專利名稱：地下建筑物的控制水位的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑工程技術(shù)，是控制地下建筑物周邊水位的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，土地資源越來(lái)越珍貴，建筑物向上往空間發(fā)展，向下往 地下發(fā)展。近年來(lái)大型的地下車庫(kù)、地下商場(chǎng)、地下人行設(shè)施及地下設(shè)備用房 越來(lái)越多。地下室的建造雖然節(jié)約了土地，但其建造成本很高，使用了大量的 混凝土和鋼材。引起地下室造價(jià)過(guò)高的因素很大一部分是為了抵抗地下水的浮 力及壓力。為了抵抗地下水的浮力及壓力，需要利用一些裝置將地下室周邊的 地下水位降低，并控制在一定高度，從而增加了地下室的設(shè)計(jì)及建造費(fèi)用。地下水根據(jù)其埋藏條件分為上層滯水、潛水和承壓水三類。上層滯水是存在于地表巖土層包氣帶中以各種形式出現(xiàn)的水。既有分子 水、結(jié)合水、毛細(xì)水等非重力水，也有屬于下滲的水流和存在于包氣帶中局部 隔水層上的重力水。上層滯水的特征是分布范圍有限，補(bǔ)給區(qū)和分布區(qū)一致， 直接接受當(dāng)?shù)卮髿饨邓虻乇硭a(bǔ)給，以蒸發(fā)和逐漸下滲的形式排泄，水量隨 季節(jié)變化，雨季出現(xiàn)，旱季消失， 一般埋藏較淺。潛水是埋藏在地表以下第一穩(wěn)定隔水層以上的具有自由水面的重力水。潛 水的特征是有隔水底板(不透水層)，無(wú)隔水頂板，能在水平方向流動(dòng)，沒(méi) 有水壓力，分布區(qū)往往與補(bǔ)給區(qū)一致，能流到補(bǔ)給區(qū)較遠(yuǎn)的地方排泄，水位及 水質(zhì)變化較大，易被污染。潛水主要由大氣降水、地表水和凝結(jié)水補(bǔ)給，一般 埋藏較淺。承壓水是存在于兩隔水層之間的有壓地下水。承壓水的特征是上下都有 隔水層，具有明顯的補(bǔ)給區(qū)、承壓區(qū)和排泄區(qū)，補(bǔ)給區(qū)和排泄區(qū)相距很遠(yuǎn)，由于具有隔水頂板，受地表氣候、水文等因素的直接影響較小，具有壓力， 一般 埋藏深，不易被污染。根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范，地下室應(yīng)進(jìn)行抗浮驗(yàn)箅?？辈觳块T應(yīng)提供用于抗浮設(shè) 計(jì)的地下水位。在我國(guó)北方平原地區(qū)，地下水位相對(duì)比較穩(wěn)定，且地質(zhì)勘察部 門長(zhǎng)期對(duì)地下水進(jìn)行觀察，可為設(shè)計(jì)單位提供較為準(zhǔn)確的地下室的抗浮設(shè)計(jì)水 位。而在丘陵地區(qū)和山區(qū)以及我國(guó)南方地區(qū)，地下水位變化很大。對(duì)地下水位 的常年觀測(cè)意義不大。而且由于城市的建設(shè)改變了原始的地貌，使地下水隨地 貌的改變而變化。地質(zhì)勘察部門很難提出 一個(gè)準(zhǔn)確的地下室的抗浮設(shè)計(jì)水位。 地質(zhì)勘察部門往往只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)提供一個(gè)十分保守的地下室的抗浮設(shè)計(jì)水位。 考慮建筑是百年大計(jì)，因此這種方式也是正確的。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中必 須以地質(zhì)勘察部門提供的地下室的抗浮設(shè)計(jì)水位作為設(shè)計(jì)依據(jù)。因此在地下室 的建設(shè)中引起地下室投資大量增加，具體體現(xiàn)在以下幾方面①由于設(shè)計(jì)所取 用的地下室抗浮水位很高，當(dāng)?shù)叵率易灾匦∮谒×r(shí)，必須采取抗浮措施， 主要的抗浮措施為增加結(jié)構(gòu)自重，或地下室底板設(shè)置抗浮錨桿、抗浮樁等抗浮 措施。②由于考慮水位很高，地下水對(duì)側(cè)壁和底板的計(jì)算壓力很大，增加了地 下室側(cè)壁和底板的鋼筋和混凝土用量。③要求使用抗?jié)B等級(jí)高的混凝土。④增 加地下室防水的費(fèi)用。因此很有必要根據(jù)地下水的類型在設(shè)計(jì)中分別考慮。現(xiàn)有這方面的技術(shù)(如2005年3月22日申請(qǐng)的中國(guó)專利，申請(qǐng)?zhí)枮?200510038548.6)公開(kāi)了在地下室底板下設(shè)置盲溝，將盲溝通過(guò)管道匯集一起， 往上接到設(shè)計(jì)的高度后將水排入地下室，再抽水到地下室周邊的排水系統(tǒng)。