[发明专利]自流排水限压抗浮结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种自流排水限压抗浮结构及施工方法，由透水系统、集水系统、排水系统和监测控制系统组成的主动抗浮结构；所述透水系统过滤土层中土颗粒使压力水汇聚到集水系统中，导流入排水系统，监测控制系统根据抗力与水浮力关系，基底上浮位移量实时调控排水，控制基底压力水头，利用场地地势高差布设重力流管道排至市政管网或蓄水池，此抗浮结构布置在地下建筑物的防水层以外便于施工和维护，实现了水浮力与抗力的动态平衡。本发明专利具有抗浮有效、施工简单和经济环保的优点，有效解决地下结构抗浮所面临安全、可持续发展和环境保护问题，为地下空间开发提供有力的技术支撑。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种自流排水限压抗浮结构及施工方法。

背景技术

随着城市地下空间的不断开发和利用，地下建/构筑物地下室上浮的事故时有发生，造成了极大的社会影响和经济损失。如何经济、有效解决地下结构的抗浮问题，成为地下空间开发过程的热点和重点关键之一。当前各国对于地下结构抗浮设计多采用“抗”的方式设计，如采用增加自重法、抗拔桩或抗拔锚杆等抗浮结构，存在费用过高及具有安全风险性。排水限压技术采用“放”的思路进行水浮力的处理，是一种施工简单、经济性好的抗浮方法。

但现有的主动抗浮技术主要存在以下问题：1)集水坑布置在地下室内，引起地下室潮湿，同时存在集水坑中水外溢风险；2)排水管穿过防水层，施工难度大，在接缝处易渗水；3)运营期持续抽排水，消耗大量能源；4)大量排泄地下水引发周边地表沉降和附近建筑的破坏；5)无法监测建筑结构提供抗浮力，只能保守的将可变荷载和侧壁摩阻力忽略不计，导致部分工程抗浮设计浪费惊人；6)排水不畅引发的结构破坏等问题。由于存在上述不足，本领域需进一步完善和改进，设计一种适用于地下建/构筑物的自流排水限压抗浮结构，满足其的抗浮稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种自流排水限压抗浮结构及施工方法，实现了有限制的排水，节约地下水资源，达到限压的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自流排水限压抗浮结构，由透水系统、集水系统、排水系统和监测控制系统组成；所述透水系统和所述集水系统设于地下建筑物的底部，所述排水系统连接于所述集水系统，所述透水系统过滤土层中土颗粒使压力水汇聚到所述集水系统中并导流入所述排水系统，所述监测控制系统用于监测所述地下建筑物的受力和上浮情况并根据受力和上浮情况实时控制所述集水系统和所述排水系统排出地下水以控制基底压力，所述排水系统是利用场地地势高差布设的重力流管道并连通至市政管网或蓄水池。

可选地，所述透水系统由过滤层、设于所述过滤层上层的导水层和设于所述导水层上层的隔离层组成；所述过滤层采用土工布，铺设连续、顺直、表面平整；所述导水层采用粒径为10～20mm的砾石或碎石，所述导水层的厚度不小于300mm；隔离层是防止浇筑基础底板时混凝土浆液渗入所述导水层内的隔离膜。

可选地，所述集水系统位于所述过滤层和所述导水层之间，所述集水系统包括由沿地下建筑物底部纵、横两个方向均匀设置的多根多孔聚氯乙烯管组成的水平集水管网。

可选地，所述排水系统包括排水廊道，所述排水廊道沿所述地下建筑物外侧面的四周呈环状布置，且埋置深度低于所述排水廊道的抗浮力可抵抗基底水头的位置，地下水沿着所述排水廊道自流至市政管网或蓄水池。

可选地，所述排水廊道为设于所述地下建筑物侧边且上部覆土的外挑结构。

可选地，所述监测控制系统包括结构抗浮力监测单元、基底浮力监测单元、基底位移监测单元和排水阀室，分别用于监测地下建筑物所受抗浮力、浮力、基底位移量和控制排水设备工作状态；多个所述排水阀室沿地下建筑物周侧点状分布且分别位于所述地下建筑物和所述排水系统之间将所述集水系统与所述排水系统连接。

可选地，所述排水阀室内设有向上方拱起的排水管，所述排水管的一端与所述集水系统的出水端连接、另一端与所述排水系统连接，所述排水管上设有流量器、开关阀、止逆阀。