一种连通器型工具式抗浮治理泄压装置和泄压方法与流程

1.本发明属于地下室抗浮治理技术领域，具体为一种连通器型工具式抗浮治理泄压装置和泄压方法。


背景技术：

2.随着我国工程建设的快速发展，既有建筑保有量及新建工程数量级均大幅增长，由于特殊天气与环境改变等导致短期水位上涨，地下工程的抗浮抗渗问题日益突出。近年来出现了许多地下室整体或局部上浮、结构构件损伤、渗漏履治不止的现象，造成了或大或小的经济损失和恶劣的社会影响。
3.传统的增设抗浮锚杆、抗拔桩和增加上部荷载等被动处理方式，造价高昂、施工难度大，且极端天气存有不可预估性，二次设防仍存有被突破可能。采用排水泄压的主动抗浮措施可大大降低工程造价，兼之施工简便、安全可靠，逐渐成为工程抗浮的主要组成部分。目前，已经初步形成了一些机械式、电子式排水泄压装置，但机械式装置往往需要人工定时查看水位及人工开阀泄压、费时费力且应对突发情况人为因素过大，电子式泄压装置又成本较高且不易维护检修。
4.公开号为cn106193132b的中国发明专利公开了一种用于深基坑高水位建筑物底板的泄压抗浮系统及其用于泄压抗浮的方法，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。
5.这种泄压抗浮系统及抗浮方法虽然可以自动排水泄压，且水流平缓，但是地下室底板经常需要承受较高的水压。