該 技術(shù)的缺點(diǎn)是①當(dāng)?shù)叵率以O(shè)計(jì)考慮了下部巖土的承載力時(shí)，盲溝對(duì)巖土的力 學(xué)性能有破壞作用，不利于地下室的設(shè)計(jì)。②該裝置匯集水的水流方向是從下 往上流入地下室，盲溝里的水借助地下水的壓力通過(guò)豎向管道往上流，由于地 下水中一般都帶有一定的泥砂和懸浮物，因此豎向管道容易堵塞。③由于房屋 的使用年限一般為50 100年，因此需要檢修，而該技術(shù)的管道設(shè)置在地下室 底板以下，給檢修帶來(lái)了很大的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述地下室設(shè)計(jì)的缺陷， 提供一種可控制地下室周圍的地下水位高度的系統(tǒng)，解決地下水位過(guò)高的問(wèn) 題。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述地下室設(shè)計(jì)的 缺陷，提供一種可控制地下室周圍的地下水位高度的方法，解決地下水位過(guò)高 的問(wèn)題。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所釆用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種地下建筑物的控制 水位的方法，在地下建筑物的側(cè)壁的一定高度上設(shè)置排水通道，通過(guò)所述排水 通道將地下水弓I入到地下建筑物內(nèi)進(jìn)行匯聚，再進(jìn)行排出。在本發(fā)明的地下建筑物的控制水位的方法中，所述排水通道的進(jìn)水口位于 上層滯水層和潛水層范圍內(nèi)，當(dāng)所述地下建筑物外部的水位高于所述排水通道 的進(jìn)水口時(shí)，高出的地下水通過(guò)所述排水通道流入到所述地下建筑物內(nèi)，并匯 集在所述地下建筑物的集水坑內(nèi)。在本發(fā)明的地下建筑物的控制水位的方法中，當(dāng)集水坑內(nèi)的水位到達(dá)設(shè)定 高度時(shí)，通過(guò)潛水泵抽取集水坑內(nèi)的積水，排到地表的雨水井。在本發(fā)明的地下建筑物的控制水位的方法中，所述地下建筑物外部的地下 水通過(guò)排水孔和排水溝匯集到所述集水坑；或者通過(guò)排水管匯集到所述集水 坑；或者首先通過(guò)設(shè)置在所述地下建筑物的盲溝以及設(shè)有透水孔的盲溝導(dǎo)管將 地下水匯集，然后再通過(guò)排水管匯集到所述集水坑。本發(fā)明解決其另一技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種地下建筑物的 控制水位的系統(tǒng)，在地下建筑物的側(cè)壁的一定高度位置處設(shè)置有排水通道，所 述排水通道連通所述地下建筑物的內(nèi)部與外部，并匯集所述地下建筑物外部的 地下水至所述地下室內(nèi)部；在所述地下建筑物內(nèi)還設(shè)有抽水裝置，將匯集的地 下水抽出地下建筑物。本發(fā)明的地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)中，所述排水通道包括在所述側(cè)壁 上開(kāi)設(shè)有排水孔以及在所述排水孔下方設(shè)置的排水溝；或者所述排水通道包括 在所述側(cè)壁上開(kāi)設(shè)的孔位、通過(guò)所述孔位連通所述地下建筑物內(nèi)部與外部的排
本發(fā)明的地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)中，所述排水通道包括在所述側(cè)壁 上開(kāi)設(shè)的孔位，通過(guò)所述孔位連通所述地下建筑物內(nèi)部與外部的排水管、以及與所述排水管的進(jìn)水口連通的盲溝導(dǎo)管；所述盲溝導(dǎo)管的管壁上設(shè)有透水孔。本發(fā)明的地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)中，所述地下建筑物內(nèi)設(shè)有集水 坑，與所述排水通道的出水口連通，匯集來(lái)自所述排水通道的地下水。本發(fā)明的地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)中，在所述集水坑內(nèi)設(shè)置有潛水 泵，排出集水坑內(nèi)的水。本發(fā)明的地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)中，在排水 L、排水管或盲溝導(dǎo)管 的外圍設(shè)置有反濾層；所述反濾層包括內(nèi)層卵石或礫石層、以及在所述卵石或 礫石層外圍的堆砂層。