一种自动化地下室抗浮系统的制作方法

1.本实用新型涉及地基基础工程机械装备技术领域，具体地说涉及一种自动化地下室抗浮系统。


背景技术：

2.地下室抗浮是建筑工程中普遍存在的技术问题，尤其对于纯地下室或者地层建筑的地下室结构，其抗浮措施往往采用大面积的抗浮桩或抗浮锚杆，施工造价高昂，部分项目仅抗浮措施这一项费用即可占到总建设费用的30％以上，且抗浮桩施工过程中产生的大量泥浆及噪音，对周边环境影响很大，常受到周边居民的投诉。
3.抗浮桩或抗浮锚杆在设计阶段均需详细探明地下室以下的地质情况，并给出各土层准确厚度及侧阻力参数，但还是存在设计失误或施工质量问题，抗浮措施失效的事件屡见不鲜，给人民群众生命财产造成损失。
4.另外，在抗浮措施设计的基本原则就是根据建筑设计使用年限(一般为 70年)可能遇到的最高抗浮设防水位，来计算抗浮措施的抗浮力，这种设计原则普遍被认为过于保守，但对于常规抗浮措施提供的抗浮力固定，在水位确实存在较大变幅而导致浮力不固定的客观条件下，又无法突破该原则。


技术实现要素：

5.本实用新型根据现有技术的不足提供一种自动化地下室抗浮系统，该抗浮系统通过抽水系统实现地下室的抗浮，对周边环境影响小，抽取地下水可用于消防用水及园林绿化浇灌，多余地下水实现异地回灌，更加节能环保
6.为了达到上述技术目的，本实用新型提供了一种自动化地下室抗浮系统，所述抗浮系统包括自动抽排水装置、布设在地下室底板下方土层中的集水盲沟和设置在地下室底板以上的集水坑；所述自动抽排水装置包括集水管、水压阀门和泄压水泵，所述泄压水泵的抽水口置于集水坑底部，出水口通过第一排水管伸出地下室外侧；所述集水管一端与集水盲沟连通，另一端与水压阀门连通，所述水压阀门包括阀门腔和设置阀门腔内的活塞组件，所述活塞组件的传动杆伸出水压阀门与泄压水泵开关连接，在阀门腔临近泄压水泵开关的一端设有泄水口，所述泄水口通过第二排水管通向集水坑；所述集水管与阀门腔的活塞腔连通，并在地下水通过集水管进入活塞腔时，水压推动活塞组件带动传动杆移动闭合泄压水泵开关，同时开启泄水口。
7.本实用新型较优的技术方案：所述抗浮系统还包括减压水泵和安装在地下室底板以下的水压传感器，所述水压传感器的信号输出端与减压水泵的信号控制端连接；所述集水管的出水端通过分支管分别与水压阀门和减压水泵的抽水口连通，减压水泵的出水口通过第三排水管伸出地下室外侧。
8.本实用新型较优的技术方案：所述集水盲沟包括外部的滤石层和置于滤石层内的滤管，所述滤管环向上部区域分布有多个透水孔，并在滤管外部包裹有透水土工布，所述集
水管贯穿于滤管中。
9.本实用新型较优的技术方案：所述活塞组件包括活塞板、弹簧和传动杆，所述阀门腔由隔断板分隔成活塞腔和密封腔，所述活塞板置于活塞腔内，并通过弹簧与隔断板连接，活塞板可随弹簧的伸缩同步在活塞腔内滑动；所述传动杆一端固定在活塞板上，另一端穿过密封腔伸出阀门腔，并在传动杆穿过隔断板的位置设有密封橡胶套环，所述传动杆在活塞板的带动下进行伸缩，从而实现泄压水泵开关的开启与闭合；所述泄水口设置在活塞腔临近隔断板的位置，在弹簧完全伸展状态下，泄水口呈封闭状态。
10.本实用新型较优的技术方案：所述抗浮系统还包括设置在地下室外侧的回灌井和室外蓄水池，所述减压水泵和泄压水泵的出水口分别通过第一排水管和第二排水管与室外蓄水池连通，蓄水池顶部设有接驳口，通过第四排水管与回灌井连通。
11.本实用新型较优的技术方案：所述集水管为钢管，集水管穿过地下室底板部分设置有t字接头，t字接头一端与自动水压阀门连通，一端与减压水泵连通；t字接头与底板相接部位焊接有钢板止水环，并在焊缝处满涂缓膨型止水胶，钢管周圈粘贴有柔性防水卷材，并伸展至地下室底板下，柔性防水卷材与钢管粘贴端部满涂单组份聚氨酯密封胶，t字接头与底板相接部位整体浇筑于底板混凝土中。
12.本实用新型较优的技术方案：所述滤管放置于集水盲沟底部，滤管采用 hdpe螺旋波纹管，透水孔的分布范围为滤管上部2/3周长范围，透水孔呈梅花形分布；所述集水盲沟纵横等间距排列，集水盲沟中的滤管最下层透水孔相对于底板底的埋深d不大于集水盲沟的水平间距l的1/10。
13.本实用新型具有以下有益效果：