技术实现要素：

6.本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种连通器型工具式抗浮治理泄压装置和泄压方法。
7.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
8.一种连通器型工具式抗浮治理泄压装置，包括地下室的底板，所述底板上设有集水井，所述集水井内沿竖直方向设有导管，所述导管的底端贯穿所述集水井的底壁和所述底板并延伸至所述底板下方，所述导管顶端端口通过三通接头连通有u型管，所述u型管两端的管口均竖直朝下设置，所述u型管远离所述导管的一端的管口位于所述集水井内；所述三通接头上与所述导管和所述u型管均相邻的接口通过法兰盘密封；所述集水井的井底设有自动排水泵。
9.本发明通过设置的导管和u型管形成一个连通器结构，用于将地下室底板下方的积水导出，连通器结构的最高点位于地下室抗浮设防水位的高度，u型管远离导管的一端端口位于集水井内下部，如遇连续强降雨等极端天气，场地汇水流入地下室肥槽或者地下水受径流补给后形成较高的水头压力，当地下室底板承受的水压达到抗浮设防压力时，地下室底板下方的积水在水压作用下进入导管，并上升，越过u型管的拐弯处，即越过连通器结构的最高点，从u型管远离所述导管的一端端口排进集水井，并被自动排水泵排走，当积水开始被从地下室底板下方压进集水井后，因为连通器结构的设置，使得地下室底板下方的积水被不断排进集水井，直至地下室底板下方的水头压力降低到只够将水压到u型管远离所述导管的一端端口的高度，这种设置，既可以自动排水泄压，避免地下室底板出现因超限水浮力而产生裂缝或整体上浮，确保结构安全，又可以使地下室底板承受的水压长时间处于较小的水平，对其起到保护作用，而且一次性将地下室底板下方的水压降下去，能够降低排水次数，增大排水间隔时间，避免频繁启动自动排水泵，有利于延长自动排水泵的使用寿命。
10.本发明的三通接头的三个接口，其中两个接口分别与导管和u型管连接，剩下的一个接口通过法兰盘密封，被密封的这个接口可以在导管堵塞时打开，用于反冲检修。
11.进一步地，所述底板下方开设有过滤坑，所述导管的底部位于所述过滤坑内，且所述过滤坑的坑底与所述导管底端之间的距离大于300mm，所述过滤坑内设有粗砂层，所述粗砂层与所述过滤坑的坑壁之间设有石子层，所述石子层厚度为100mm，所述石子层的石子粒径为5-10mm，石子层为铺设的石子，粗砂层为填充的粗砂，通过在过滤坑内设置石子层和粗砂层，对地下水层层过滤，避免连通器结构堵塞，影响排水泄压。
12.进一步地，所述导管底端端口设有用于过滤的集水管，加强对地下水的过滤。
13.进一步地，所述集水管为无纺布花管。
14.进一步地，所述导管位于所述集水井底壁内的部分的外周套设有数个遇水膨胀橡胶圈，避免地下室的底板下方的积水通过导管与混凝土之间的缝隙涌进集水井，导致积水不通过连通器结构直接进入集水井，使得自动排水泵需要频繁开启进行排水。
15.进一步地，所述导管外周固定有钢盘，所述钢盘通过化学螺栓与所述集水井的内底面固定，能够加强导管与集水井井底的连接关系，导管穿设与钢盘，并与钢盘焊接在一起。
16.进一步地，所述导管和所述u型管均通过钢箍与地下室的墙壁固定，使连通器结构被固定的更稳固。
17.一种泄压方法，基于上述的泄压装置，包括以下步骤：
18.(1)根据建筑施工蓝图，复核地下室抗浮设防水位；
19.(2)长时间观察应急泄压孔在极端暴雨情况下泄压出水量，统计建筑物实际最高水位，核算需要的用于泄压的导管数量及分布要求；
20.(3)改造原设计集水井或改造底板新增集水井，井底留设直径150mm的导管，导管的底端端口设置用于过滤的集水管，集水管周围挖设过滤坑，过滤坑的坑底与集水管的底端之间的距离大于300mm，过滤坑内先沿坑壁铺设石子，再利用粗砂将过滤坑填满；
21.(4)在导管顶端的端口设置三通接头和u型管，u型管最高处的高度位置根据地下室抗浮设防水位设置，利用钢箍将导管和u型管固定在临近的墙体上；
22.(5)将临时抽水泵的软质进水管置于导管内，开动临时抽水泵排水，然后将导管浇注在集水井井底的混凝土中；
23.(6)待混凝土达到强度后，采用钢盘和化学螺栓将导管固定在集水井井底；
24.(7)三通接头剩余的一个接口采用法兰盘配合橡胶垫和螺栓封堵密实；
25.(8)集水井井底设置自动排水泵，用于排出集水井内的积水。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27.(1)能有效应对极端天气下突发水头升高的应急处理和永久抗浮，解决传统被动式处理方式施工复杂、成本高昂、工期较长等问题。
28.(2)能通过无纺布花管及粗砂、石子有效隔离泥沙，起到过滤、排水及防止水土流失的作用。
29.(3)能充分利用原结构抗浮设防能力，超设防能力的水头压力通过连通器原理自动排泄，并使水头压力降低到一个较低的水平，不需要人工干涉，可有效应对突发紧急状况。
30.(4)能通过三通接头及法兰盘为后期可能产生的导管堵塞提供反冲检修，易于维护，当建筑老化或者上部荷载减小等极端情况时，还可在限压水头高度基础上作为二次备降泄压调节。
31.(5)节约造价、安全可靠且施工简便快捷。
附图说明
32.图1为本发明一种连通器型工具式抗浮治理泄压装置结构示意图；
33.图中：1、底板；2、集水井；3、导管；4、三通接头；5、u型管；6、法兰盘；7、滤坑；8、粗砂层；9、石子层；10、集水管；11、遇水膨胀橡胶圈；12、钢盘；13、化学螺栓；14、钢箍。
具体实施方式
34.下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
