專利名稱：建筑物或構(gòu)筑物的水浮力控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及土木工程與建筑領(lǐng)域，尤其涉及一種建筑物或構(gòu)筑物的水浮力控制裝置。
背景技術(shù)：
在地下水水位比較高的地區(qū)(例如上海、杭州、廈門、蕪湖等城市)建造建筑物或構(gòu)筑物時(shí)，如果需設(shè)置地下室，不可避免地需要承受很大的地下水水浮力的作用。地下室設(shè)置層數(shù)越多，埋置深度就越深，地下室所承受的水浮力的作用就越大，直接承受水浮力作用的底板的內(nèi)力就越大，底板配筋量也相應(yīng)增加。同時(shí)因水浮力的存在使地下室存在向上浮起的不穩(wěn)定趨勢(shì)，對(duì)上部結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生不利的影響。所以地下室在地下水浮力作用下的穩(wěn)定性是地下水水位比較高的地區(qū)的建筑物或構(gòu)筑物地下室設(shè)計(jì)中首先需要解決的問(wèn)題。目前，在地下室抗浮設(shè)計(jì)和施工技術(shù)中，常用的解決地下室在地下水浮力作用下的穩(wěn)定性問(wèn)題的方法不外乎二種結(jié)構(gòu)配重法和地基錨樁法。結(jié)構(gòu)配重法是通過(guò)增加地下室或上部建筑的結(jié)構(gòu)材料自重或在地下室底板或頂板上覆蓋一定厚度的回填土的方法平衡地下水浮力作用，滿足穩(wěn)定性要求。例如常采用增加地下室底板、頂板或側(cè)壁等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面厚度，有時(shí)也可采用比普通混凝土容重大的結(jié)構(gòu)材料，例如鐵屑混凝土等；采用將地下室底板向地下室側(cè)壁以外延伸一定長(zhǎng)度懸挑段，通過(guò)增加底板延伸段上的覆土重量和結(jié)構(gòu)自重一起平衡地下水浮力作用也是一種常用的抗浮手段。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面厚度和回填覆土厚度均需要根據(jù)抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算確定。采用該結(jié)構(gòu)方法的優(yōu)點(diǎn)是就地取材、施工簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是需要通過(guò)增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸的方式來(lái)增加結(jié)構(gòu)自重，是一種“消極抵抗”、“死搬硬扛”的辦法，混凝土和鋼筋等建筑材料耗費(fèi)量很大，地下室埋置深度越深，水浮力越大，材料耗費(fèi)量就越大，當(dāng)?shù)叵滤×h(yuǎn)遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)物自重時(shí)，僅靠增加結(jié)構(gòu)自重的方法可能仍無(wú)法滿足穩(wěn)定性要求。因此這種方法只能在地下室埋置深度比較淺的工程中使用，例如單層地下室，使用范圍比較小，具有很大的局限性，性價(jià)比(抗浮效率)比較低，并可能會(huì)影響到建筑內(nèi)部的使用功能。地基錨樁法是采用在地下室底板下設(shè)置抗拔樁或抗浮錨桿，通過(guò)抗拔樁或抗浮錨桿在土層或巖層中的側(cè)阻力和粘結(jié)力來(lái)抵抗和平衡地下水的浮力?？拱螛队迷谕翆拥鼗垢≈?，常用的抗拔樁型有鋼筋混凝土預(yù)制方樁、鋼筋混凝土灌注樁和高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等；抗浮錨桿通常用在巖石地基抗浮中，是一種純粹抗拔的構(gòu)件。這種方法目前在單層或多層地下室工程中得到普遍使用，其優(yōu)點(diǎn)是能夠充分利用抗拔樁、錨桿與土或巖層之間的粘阻性能，不需要增加地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面厚度，缺點(diǎn)是需要進(jìn)行深基礎(chǔ)的施工，施工環(huán)節(jié)較多。在地下水浮力越大的情況下，抗拔樁或抗浮錨桿的長(zhǎng)度就越大，數(shù)量也越多，由此產(chǎn)生的樁基礎(chǔ)部分的投資造價(jià)越大。