14.1.本实用新型通过设置集水盲沟、水泵抽排水措施即可完成地下室抗浮，无需施工大规模抗浮桩等圬工措施，大幅度节省成本；
15.2.本实用新型在安装及运行过程中，不产生固废弃物，且基本无噪音，对周边环境友好，相2较于常规抗浮措施，更加环保；
16.3.本实用新型在设计阶段，外部条件仅需提供抗浮设防水位这一单一参数，相较于常规抗浮措施复杂的水文地质参数计算，可靠度更高，抗浮效果更好；
17.4.在建筑设计使用年限内，受各季节水量补充条件差异，地下水位普遍存在起伏很大的情况，本实用新型可适应水力条件变化，在丰水期抽水，在枯水期歇泵，实现最大幅度节约社会能源，相比常规抗浮措施全生命周期均采用最大抗浮设防水位，更加节能可靠。
18.本实用新型在不施工抗浮桩或抗浮锚杆即可实现地下室的抗浮，丰水期设备开启主动降压，安装及运行成本低廉，部分地下水位不高的项目在枯水期可不进行抽水抗浮，实现抗浮零成本，且安装及运行期间对周边环境影响小，抽取的地下水还可用于消防用水及园林绿化浇灌，多余地下水实现异地回灌，更加节能环保。
附图说明
19.图1是本实用新型的抗浮系统安装于地下室的整体结构示意图；
20.图2是本实用新型中集水盲沟截面构造示意图；
21.图3是本实用新型中滤管侧面结构示意图；
22.图4是本实用新型中集水盲沟平面布置示意图；
23.图5是本实用新型中集水管t字接头构造示意图；
24.图6是本实用新型中自动水压阀门构造示意图。
25.图中：1—集水盲沟，1-1—滤石，1-2—透水土工布，1-3—滤管，1-4—透水孔，2—集水管，2-1—t字接头，2-2—钢板止水环，2-3—缓膨型止水胶， 2-4—柔性防水卷材，2-5—单组份聚氨酯密封胶，3—自动水压阀门，3-1—活塞板，3-2—弹簧，3-3—传动杆，3-4—橡胶套环，3-5—隔断板，3-6—阀门腔， 3-7—泄水口，4—减压水泵，5—泄压水泵，5-1—泄压水泵开关，6—水压传感器，7—集水坑，8—回灌井，9—蓄水池，10—第一排水管，11—地下室底板，12—第二排水管，13—第三排水管，14—第四排水管。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1至6均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.实施例提供的一种自动化地下室抗浮系统，具体如图1-图3所示，包括自动抽排水装置、布设在地下室底板11下方土层中的集水盲沟1、设置在地下室底板11以上的集水坑7、设置在地下室外侧的回灌井8和室外蓄水池9，所述集水盲沟1包括外部的滤石层1-1和置于滤石层1-1内的滤管1-3，所述滤管1-3环向上部区域分布有多个透水孔1-4，并在滤管1-3外部包裹有透水土工布1-2，所述集水管2贯穿于滤管1-3中。所述滤管1-3放置于集水盲沟1 底部，滤管1-3采用hdpe螺旋波纹管，透水孔1-4的分布范围为滤管1-3上部2/3周长范围，透水孔1-4呈梅花形分布；其集水盲沟的平面布置如图4 所示，所述集水盲沟1纵横等间距排列，为满足水力坡降，集水盲沟1中的滤管1-3最下层透水孔1-4相对于底板底的埋深d不大于集水盲沟1的水平间距 l的1/10；集水盲沟1跨中高，十字交叉处低，为满足水力自流，沟底坡度不小于3
‰
。
30.实施例提供的一种自动化地下室抗浮系统，如图1所示，所述自动抽排水装置包括集水管2、水压阀门3、减压水泵4、泄压水泵5和安装在地下室底板10以下的水压传感器6，所述水压传感器6的信号输出端与减压水泵4的信号控制端连接；所述集水管2的进水端与集水盲沟1连通，另一端穿过地下室底板，出水端通过分支管分别与水压阀门3和减压水泵4的
抽水口连通，减压水泵4的出水口通过第三排水管13伸出地下室外侧与室外蓄水池9连通；所述泄压水泵5的抽水口置于集水坑7底部，出水口通过第一排水管10伸出地下室外侧与室外蓄水池9连通；另一端与水压阀门3连通，蓄水池9顶部设有接驳口，通过第四排水管14与回灌井8连通。如图5所示，所述集水管2 穿过地下室底板部分设置有t字接头2-1，t字接头2-1一端与自动水压阀门 3连通，一端与减压水泵4连通。t字接头2-1与底板相接部位焊接有钢板止水环2-2，并在焊缝处满涂缓膨型止水胶2-3，钢管周圈粘贴有柔性防水卷材 2-4，并伸展至地下室底板下，柔性防水卷材2-4与钢管粘贴端部满涂单组份聚氨酯密封胶2-5，t字接头2-1与底板相接部位整体浇筑于底板混凝土中。
