定帽和芯管固定帽环板，芯管固定帽环板上分别开有内环孔和外环孔两圈螺栓孔，芯管固定帽环板上的外环孔与预埋芯管固定件之芯管固定件环板上开的螺孔位置对应，芯管固定帽环板的内环孔与滤水芯管环板上开的螺孔对应。

所述建筑泄压滤水系统在平面布置上按照每80～120㎡间隔设置一个，布置于建筑底板的柱子边。

其更进一步技术方案是：所述建筑泄压滤水系统还包括有一个接长的排水管道Ⅱ和集水水箱，该排水管道Ⅱ一端为弯管、弯顶高度高于地下水的高度、该弯管出水口对准集水水箱、排水管道Ⅱ另一直管端伸入集水坑中、直接与泄压滤水装置的滤水芯管对接。

由于采取以上技术方案，本实用新型之用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统具有以下特点：

本实用新型之用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统之固定在建筑物底部混凝土的泄压滤水系统包括多个建筑泄压滤水系统，每个建筑泄压滤水系统包括位于建筑混凝土底板和含承压水土层中的泄压滤水装置、集水坑和排水管道，其中泄压滤水装置可更换滤芯设计，可以通过位于含承压水土层内的预制混凝土套筒、圆砾、粗砂、密目滤网以及梅花开孔的滤水芯管，将土层中的承压水经过多次过滤后排出；

通过在建筑物底板内布置多处泄压滤水系统，在建筑施工阶段，即可将部分承压地下水有组织的疏导至集水坑，再利用水泵排出，使得在施工阶段地下水的承压水头降低到一个较低水平，大幅减轻基础底板承受的水压力，防止底板因水压力过大产生裂缝和降低建筑不稳定性。

在建筑物使用阶段，接长排水管道，即可将超出建筑设防水位的水排出到设计高度的水箱里，确保板底水压不超过设计的承受能力，又保证合理地下水位，避免周边土体因水位下降过度而沉降。

因此、与现有的技术相比，本实用新型之用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统具有以下有益效果：

1.能减少或取消传统抗浮锚杆或基坑降排水的设计与施工，大幅降低成本与工期。

2.能动态调整板底水压，当板底水压超过设计阈值时候，无需人工操作，能够自动平缓安全的泄压排水，在降低板底水压力的同时，避免建筑底板下地基土层流失，保证水土平衡。

3.能够在施工和使用阶段持续工作，疏导水压力，减少底板压力与裂缝，避免因底板开裂造成钢筋锈蚀，保证结构的安全，确保各阶段建筑物的沉降与稳定。

4. 泄压滤水装置采用了多道过滤措施，能够有效的过滤承压水及释放建筑物底板水压力；排除的承压水收集到水坑或水箱，还能够二次利用，减少水资源浪费，使建筑更环保。

5.固定在建筑物底部混凝土的泄压滤水系统为可更换滤芯设计，泄压滤水装置的关键部件滤水芯管可更换，系统使用寿命长、更安全可靠。

6.泄压系统运行时，由于排水管道中的水与板底承压水压力平衡，系统本身不承受额外的水压力作用，无安全隐患，不易渗漏。

下面结合附图和实施例对本实用新型之用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统的技术特征作进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型之用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统的整体结构示意图之一（在建筑使用阶段）；

图2是本实用新型之泄压滤水装置整体结构示意图；

图3是本实用新型之泄压滤水装置的密目滤网结构示意图；

图4是本实用新型之泄压滤水装置的滤水芯管结构示意图；

图5是本实用新型之泄压滤水装置的预埋芯管固定件结构示意图；

图6-1、图6-2是本实用新型之泄压滤水装置的胶垫圈结构示意图；

图7是本实用新型之泄压滤水装置的芯管固定帽结构示意图。

图8是本实用新型之用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统的整体结构示意图之二（在建筑施工阶段）。

图中：

1-含承压水土层（建筑底板下的土层，内含承压水）；

2-泄压滤水装置；

21-圆砾石、22-预制混凝土套管，23-密目滤网，24-粗砂；

25-滤水芯管、251-环板、252-滤水芯管上的小孔；

26-预埋芯管固定件、261-芯管固定件环板、262-带弯勾锚筋；

27-胶圈垫，271-胶圈垫Ⅰ、272-胶圈垫Ⅱ、28-芯管固定帽、281-固定帽、282-芯管固定帽环板；

2821-芯管固定帽环板上的内环孔、2822-芯管固定帽环板上的外环孔；

3-建筑混凝土底板（建筑物的底板）；

4-集水坑（建筑施工阶段的集水坑）；

5-集水坑盖板；

6-水箱所在楼层楼板（根据水压平衡设计要求，将水箱设置于设计计算高度的楼层内）；

7A-排水管道Ⅰ（用于建筑施工阶段引流排水）；7B-排水管道Ⅱ（（用于建筑使用阶段引流排水）；

8-集水水箱（用于建筑使用阶段存储经过泄压滤水系统的地下水）；

9-水泵；H-地下水位的设防高度。

具体实施方式

一种用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统。

如图1所示，该用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统包括多个建筑泄压滤水系统，每个建筑泄压滤水系统包括泄压滤水装置2、集水坑4和排水管道，泄压滤水装置2位于建筑混凝土底板3和含承压水土层1中；