利用本發(fā)明的地下建筑物的控制水位的方法及系統(tǒng)，具有以下有益效果 通過(guò)在地下建筑物的側(cè)墻開(kāi)設(shè)排水通道，控制地下室周圍的地下水位高度，從 而可以通過(guò)自己確定的排水孔高度來(lái)確定地下建筑物的抗浮水位，可有效的解 決地下建筑物的抗浮和底板、側(cè)壁造價(jià)高的問(wèn)題；這種方法及系統(tǒng)施工簡(jiǎn)單， 不需要專業(yè)人員均可操作，可實(shí)施性強(qiáng)，由于匯集水流是由高處往低處流，不 容易堵塞，設(shè)置了檢修口可靠性高；而且管道在地下室側(cè)壁邊，埋深較淺檢修 方便，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯，可廣泛應(yīng)用于各種不同地質(zhì)條件下的地下建 筑物。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖1:為本發(fā)明地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的平面示意圖；圖2:為本發(fā)明地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的工作原理圖；圖3:為本發(fā)明地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的利用摔水管 的排水通道的示意圖；圖4:為本發(fā)明地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的利用排水溝 的排水通道的示意圖；圖5:為本發(fā)明地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)的第二實(shí)施例的平面示意圖；圖6:為本發(fā)明地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)的第二實(shí)施例的工作原理圖；圖7:為本發(fā)明地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)的第二實(shí)施例的排水通道的 示意圖；圖8:為本發(fā)明地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)的第二實(shí)施例的沖洗檢查井 的示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的地下建筑物的控制水位的方法及系統(tǒng)是通過(guò)在地下室側(cè)壁一定 高度上開(kāi)設(shè)排水孔，并通過(guò)孔洞、管道或側(cè)壁的盲溝將地下水引入地下建筑物 內(nèi)，通過(guò)管道和排水溝將水匯集在集水坑內(nèi)統(tǒng)一排除。下面以地下室作為例子 進(jìn)行說(shuō)明，所述地下建筑物也可以為地下車庫(kù)等其他建筑物。其工作原理是由于地下室側(cè)壁開(kāi)孔，就好像一個(gè)水池周邊設(shè)置了溢水 口且其排水能力大于進(jìn)水量，水位最高只能達(dá)到溢水口高度。因此在地下室周 邊設(shè)置足夠多的排水口 ，可將地下室周圍的地下水位高度控制在地下室側(cè)壁開(kāi) 孔的高度，從而可以通過(guò)自己確定的排水孔高度來(lái)確定地下建筑物的抗浮水 位。另外，地下水作為城市的資源，不能大量的抽排。大量抽排地下水可造成 周邊的地面和建筑物的下沉，同時(shí)會(huì)使得土壤變得干燥對(duì)綠化等生態(tài)均會(huì)造成 影響。因此在地下室側(cè)壁設(shè)置的排水孔的高度必須依據(jù)地質(zhì)勘察部門提供的地 下水資料來(lái)確定，在地下室位于上層滯水層和潛水層范圍內(nèi)時(shí)應(yīng)用本發(fā)明。當(dāng) 地下室側(cè)壁范圍內(nèi)有上層滯水和潛水時(shí)，可在地下室側(cè)壁設(shè)置排水孔，排水孔 的高度在冬季和夏季的地下水之間。排水孔所排的水主要是暴雨或雨季期間補(bǔ) 給的地表水。未設(shè)排水孔的地下室因?yàn)橐紤]50年一遇的地下最高水位。因 此設(shè)計(jì)十分浪費(fèi)，設(shè)置排水孔的地下室由于暴雨或雨季期間滲入地下的地表水