31.实施例提供的一种自动化地下室抗浮系统，如图6所示，所述水压阀门3 包括阀门腔3-6和设置阀门腔3-6内的活塞组件，所述活塞组件包括活塞板 3-1、弹簧3-2和传动杆3-3，所述阀门腔3-6由隔断板3-5分隔成活塞腔和密封腔，所述活塞板3-1置于活塞腔内，并通过弹簧3-2与隔断板3-5连接，活塞板3-1可随弹簧3-2的伸缩同步在活塞腔内滑动；所述传动杆3-3一端固定在活塞板3-1上，另一端穿过密封腔伸出阀门腔3-6与泄压水泵开关5-1连接，泄压水泵开关5-1可以采用接触开关，并在传动杆3-3穿过隔断板3-5的位置设有密封橡胶套环3-4，橡胶套环3-4套接于传动杆3-3上，且一端与隔断板 3-5右侧壁粘结，另一端与传动杆3-3粘结，避免水汽随传动杆3-3向右侵蚀泄压水泵开关5-1。所述传动杆3-3在活塞板3-1的带动下进行伸缩，从而实现泄压水泵开关5-1的开启与闭合。为实现水压变化下泄压水泵的自动启停，阀门腔3-6下侧还预留有泄水口3-7，所述泄水口3-7设置在活塞腔临近隔断板3-5的位置，所述泄水口3-7通过第二排水管12通向集水坑7，在弹簧3-2 完全伸展状态下，泄水口3-7呈封闭状态。所述集水管2与阀门腔3-6的活塞腔连通，当地下水通过集水管2进入阀门腔3-6时，随着水压的增加，活塞板 3-1右移并压缩弹簧3-2，直至右移至泄水口3-7右侧，地下水通过泄水口3-7 连接的第二排水管12汇流至集水坑7内，同时传动杆3-3也右移开启泄压水泵开关5-1，实现地下水的抽取；当地下水头下降，阀门腔3-6内水压下降，弹簧3-2回弹，活塞板3-1左移至泄水口3-7左侧，阻隔泄水通道，同时传动杆3-3左移关闭泄压水泵开关5-1。为预留安全度，弹簧3-2的弹性系数k与地下室能承受的地下水头高度h的90％相匹配，即弹性系数k可取为：
[0032][0033]
式中s为活塞板3-1截面积，x为弹簧3-2完全伸展状态下的活塞板3-1 左壁与泄水口3-7右壁之间的直线距离。
[0034]
实施例中的减压水泵4和水压传感器为进一步保证地下室的抗浮稳定而设置的减压措施，当水压超过地下室能承受的地下水头压力的95％时，说明自动水压阀门3泄压不足，此时通过电信号传输开启减压水泵4，直接抽取滤管 1-3中积水，降低地下水水头，实现地下室的抗浮。
[0035]
整套设备的运作流程可分为三种工况，下面结合不同水头压力下本实用新型的工作过程作进一步说明。
[0036]
工况一：在枯水期时，地下水位较低，所产生的浮力低于地下室结构自重等所能提供的抗浮力，此时水压阀门3及减压水泵5均未达到开启所需的临界水压力，水泵不工作即可完成地下室的抗浮。
[0037]
工况二：在平水期时，地下水位较高，所产生的浮力高于地下室结构自重等所能提供的抗浮力，自动水压阀门3在较高的水压下开启泄压水泵4，实现地下室的抗浮；抽取的地下水灌入室外蓄水池9，用于消防用水及园林绿化浇灌，抽取水量超过蓄水池9的最大容量时，通过蓄水池9顶部的接驳口连通第三排水管13注入回灌井8，实现地下水的补给。
[0038]
工况三：在丰水期时，地下水位很高，所产生的浮力高于地下室结构自重等所能提供的抗浮力，泄压水泵4抽取的集水不足以满足地下水头的降深要求，此时减压水泵5开启，实现地下室的抗浮；抽取的地下水也通过蓄水池9 顶部的接驳口连通第三排水管13注入回灌井8，实现地下水的补给。
[0039]
需要说明的是，前述三种工况并非会全部出现，针对三级阶地等地下水位很低，但抗浮设防水位仍按规范要求不低于地面标高的项目，本抗浮系统会长期保持工况一的状态，仅在极端天气下大量集水时才可能进入工况二或工况三的情况，真正意义上实现抗浮措施超低成本，对周边环境零影响。
[0040]
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。