如图2所示，每个泄压滤水装置2包括预制混凝土套管22、位于预制混凝土套管22内的滤水芯管25、预埋芯管固定件26、胶圈垫27和芯管固定帽28；

所述滤水芯管25上部有一开有螺栓孔的环板251、环板251以下管壁按固定间距开有小孔252、呈梅花状分布（参见图4），滤水芯管25上包有3层密目滤网23，在滤水芯管25底部与预制混凝土套管22底部的空间填充有圆砾石21，用于阻隔混凝土套管底部土层中较大颗粒进入滤水管，在预制混凝土套管22侧壁与滤水芯管25侧壁之间的空间填充有粗砂24；

安装状态下，预埋芯管固定件26预埋于底板混凝土中，芯管固定帽28与预埋芯管固定件26通过螺栓连接，中间设有胶圈垫Ⅰ271；芯管固定帽与滤水芯管螺栓连接，中间设有胶圈垫Ⅱ272。

如图5所示，所述预埋芯管固定件26包括芯管固定件环板261和带弯勾锚筋262，芯管固定件环板261由不锈钢切割焊接制作、其上开有若干螺孔，带弯勾的锚筋262穿过芯管固定件环板261，上部为开牙螺栓，下部为带弯勾锚筋，在底板混凝土施工时按设计位置埋置于底板混凝土中。

如图7所示，所述芯管固定帽包括圆柱形的固定帽281和芯管固定帽环板282，芯管固定帽环板282上分别开有内环孔2821和外环孔2822两圈螺栓孔，芯管固定帽环板282上的外环孔2822与预埋芯管固定件26之芯管固定件环板261上开的螺孔位置对应，芯管固定帽环板282的内环孔2821与滤水芯管环板251上开的螺孔对应，确保能够螺栓连接。

所述建筑泄压滤水系统的个数根据需要而定，一般在平面布置上按照每80～120㎡设置一个，布置于建筑底板的柱子边，从而减少空间损失。

作为本实用新型实施例的一种变化，所述建筑泄压滤水系统还包括有一个接长的排水管道7B和集水水箱8，该排水管道7B一端为弯管、弯顶高度高于地下水的高度、该弯管出水口对准集水水箱、排水管道7B另一直管端伸入集水坑4中、直接与滤水芯管25对接（参见图1）。

本实用新型实施例中，泄压滤水装置2的滤水芯管25、预埋芯管固定件26和芯管固定帽28一般采用不锈钢制作，以保证使用寿命。

作为本实用新型实施例的一种变换，所述泄压滤水装置2的滤水芯管25、预埋芯管固定件26和芯管固定帽28也可以采用工程塑料制作。

将本实用新型用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统实现深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮方法是：通过在建筑物底板内布置多处建筑泄压滤水系统，在建筑施工阶段，即可将部分承压地下水有组织的疏导至集水坑5，再利用水泵9排出，使得在施工阶段地下水的承压水头降低到一个较低水平，大幅减轻基础底板承受的水压力，防止底板因水压力过大产生裂缝和降低建筑不稳定性；

在建筑使用阶段，接长排水管道，即可将超出建筑设防水位的水排出到设计高度的水箱里，确保板底水压不超过设计的承受能力，又保证合理的地下水位，避免周边土体因水位下降过度而沉降。

Claims (5)

1.一种用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统，包括多个建筑泄压滤水系统，每个建筑泄压滤水系统包括位于建筑混凝土底板和含承压水土层中的泄压滤水装置以及集水坑和排水管道，其特征在于：每个泄压滤水装置包括预制混凝土套管（22）、位于预制混凝土套管（22）内的滤水芯管（25）、预埋芯管固定件（26）、胶圈垫（27）和芯管固定帽（28）；

所述滤水芯管（25）上部有一开有螺栓孔的环板（251），环板（251）以下管壁按固定间距开有小孔（252）、呈梅花状分布，滤水芯管（25）上包有3层密目滤网（23），在滤水芯管（25）底部与预制混凝土套管（22）底部的空间填充有圆砾石（21），在预制混凝土套管（22）侧壁与滤水芯管（25）侧壁之间的空间填充有粗砂（24）；

安装状态下，预埋芯管固定件（26）预埋于底板混凝土中，芯管固定帽（28）与预埋芯管固定件（26）通过螺栓连接，中间设有橡胶圈Ⅰ（271），芯管固定帽与滤水芯管螺栓连接，中间设有橡胶圈Ⅱ（272）。

2.根据权利要求1所述的用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统，其特征在于：所述预埋芯管固定件（26）包括芯管固定件环板（261）和带弯勾锚筋（262），芯管固定件环板（261）上开有若干螺孔，带弯勾锚筋（262）穿过芯管固定件环板（261），上部为开牙螺栓，下部为带弯勾锚筋。

3.根据权利要求2所述的用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统，其特征在于：所述芯管固定帽包括圆柱形的固定帽（281）和芯管固定帽环板（282），芯管固定帽环板（282）上分别开有内环孔（2821）和外环孔（2822）两圈螺栓孔，芯管固定帽环板（282）上的外环孔（2822）与预埋芯管固定件（26）之芯管固定件环板上开的螺孔位置对应，芯管固定帽环板（282）的内环孔（2821）与滤水芯管环板（251）上开的螺孔对应。

4.根据权利要求1所述的用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统，其特征在于：所述建筑泄压滤水系统在平面布置上按照每80～120㎡间隔设置一个，布置于建筑底板的柱子边。

5.根据权利要求1所述的用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统，其特征在于：所述建筑泄压滤水系统还包括有一个接长的排水管道（7B）和集水水箱（8），该排水管道Ⅱ（7B）一端为弯管、弯顶高度高于地下水的高度、该弯管出水口对准集水水箱、排水管道Ⅱ（7B）另一直管端伸入集水坑（4）中、直接与泄压滤水装置（2）的滤水芯管（25）对接。