TWM526592U - 控制基礎底版下靜水壓裝置 - Google Patents

Description

控制基礎底版下靜水壓裝置

本創作係涉及一種控制基礎底版下靜水壓裝置，特別係關於一種位於結構體的基礎底版下方用以減水壓或控制水壓之施工結構。

人口集中的都會區，由於人口眾多而可用的土地相對狹小，加以都市計劃的建蔽率限制，可用的土地面積更加縮小，是以，各種建築結構體只有向上增高、向下加深以增加可用的內部空間，同時利用現代建築技術及新式建材，盡量減少柱、樑、牆、板的體積，使外部體積相同的結構體能有更多的內部空間，又有效降低了整體的建築、施工成本。

然而，前述的深層建築物結構體，雖然達到增加空間、降低成本的目的，卻也產生缺點如下：(1)結構體整體重量輕，當地下水位較高時，結構體的重量無法平衡土壤層中地下水位的向上浮力，使結構體的基礎底版承受過大的上浮力，當超過荷重臨界時，有結構體整體上浮的問題，或將造成基礎底版的破裂；(2)地下水位坡降，孔隙壓及地下水的上浮力大、小不均，基礎底版所承受的上浮力不同，長時間後造成基礎底版及結構體的傾斜。

為了解決上述地下水的浮力及孔隙壓對於深層建築物結構體所造成的問題，習用施工法或技術有：(1)基礎水箱填石加重法，(2)抗浮基樁法，(3)抗浮地錨法，(4)結構加重法。然而，習用施工法或技術的通體缺點或問題如下：(1)施工功效為固定，(2)無法隨土層環境的地下水位變化而調整，(3)施工不易、工期長、成本高，(4)不能通體適用於所有土層特性，(5)需要預先鑽探土層及試樁，(6)須調整地錨的拉力，無法長時間防腐鏽，(7)額外施工，增加工程成本，造成不便，(8)減少結構體內部可用空間等問題，是以仍有改良的空間。

基於上述理由，本創作的目的在於提供一種適用於連續壁貫入至不透水層中的結構體基礎，用以減低及控制深基礎工程中筏基底版所承受之上浮力(Uplift)或孔隙壓力(Pore water pressure)，藉以平衡基礎底版的荷重分配，避免結構整體緩慢傾斜。

為達成前述目的，本創作提供一種控制基礎底版下靜水壓裝置，其包括：至少一過濾集水裝置以及至少一減壓進水裝置。所述的過濾集水裝置係設置於基礎底版下方與土層之間，且所述過濾集水裝置包括至少一工程過濾層、至少一過濾集水管、至少一排水層以及至少一防水層。上述各層分別依序由下而上排置於基礎底版下方與土層之間。所述的減壓進水裝置係組設於基礎底版上方的一基礎水箱，且減壓進水裝置係包括：至少一進水管，與所述過濾集水裝置的過濾集水管連通；至少一逆止閥，設置於所述進水管的 通道中，用以限定該進水管中的滲流水的流向，使所述進水管中的滲流水僅能從過濾集水裝置的過濾集水管往進水管的方向單向流動；以及，至少一出水管，與所述進水管連接。其中，所述過濾集水裝置中的排水層為一排水格網。排水格網是由平行排列的複數條網線以及平行排列的複數條連接肋條所組成，該等連接肋條相對於該等網線具有一角度，該等連接肋條係設置於該等網線上以連接並固定該等網線。此外，排水格網的該等連接肋條的一面係朝向該基礎底版的方向擺放。