特別需要指出的是，當(dāng)抗拔樁比較長(zhǎng)時(shí)需要進(jìn)行接樁處理，樁接頭焊接質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到抗浮效果，焊接質(zhì)量不好將會(huì)存在抗浮失效的隱患。例如高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的接頭在目前的施工條件下的焊接質(zhì)量很難滿足設(shè)計(jì)要求，在抗浮樁選型中已較少采用。結(jié)構(gòu)配重法和地基錨樁法均屬于消極被動(dòng)型的抵抗水浮力的方法，這兩種方法均不能減小或消除地下水的浮力，地下室底板下的很大的水壓力始終存在，如果處理不當(dāng)，很可能造成地下室混凝土底板或外墻的滲水，影響地下室的使用，降低地下室混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和使用年限。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種建筑物或構(gòu)筑物的水浮力控制裝置，旨在解決上述的問(wèn)題。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括帶防水功能的地下室混凝土底板；還包括至少一根水位控制管；所述的至少一根水位控制管固定安置在地下室的周圍；在所述的帶防水功能的地下室混凝土底板下依次安置混凝土墊層、塑料膜、中粗砂以及透水土工布；所述的中粗砂的厚度是以水位控制管為中心呈中間深、兩邊淺形狀；所述的水位控制管底端插入在中粗砂中并與集水箱相連；所述的水位控制管與安置在地下室外的主排水管道相連；在所述的主排水管道上安置第一控制閥門。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是由于是通過(guò)合理抽取地下室底板及周邊一定范圍內(nèi)的地下水，降低該范圍內(nèi)地下水水位的高度，并控制地下水水位標(biāo)高在設(shè)計(jì)預(yù)期的范圍內(nèi)，以減小地下水水浮力的作用，滿足地下室抗浮穩(wěn)定性要求。

圖1是本實(shí)用新型的原理圖。圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述由圖2可見本實(shí)用新型包括帶防水功能的地下室混凝土底板I ;還包括至少一根水位控制管2 ;所述的至少一根水位控制管2固定安置在地下室的周圍；在所述的帶防水功能的地下室混凝土底板I下依次安置混凝土墊層11、塑料膜12、中粗砂13以及透水土工布14 ;所述的中粗砂13的厚度是以水位控制管2為中心呈中間深、兩邊淺形狀；所述的水位控制管2底端插入在中粗砂13中并與集水箱(圖中未ττΟ相連；所述的水位控制管2與安置在地下室外的主排水管道3相連；在所述的主排水管道3上安置第一控制閥門31。所述的水位控制管2還與安置在地下室外的備用排水管道4相連；在所述的備用排水管道4上安置第二控制閥門41。所述的中粗砂13厚度的深淺比例在3-5之間。在所述的水位控制管2的底端還安置一絲網(wǎng)濾水球21。由圖1可見，圖中Ρ表示地下室及其上部結(jié)構(gòu)總重量；ql表示地下室承受的地下水水浮力；q2表示地下室承受的地基土反力；[0022]2表示水位控制管；5表不地下室；51表示加固地下室的混凝土柱；C表不室外地面標(biāo)聞；B表示地下水位標(biāo)高；A表示設(shè)計(jì)水位標(biāo)高。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思路為實(shí)時(shí)控制地下水水位的標(biāo)高，當(dāng)?shù)叵滤粯?biāo)高高于設(shè)計(jì)抗浮控制水位時(shí)，說(shuō)明此時(shí)地下水水浮力大于建筑物結(jié)構(gòu)的自重，應(yīng)打開水位控制管閥門，抽排地下水直至地下水水位標(biāo)高回復(fù)到設(shè)計(jì)抗浮控制水位；反之，當(dāng)?shù)叵滤粯?biāo)高低于設(shè)計(jì)抗浮控制水位時(shí)，說(shuō)明此時(shí)地下水水浮力小于建筑物結(jié)構(gòu)的自重，此時(shí)可根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求選擇是否需要在水位控制管內(nèi)回灌水直至地下水水位標(biāo)高回復(fù)到設(shè)計(jì)抗浮控制水位，以滿足地基承載力的要求。