已通過(guò)排水孔進(jìn)入地下室，因此地下室周邊的水位就控制在排水孔的高度。設(shè) 計(jì)可通過(guò)自己確定的排水孔高度來(lái)確定其地下室的抗浮水位。由于只有在下雨 期間才有水通過(guò)排水孔迸入地下室，因此其全年抽水的水量也不大，平時(shí)的運(yùn) 行費(fèi)用也不大。在設(shè)計(jì)排水孔的位置時(shí)，首先根據(jù)地質(zhì)勘察部門提供的地下水資料可査 出其最高水位、最低水位，地下水的抗浮設(shè)計(jì)水位。分清地下室高度范圍內(nèi)的 地下水類型。將排水孔的高度定在冬季和夏季的地下水位之間。 一般比地質(zhì)勘察部門提供的地下水的抗浮設(shè)計(jì)水位低1.5 2.5米。匯水的方法可分為內(nèi)匯水法和外匯水法。如圖l、 2、 3、 4所示，是本發(fā)明的第一實(shí)施例，其釆用內(nèi)匯水法在設(shè) 計(jì)控制的水位標(biāo)高處設(shè)置排水通道3，所述排水通道3可以為大小100x150矩 形排水孔或的圓形排水管4或者排水孔和排水管的混合使用。所述排水 通道3的間距為2 4米，沿地下室周邊設(shè)置。在地下室內(nèi)設(shè)置有集水坑9， 用于收集來(lái)自所述排水通道3的地下水，所述集水坑9可根據(jù)地下室的大小和 排水孔(或排水管)布置的方便程度設(shè)置一個(gè)和多個(gè)。如圖2和圖3所示，是本發(fā)明的排水通道使用排水管4的具體實(shí)施例的 示意圖。首先在地下室的側(cè)壁8的適當(dāng)位置開(kāi)設(shè)孔位，然后將排水管4通過(guò)所 述孔位由地下室內(nèi)伸出到室外，進(jìn)行地下水的排泄。為了防止地下水從所述孔 位滲入，在所述排水管4位于所述孔位的位置處的外圍套設(shè)有防水套管10, 起到防水作用。如圖4所示，是本發(fā)明的排水通道使用排水溝2的具體實(shí)施例的示意圖。 首先，在地下室的側(cè)壁8的適當(dāng)位置開(kāi)設(shè)孔位，形成引入地下室外的地下水的 排水孔3。然后，在所述排水孔3的下方位置處設(shè)置排水溝2，以收集來(lái)自排 水孔3的地下水?？梢岳斫獾模潘?和排水溝2的結(jié)構(gòu)形式可以分別獨(dú)立使用，也可 以根據(jù)具體的情況來(lái)混合使用。所述排水管4或排水溝2與集水坑9連通，地下水通過(guò)排水管4或排水 溝2匯集到集水坑9。集水坑9內(nèi)設(shè)置潛水泵5,當(dāng)集水坑9內(nèi)水位達(dá)到設(shè)計(jì)
高度時(shí)，潛水泵5自動(dòng)啟動(dòng)通過(guò)抽水管道6將水排出地下室，到達(dá)地表的雨水 井7或直接排走?？紤]到臺(tái)風(fēng)和雷雨季節(jié)，通常容易引起停電，而此時(shí)又是地 下水排量最大的時(shí)候，需要抽水，為確保地下室不被水浸，尚應(yīng)增加一路備用 電源或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，以便在正常的電源停電時(shí)可以通過(guò)備用電源或柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 啟動(dòng)潛水泵5，使其正常運(yùn)行。
為了防止排水孔3或者排水管4的堵塞，在排水孔3或排水管4的進(jìn)口 處設(shè)置反濾層1,反濾層1必須用透水材料如卵石或礫石11、砂12等堆積而 成。例如，在外層堆砂12，內(nèi)層堆卵石或礫石11。對(duì)于排水管4，應(yīng)在深入 反濾層l的管道上開(kāi)孔后，并用無(wú)紡布13包裹，以起到更好的過(guò)濾作用。另 外，還可以在地下室內(nèi)排水管道4設(shè)置檢查口 14預(yù)防排水管道4堵塞。
如圖5、 6、 7、 8所示，使本發(fā)明的第二實(shí)施例，其采用外匯水法在設(shè) 計(jì)控制的水位標(biāo)高處設(shè)置盲溝15，在一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)和轉(zhuǎn)角處設(shè)置盲溝沖洗 檢査井16,預(yù)防盲溝導(dǎo)管20堵塞。在盲溝15內(nèi)設(shè)置盲溝導(dǎo)管20,通過(guò)盲溝 導(dǎo)管20將地下水匯入地下室，然后再采用與內(nèi)匯水法的方式相同的方法將水 排出地下室。盲溝導(dǎo)管20上設(shè)置有透水孔，以利于地下水進(jìn)入盲溝導(dǎo)管20， 再用無(wú)紡布13包裹，盲溝導(dǎo)管20在外層堆砂12，內(nèi)層堆卵石或礫石11,起 到過(guò)濾等作用。盲溝沖洗檢查井16內(nèi)的立管18不應(yīng)鉆孔，立管18頂部應(yīng)設(shè) 置法蘭盤17封堵，避免雜物進(jìn)入盲溝，法蘭盤17上應(yīng)設(shè)置檢查井蓋19保護(hù)。
本發(fā)明上述的管道的選擇對(duì)于沒(méi)有壓力的管道，例如排水4可以價(jià)格 較便宜的管道，對(duì)于接潛水泵5的抽水管道6必須采用能承受壓力的管道。地下室排水孔3或排水管4的數(shù)量，排水管4、盲溝導(dǎo)管20、抽水管道6 的管徑及潛水泵5的功率均應(yīng)通過(guò)計(jì)算獲得。
權(quán)利要求