35.如图1所示，本实施例提供一种连通器型工具式抗浮治理泄压装置，包括地下室的底板1，所述底板1上设有集水井2，所述集水井2内沿竖直方向设有导管3，所述导管3为直径150mm的镀锌钢管，壁厚大于5mm，导管3高度通过地下室抗浮设防水位确定，所述导管3的底端贯穿所述集水井2的底壁和所述底板1并延伸至所述底板1下方，所述导管3顶端端口通过三通接头4连通有u型管5，所述u型管5两端的管口均竖直朝下设置，所述u型管5远离所述导管3的一端的管口位于所述集水井2内；所述三通接头4上与所述导管3和所述u型管5均相邻的接口通过法兰盘6密封；所述集水井2的井底设有自动排水泵，图1中未画出所述自动排水泵。
36.本发明通过设置的导管3和u型管5形成一个连通器的结构，用于将地下室底板1下方的积水导出，连通器结构的最高点位于地下室抗浮设防水位的高度，u型管5远离导管3的一端端口位于集水井2内下部，如遇连续强降雨等极端天气，场地汇水流入地下室肥槽或者
地下水受径流补给后形成较高的水头压力，当地下室底板1承受的水压达到抗浮设防压力时，地下室底板1下方的积水在水压作用下进入导管3，并上升，越过u型管5的拐弯处，即越过连通器结构的最高点，从u型管5远离所述导管3的一端端口排进集水井2，并被自动排水泵排走，当积水开始被从地下室底板1下方压进集水井2后，因为连通器结构的设置，使得地下室底板1下方的积水被不断排进集水井2，直至地下室底板1下方的水头压力降低到只够将水压到u型管5远离所述导管3的一端端口的高度，这种设置，既可以自动排水泄压，避免地下室底板1出现因超限水浮力而产生裂缝或整体上浮，确保结构安全，又可以使地下室底板1承受的水压长时间处于较小的水平，对其起到保护作用，而且一次性将地下室底板1下方的水压降下去，能够降低排水次数，增大排水间隔时间，避免频繁启动自动排水泵，有利于延长自动排水泵的使用寿命。
37.本发明的三通接头4的三个接口，其中两个接口分别与导管3和u型管5连接，剩下的一个接口通过法兰盘6配合橡胶垫密封，被密封的这个接口可以在导管3堵塞时打开，用于反冲检修，所述三通接头4一般设置在离集水井2井底800mm处。
38.进一步地，所述底板1下方开设有过滤坑7，所述导管3的底部位于所述过滤坑7内，且所述过滤坑7的坑底与所述导管3底端之间的距离大于300mm，所述过滤坑7内设有粗砂层8，所述粗砂层8与所述过滤坑7的坑壁之间设有石子层9，所述石子层9厚度为100mm，所述石子层9的石子粒径为5-10mm，石子层9为铺设的石子，粗砂层8为填充的粗砂，通过在过滤坑7内设置石子层9和粗砂层8，对地下水层层过滤，避免连通器结构堵塞，影响排水泄压。
39.进一步地，所述导管3底端端口设有用于过滤的集水管10，加强对地下水的过滤。
40.进一步地，所述集水管10为无纺布花管，导管3的底端端口塞进无纺布花管的管口，过滤效果更好。
41.进一步地，所述导管3位于所述集水井2底壁内的部分的外周套设有数个遇水膨胀橡胶圈11，避免地下室的底板1下方的积水通过导管3与混凝土之间的缝隙涌进集水井2，形成渗水通道，导致积水不通过连通器结构直接进入集水井2，使得自动排水泵需要频繁开启进行排水。
42.进一步地，所述导管3外周固定有钢盘12，所述钢盘12为镀锌钢盘12，所述钢盘12通过化学螺栓13与所述集水井2的内底面固定，能够加强导管3与集水井2井底的连接关系，导管3穿设与钢盘12，并与钢盘12焊接在一起。
43.进一步地，所述导管3和所述u型管5均通过钢箍14与地下室的墙壁固定，使连通器结构被固定的更稳固。
44.本实施例还提供一种泄压方法，基于上述的泄压装置，包括以下步骤：
45.(1)根据建筑施工蓝图，复核地下室抗浮设防水位；
46.(2)长时间观察应急泄压孔在极端暴雨情况下泄压出水量，统计建筑物实际最高水位，核算需要的用于泄压的导管3数量及分布要求，；
47.(3)在需要设置导管3进行泄压的位置，改造原设计集水井2或改造底板1新增集水井2，井底留设直径150mm的导管3，导管3的底端端口设置用于过滤的集水管10，集水管10周围挖设过滤坑7，过滤坑7的坑底与集水管10的底端之间的距离大于300mm，过滤坑7内先沿坑壁铺设石子，再利用粗砂将过滤坑7填满；
48.(4)在导管3顶端的端口设置三通接头4和u型管5，u型管5最高处的高度位置根据
地下室抗浮设防水位设置，利用钢箍14将导管3和u型管5固定在临近的墙体上；
49.(5)将临时抽水泵的软质进水管置于导管3内，开动临时抽水泵排水，然后将导管3浇注在集水井2井底的混凝土中；
50.(6)待混凝土达到强度后，采用钢盘12和化学螺栓13将导管3固定在集水井2井底；
51.(7)三通接头4剩余的一个接口采用法兰盘6配合橡胶垫和螺栓封堵密实；
52.(8)集水井2井底设置自动排水泵，用于排出集水井2内的积水。
53.进一步地，还可以在u型管5远离所述导管3的一端的端口的正下方设置防冲击块，防冲击块呈圆锥体状，利用其外周面对排出的高速水流进行卸力，避免排水冲击力太大破坏集水井2。
54.进一步地，所述集水井2的井口盖设高分子盖板，盖板上开设有供连通器结构穿过的通孔。
55.进一步地，若需要设置导管3进行泄压的位置位于排水沟附近，也可以利用排水沟替代集水井2，经过导管3排出的水可以通过排水沟流进集水井2再被排走。
56.进一步地，在底板1与集水井2之间铺设防水卷材，避免水渗透进集水井2，形成渗水通道，导管3贯穿所述防水卷材。
57.进一步地，同一个集水井2内可以设置多根连通器结构用于排水，多根连通器结构呈梅花状设置；在泄压时，泄压速度更快，也能在某根导管3被堵塞，而没有及时发现时，同一集水井2内的其他导管3仍然可以起到排水泄压作用。
58.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。