根據本創作的一實施例，該等連接肋條中的每一者具有上窄下寬的梯形的剖面形狀。

根據本創作的一實施例，所述過濾集水管以及工程過濾層之間進一步設置有至少一第二排水層，且第二排水層具有與排水層相同的結構。

根據本創作的一實施例，工程過濾層為一熱熔型不織布。過濾集水管外部係部分包覆有一不織布。此外，所述防水層為一PE布。

根據本創作的一實施例，所述排水格網的厚度為6.2mm，排水格網的該等連接肋條之間的間距為11.0mm，且排水格網的該等網線之間的間距為6.0mm。

透過本創作所提供的控制基礎底版下靜水壓裝置，由過濾集水裝置將基礎底版下方土層中水壓過高的水收集，經由過濾集水管、進水管流入減壓進水裝置而由出水管排放於基礎水箱中， 使基礎底版下方的地下水壓降低、基礎底版上方的基礎水箱重量增加，藉以達到減低及控制基礎底版所承受之上浮力(Uplift)或孔隙壓力(Pore water pressure)，防止基礎底版因荷重分佈不均勻而造成結構整體緩慢傾斜的目的。

10‧‧‧過濾集水裝置

11‧‧‧工程過濾層

12‧‧‧過濾集水管

13‧‧‧排水層

131‧‧‧網線

132‧‧‧連接肋條

14‧‧‧防水層

20‧‧‧減壓進水裝置

21‧‧‧進水管

22‧‧‧逆止閥

23‧‧‧排氣閥

24‧‧‧出水管

241‧‧‧流量表

30‧‧‧基礎底版

31‧‧‧基礎水箱

311‧‧‧水位面

312‧‧‧排放管

40‧‧‧土層

t‧‧‧厚度

P1、P2‧‧‧間距

第1圖為本創作一實施例的結構剖視示意圖；第2圖為本創作一實施例的局部剖視圖；第3圖為第1圖的A-A剖視圖；第4A圖為顯示本創作一實施例的排水格網的立體圖；第4B圖為顯示本創作一實施例的排水格網的剖面圖；以及第4C圖為顯示本創作一實施例的排水格網的平面圖。

以下配合圖式及元件符號對本創作的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

第1圖為本創作實施例的結構剖視示意圖，第2圖、第3圖分別為本創作的局部剖視圖、A-A斷面剖視圖，顯示過濾集水裝置的各層排列狀態及與進水管的連接關係。本創作所提供的控制基礎底版下靜水壓裝置，包含：至少一過濾集水裝置10以及至少一減壓進水裝置20。所述的過濾集水裝置10係設置於基礎底版30下方與土層40之間，且所述過濾集水裝置10包括至少一工程過濾層11、至少一過濾集水管12、至少一排水層13以及至少一防水 層14。上述各層分別依序由下而上排置於基礎底版30下方與土層40之間。以下，將先進一步針對過濾及水裝置10的各層進行詳細說明。

所述的工程過濾層11設於土層40上方；工程過濾層11用以過濾土石顆粒、殘骸等等物理性的雜物，且具有高透水性，可防止過濾集水裝置10的物理性阻塞狀況。在本創作的實施例中，所述的工程過濾層11為工程用的熱熔型不織布。熱熔型不織布是透過熱熔型高聚乙烯纖維壓製成型，其具有耐酸鹼、不腐爛、高透水性及有效防止大於#200篩土壤顆粒通過等特性。

所述的過濾集水管12係設置於工程過濾層11與排水層13之間的管路，用以過濾及收集地下滲流水。在本創作的實施例中，過濾集水管12的外部係部分包覆有不織布。

所述的排水層13是設置於過濾集水管12與防水層14之間，作為滲流水的流動通道。排水層13係以不腐蝕、抗壓強度高的材料，例如：高密度聚乙烯(HDPE)、高密度PVC(HPVC)、高密度PE等等，製成一種高透水性的格網結構。在本創作的實施例中，排水層13是採用如第4A圖~第4C圖中所示的排水格網。

如第4A圖~第4C圖所示，排水格網是由平行排列的複數條網線131以及平行排列的複數條連接肋條132所組成。連接肋條132相對於網線131具有一角度，且連接肋條132係設置於網線上131以連接並固定該等網線。如第4B圖所示，在本創作的實施例中，連接肋條132中的每一者具有上窄下寬的梯形的剖面形 狀，且所述排水格網的厚度t為6.2mm。此外，如第4C圖所示，排水格網的各個相鄰之網線之間的間距P1為6.0mm，且排水格網的各個相鄰之連接肋條132之間的間距P2為11.0mm。