1、一種地下建筑物的控制水位的方法，其特征在于，在地下建筑物的側(cè)壁的一定高度上設(shè)置排水通道，通過(guò)所述排水通道將地下水引入到地下建筑物內(nèi)進(jìn)行匯聚，再進(jìn)行排出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下建筑物的控制水位的方法，其特征在于， 所述排水通道的進(jìn)水口位于上層滯水層和潛水層范圍內(nèi)，當(dāng)所述地下建筑物外 部的水位高于所述排水通道的進(jìn)水口時(shí)，高出的地下水通過(guò)所述排水通道流入 到所述地下建筑物內(nèi)，并匯集在所述地下建筑物的集水坑內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)集水坑內(nèi)的水位到達(dá)設(shè) 定高度時(shí)，通過(guò)潛水泵抽取集水坑內(nèi)的積水，排到地表的雨水井。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述地下建筑物外部的地 下水通過(guò)排水孔和排水溝匯集到所述集水坑；或者通過(guò)排水管匯集到所述集水 坑；或者首先通過(guò)設(shè)置在所述地下建筑物的盲溝以及設(shè)有透水孔的盲溝導(dǎo)管將 地下水匯集，然后再通過(guò)排水管匯集到所述集水坑。
5、 一種地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)，其特征在于，在地下建筑物的側(cè) 壁的一定高度位置處設(shè)置有排水通道，所述排水通道連通所述地下建筑物的內(nèi) 部與外部，并匯集所述地下建筑物外部的地下水至所述地下室內(nèi)部；在所述地 下建筑物內(nèi)還設(shè)有抽水裝置，將匯集的地下水抽出地下建筑物。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)，其特征在于， 所述排水通道包括在所述側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有排水孔以及在所述排水孔下方設(shè)置的 排水溝；或者所述排水通道包括在所述側(cè)壁上開(kāi)設(shè)的孔位、通過(guò)所述孔位連通 所述地下建筑物內(nèi)部與外部的排水管。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)，其特征在于， 所述排水通道包括在所述側(cè)壁上開(kāi)設(shè)的孔位，通過(guò)所述孔位連通所述地下建筑 物內(nèi)部與外部的排水管、以及與所述排水管的進(jìn)水口連通的盲溝導(dǎo)管；所述盲 溝導(dǎo)管的管壁上設(shè)有透水孔。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)，其特征在 于，所述地下建筑物內(nèi)設(shè)有集水坑，與所述排水通道的出水口連通，匯集來(lái)自 所述排水通道的地下水。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)，其特征在子， 在所述集水坑內(nèi)設(shè)置有潛水泵，排出集水坑內(nèi)的水。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的地下建筑物的控制水位的系統(tǒng)，其特征在于, 在排水孔、排水管或盲溝導(dǎo)管的外圍設(shè)置有反濾層；所述反濾層包括內(nèi)層卵石 或礫石層、以及在所述卵石或礫石層外圍的堆砂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地下建筑物的控制水位的方法及系統(tǒng)。通過(guò)在地下建筑物的側(cè)壁的一定高度上設(shè)置排水通道，通過(guò)所述排水通道將地下水引入到地下建筑物內(nèi)進(jìn)行匯聚，再進(jìn)行排出。從而可以通過(guò)自己確定的排水孔高度來(lái)確定地下建筑物的抗浮水位，可有效的解決地下建筑物的抗浮和底板、側(cè)壁造價(jià)高的問(wèn)題；這種方法及系統(tǒng)施工簡(jiǎn)單，不需要專業(yè)人員均可操作，可實(shí)施性強(qiáng)，由于匯集水流是由高處往低處流，不容易堵塞，設(shè)置了檢修口可靠性高；而且管道在地下室側(cè)壁邊，埋深較淺檢修方便，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯，可廣泛應(yīng)用于各種不同地質(zhì)條件下的地下建筑物。
文檔編號(hào)E02D19/20GK101126242SQ20061006216
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2006年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月16日
發(fā)明者騏 張 申請(qǐng)人:騏 張