本實(shí)用新型是利用基礎(chǔ)底面以下存在粘土等低透水性土層的特性，在基礎(chǔ)底板下預(yù)先鋪設(shè)建造一層中粗砂作為人工透水層，并與水位控制管和排水管共同構(gòu)成一個(gè)封閉式排水管網(wǎng)系統(tǒng)，將經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)底部之地下水通過(guò)水位控制管和排水管排至集水箱中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間再以抽水機(jī)排除，當(dāng)抽取基礎(chǔ)底板下的地下水的能力遠(yuǎn)大于滲流入基礎(chǔ)底板之地下水時(shí)，基礎(chǔ)底板下便不會(huì)形成水壓力。本實(shí)用新型施工過(guò)程是①圍護(hù)結(jié)構(gòu)(例如地下連續(xù)墻)施工；②井點(diǎn)降水后進(jìn)行基坑開挖施工；③在整平的基坑土面上鋪設(shè)透水土工布；④在透水土工布上鋪設(shè)中粗砂，厚度100mm，在設(shè)置水位控制管的位置處鋪設(shè)中粗砂的厚度增加為400mm，形成砂碗狀，并在砂碗內(nèi)埋設(shè)水位控制管和其底部的絲網(wǎng)濾水球(此時(shí)應(yīng)臨時(shí)固定水位控制管，不使之偏位或傾斜)，水位控制管的設(shè)置數(shù)量和間距應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定，一般可按16. 8米xl6. 8米的間距布置，建議設(shè)置在混凝土柱邊或墻邊，以不影響建筑地下室使用功能為宜；⑤在中粗砂面上鋪設(shè)塑料薄膜；⑥在塑料薄膜上澆注50厚的素混凝土墊層，并在墊層上鋪設(shè)防水材料。⑦底板內(nèi)預(yù)先設(shè)置水平方向的排水管道，在水位控制管與地下室底板的接合部位應(yīng)進(jìn)行防水處理，例如設(shè)置兩道剛性環(huán)形止水鋼板，然后澆搗混凝土底板；⑧將水位控制管與排水管進(jìn)行連通。⑨當(dāng)?shù)叵率医Y(jié)構(gòu)施工完畢并進(jìn)行基坑回填后，撤除降水井點(diǎn)，使地下水水位逐步回升，當(dāng)水位回升至設(shè)計(jì)抗浮水位時(shí)，地下水水浮力與結(jié)構(gòu)自重平衡。⑩當(dāng)?shù)叵滤焕^續(xù)上升時(shí)，應(yīng)及時(shí)抽排管內(nèi)的地下水至排水管內(nèi)排除。
權(quán)利要求1.一種建筑物或構(gòu)筑物的水浮力控制裝置，包括帶防水功能的地下室混凝土底板；其特征在于還包括至少一根水位控制管；所述的至少一根水位控制管固定安置在地下室的周圍；在所述的帶防水功能的地下室混凝土底板下依次安置混凝土墊層、塑料膜、中粗砂以及透水土工布；所述的中粗砂的厚度是以水位控制管為中心呈中間深、兩邊淺形狀；所述的水位控制管底端插入在中粗砂中并與集水箱相連；所述的水位控制管與安置在地下室外的主排水管道相連；在所述的主排水管道上安置第一控制閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物或構(gòu)筑物的水浮力控制裝置，其特征在于所述的水位控制管還與安置在地下室外的備用排水管道相連；在所述的備用排水管道上安置第二控制閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物或構(gòu)筑物的水浮力控制裝置，其特征在于所述的中粗砂厚度的深淺比例在3-5之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物或構(gòu)筑物的水浮力控制裝置，其特征在于在所述的水位控制管的底端還安置一絲網(wǎng)濾水球。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種建筑物或構(gòu)筑物的水浮力控制裝置，包括帶防水功能的地下室混凝土底板；還包括至少一根水位控制管；所述的至少一根水位控制管固定安置在地下室的周圍；在所述的帶防水功能的地下室混凝土底板下依次安置混凝土墊層、塑料膜、中粗砂以及透水土工布；所述的中粗砂的厚度是以水位控制管為中心呈中間深、兩邊淺形狀；所述的水位控制管底端插入在中粗砂中并與集水箱相連；所述的水位控制管與安置在地下室外的主排水管道相連；在所述的主排水管道上安置第一控制閥門；本實(shí)用新型的有益效果是由于是通過(guò)合理抽取地下室底板及周邊一定范圍內(nèi)的地下水，以減小地下水水浮力的作用，滿足地下室抗浮穩(wěn)定性要求。
文檔編號(hào)E02D31/12GK202850062SQ20122046807
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者江歡成, 杜剛, 李英路 申請(qǐng)人:上海江歡成建筑設(shè)計(jì)有限公司