在將上述的排水格網設置在過濾集水管12與防水層14之間時，排水格網的連接肋條132的一面係朝向基礎底版30的方向擺放，換言之，排水格網的連接肋條的一面係朝上擺放。此外，在鋪設排水格網時，相鄰的排水格網之間是透過搭接或是對接的方式結合，且連接處可以透過束帶綁紮。透過上述的排水格網，可以確保基底滲流水均勻疏導，維持水壓力穩定符合設計要求。

所述的防水層14是設置於基礎底版30下方的無筋混凝土與排水層13之間，用以防止灌製無筋混凝土時的土石、雜物滲漏於排水層13中而阻塞滲流水的流動通道。防水層14為完全不透水層，係利用不透水、不腐蝕材料所製成，例如；PVC...等等不透水材料。在本創作的實施例中，是採用高強度不透水PE不作為防水層14。

以下，將配合第1圖針對減壓進水裝置10的結構進行說明。所述的減壓進水裝置10係組設於基礎底版30上方的一基礎水箱31內。在本創作的實施例中，減壓進水裝置10係包括：至少一進水管21、至少一逆止閥22以及至少一出水管24。

所述的進水管21係與所述過濾集水裝置10的過濾集水管12連通。所述的逆止閥22係設置於所述進水管21的通道中，用以限定進水管21中的滲流水的流向，使所述進水管21中的滲流 水僅能從過濾集水裝置10的過濾集水管12往進水管21的方向單向流動。如此一來，可以防止滲流水逆向回流、夾帶空氣進入過濾集水管12及排水層13中，藉此避免空氣中的二氧化碳(CO2)與滲流水中的鈣離子Ca++、矽離子Si++...等礦物離子作用，進而產生如碳酸鈣CaCO3、碳酸矽SiCO3...等礦物質，導致過濾集水管12、排水層13以及進水管21等結構結垢阻塞。

所述的出水管24係與所述進水管21連接。在本創作的實施例中，出水管24的出水口係低於基礎水箱31的水位面311，避免滲流水流出時，空氣中的二氧化碳(CO2)與滲流水中的礦物離子作用而產生礦物質結垢阻塞出水管24的出水口。此外，出水管24處可以設置一流量表241，用以量測滲流水量，藉此觀測並監控土層40中地下水的水位、水壓。

在本創作的實施例中，於減壓進水裝置20於進水管21頂端可以設置至少一排氣閥23，該排氣閥23的位置高於基礎水箱31的水位面311。排氣閥23可以用於收集進水管21中滲流水所挾帶的空氣或氣體並將其排出，藉此有效減少滲流水的空氣或氣體而減少二氧化碳(CO2)與滲流水中的礦物離子作用而產生礦物質結垢現象。

本創作在具體實施時，減壓進水裝置20的進水管21的開關閥門213為開啟狀態。基礎底版30下方土層40中的地下滲流水係由過濾集水裝置10收集，經由工程過濾層11過濾其中的土石粒塊、垃圾、殘屑等等物理性雜物後，在排水層13中流動。接著， 滲流水係由過濾集水管12收集，流入減壓進水裝置20的進水管21中並通過逆止閥22。滲流水中的空氣、氣體會向上經由排氣閥23排出，而滲流水則繼續流入出水管24，由出水管24的出水口排放於基礎水箱31中的水位面311下方，達到減低地下水壓的目的，並增加基礎水箱31的總重量，藉以平衡結構體重力及地下水浮力。

基礎水箱31的水位面311係經計算基礎水箱31總重量而設定，可在基礎水箱31側邊設至少一排放管312，該排放管312的高度與設定水位面311相同，藉由排放管312將高出水位面311的水排放入結構體的廢水池或放流。

此外，地下滲流水的水壓及其產生的上浮力常會隨著周遭環境變化，所以基礎底版30下方土層40中的地下滲流水的水壓及其上浮力也不會保持一定值，只有在水壓及其上浮力超過結構體的總重臨界值時，才需要利用本創作的減壓進水裝置20進行減水壓的動作。

在本創作的另一實施例中(未在圖中示出)，過濾集水管12以及工程過濾層11之間可以進一步設置有至少一第二排水層。第二排水層可以具有與排水層13相同的排水格網的結構，藉此進一步增進過濾集水裝置的疏水性能。

本創作的控制基礎底版下靜水壓裝置，相較於傳統的抗浮樁技術而言，除了具有較短工期的優點以外，由於省略了抗浮樁，因此可以不需要使用重型機械施工、運棄土方及混凝土，進而間接減少整體社會的用水、棄運汙染及CO₂的排放，並且減少施工 時造成的環境汙染；此外，本創作的控制基礎底版下靜水壓裝置更可以提升結構整體的安全性，保障基底不會因為外部水位變動而破裂，因而解決了習知抗浮樁技術年度滲漏維修的問題及費用。

由以上實施例可知，本創作所提供之控制基礎底版下靜水壓裝置確具產業上之利用價值，惟以上之敘述僅為本創作之較佳實施例說明，凡精於此項技藝者可依據上述之說明而作其它種種之改良，惟這些改變仍屬於本創作之精神及以下所界定之專利範圍中。

10‧‧‧過濾集水裝置

11‧‧‧工程過濾層

12‧‧‧過濾集水管

13‧‧‧排水層

14‧‧‧防水層

20‧‧‧減壓進水裝置

21‧‧‧進水管

22‧‧‧逆止閥

23‧‧‧排氣閥

24‧‧‧出水管

241‧‧‧流量表

30‧‧‧基礎底版

31‧‧‧基礎水箱

311‧‧‧水位面

312‧‧‧排放管

40‧‧‧土層

Claims (7)

1. 一種控制基礎底版下靜水壓裝置，包括：至少一過濾集水裝置，設置於基礎底版下方與土層之間，該過濾集水裝置包括至少一工程過濾層、至少一過濾集水管、至少一排水層以及至少一防水層，其中，上述各層分別依序由下而上排置於基礎底版下方與土層之間；至少一減壓進水裝置，組設於基礎底版上方的一基礎水箱，該減壓進水裝置係包括：至少一進水管，與該過濾集水裝置的該過濾集水管連通；至少一逆止閥，設置於該進水管的通道中，該逆止閥係限定該進水管中的滲流水的流向，使該進水管中的滲流水僅能從該過濾集水裝置的該過濾集水管往該進水管的方向單向流動；以及至少一出水管，與該進水管連接；其中，該過濾集水裝置中的該排水層為一排水格網，該排水格網是由平行排列的複數條網線以及平行排列的複數條連接肋條所組成，該等連接肋條相對於該等網線具有一角度，該等連接肋條係設置於該等網線上以連接並固定該等網線，且該排水格網的該等連接肋條的一面係朝向該基礎底版的方向擺放。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之控制基礎底版下靜水壓裝置，其中，該等連接肋條中的每一者具有上窄下寬的梯形的剖面形狀。
3. 根據申請專利範圍第1項或第2項所述之控制基礎底版下靜水壓裝置，其中，該過濾集水管以及該工程過濾層之間進一步設置有至少一第二排水層，且該第二排水層具有與該排水層相同的結構。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之控制基礎底版下靜水壓裝置，其中，該工程過濾層為一熱熔型不織布。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之控制基礎底版下靜水壓裝置，其中，該過濾集水管外部係部分包覆有一不織布。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之控制基礎底版下靜水壓裝置，其中，該排水格網的厚度為6.2mm，該排水格網的該等連接肋條之間的間距為11.0mm，且該排水格網的該等網線之間的間距為6.0mm。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之控制基礎底版下靜水壓裝置，其中，該防水層為一PE布。