降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在地下建筑的四周，包括：濾水層、盲溝、排水溝和隔水層，所述濾水層環(huán)繞于地下建筑周圍，所述濾水層外圍設(shè)有縱橫交錯(cuò)連接排列的盲溝，所述盲溝外端口連接市政管道或者通過連接排水溝再排入市政管道，所述濾水層的下方設(shè)有反濾作用的透水土工布，所述盲溝和濾水層的上方鋪設(shè)有隔水層，所述隔水層的標(biāo)高低于地面道路，所述隔水層的上方設(shè)有覆土層；本發(fā)明解決了地下建筑的抗浮問題，不僅經(jīng)濟(jì)節(jié)約，而且安全可靠，特別是在地下水位較高地區(qū)尤為適用。
【專利說明】降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程巖土地基領(lǐng)域，具體涉及一種降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)地下水位較高的地區(qū)，對于獨(dú)立地下車庫或地下建筑，往往需要進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)，建筑局部場地抬高的部位地表水絕大部分以地表的形式排走，抗浮水位還可以按照室外小區(qū)整體道路的場地標(biāo)高來確定，但是，當(dāng)遇到大雨或暴雨時(shí)會(huì)有部分地表水滲流到土中，導(dǎo)致地下車庫或地下建筑周邊地下水位抬升，對結(jié)構(gòu)抗浮設(shè)計(jì)造成影響?？垢≡O(shè)計(jì)較常用的是采用抗拔樁或者增加配重，而采用抗拔樁或增加配重，一方面較大程度地增加土建造價(jià)，另一方面也延長了施工周期；抗浮設(shè)計(jì)的另外一種設(shè)計(jì)方法是直接降低地下水位，目前常用的是在地下車庫底板下面設(shè)置排水盲溝，使地下水通過排水盲溝排入集水井，再將集水井中的水抽走，進(jìn)而降低車庫周邊的地下水位，該方式往往需要在地下車庫里面或者外面設(shè)計(jì)集水井，增加施工難度，同時(shí)，排水盲溝若失效很難補(bǔ)救。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種根據(jù)地下建筑本身的自重以及市政管道網(wǎng)的標(biāo)高，通過在地下建筑側(cè)面四周設(shè)置隔水、排水系統(tǒng)，將地下建筑的抗浮水位(地下水高水位)限制在某一標(biāo)高，使得地下建筑僅靠自重就能滿足高水位的抗浮問題，節(jié)約抗拔樁，縮短施工周期，同時(shí)有隔水、排水兩道防線確保抗浮地下水位不會(huì)高于設(shè)定標(biāo)高，安全可靠。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在地下建筑的四周，包括:濾水層、盲溝、隔水層，所述濾水層環(huán)繞于地下建筑周圍，所述濾水層外圍設(shè)有縱橫交錯(cuò)連接排列的盲溝，所述盲溝外端口連接市政管道或者通過連接排水溝再排入市政管道，所述濾水層的下方設(shè)有反濾作用的透水土工布，所述盲溝和濾水層的上方鋪設(shè)有隔水層，所述隔水層的標(biāo)高低于地面道路，所述隔水層的上方設(shè)有覆土層。
[0005]當(dāng)遇到大雨或暴雨時(shí)會(huì)有部分地表水滲流到土中，隔水層的設(shè)置使得地下水在隔水層處形成兩個(gè)各自獨(dú)立且不連通的“連通器”，該排水系統(tǒng)將地下水分割成兩部分，使得上下兩部分形不成連續(xù)的水頭，隔水層以上的地下水只會(huì)作為載荷，地下建筑底板所受的水頭壓力被有效的控制，最大的水頭只到隔水層標(biāo)高；隔水層下設(shè)置濾水層和盲溝，當(dāng)隔水層失效時(shí)能夠防止隔水層上部的上層地下水滲流到下層土壤中，形成連通的水頭，防止抗浮水位的升高，濾水層和盲溝迅速的將滲流下來的水排至市政管道或通過連接排水溝再排入市政管道，濾水層和盲溝的排水能力需要通過驗(yàn)算，滿足上層土滲水的排水能力，從而控制地下建筑底板所受的水頭壓力。因此，盲溝的排水能力應(yīng)該根據(jù)隔水層失效后隔水層以上覆土的滲水量來設(shè)計(jì)，原理如下:
[0006]假定地下建筑周長為L，地下建筑平面面積為SI，外圍排水溝或市政管道包圍的面積為S，車庫頂板的覆土厚度為h，隔水層以上覆土的滲透系數(shù)為kl，盲溝外圍與排水溝或市政管線連接的總截面面積為S2，礫石層的滲透系數(shù)為k2，地下室外墻至排水溝或市政管道的最長距離為LI，覆土頂面標(biāo)高為H，排水系統(tǒng)頂面標(biāo)高為Hl。
[0007]隔水層失效后，流入隔水層以下濾水層和盲溝的水量Q包括兩個(gè)部分，一部分是地下建筑以上部分滲水量Q1，另一部分是排水溝至地下建筑外墻之間的土滲水量Q2。這兩部分水都是非承壓水，水力坡度為i = 1，則:
[0008]Ql = LXhXkl
[0009]Q2 = (S-Sl) Xkl
[0010]Q = Q1+Q2
[0011]地表水水頭壓力為H，排水系統(tǒng)處自由水的水頭壓力為H1，因此，該兩處的水頭壓力差為H - Hl,由于有緩坡的存在，取水頭壓力為一半，及(H - Hl)/2，滲流路徑長度各點(diǎn)不一，比較保守的取LI，則水力坡度為(H — H1)/(2XL1)。根據(jù)滲流的達(dá)西定律v = ki (v為滲流斷面平均流速，i為水力坡度，k為滲透系數(shù))，排水系統(tǒng)的最大排水量為:
[0012]Q3 = S2Xk2X (H - HI)/(2 X LI)
[0013]需滿足Q3彡Q
[0014]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述盲溝包括盲溝主體和方便施工的側(cè)面磚模，所述磚模設(shè)于盲溝主體的兩側(cè)，磚模的設(shè)置為了防止泥沙堵塞盲溝。
[0015]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述盲溝主體包括礫石和排水管，所述磚模由橫孔水利磚砌成，利用能夠保證盲溝不被周圍土侵入且具有更好的排水能力和耐久性。
[0016]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述排水管的管壁設(shè)有開孔，所述排水管外部包裹一層透水無紡布，防止泥沙進(jìn)入排水管而不被泥沙堵塞，所述排水管設(shè)于盲溝中間，提高盲溝的排水能力。
[0017]作為優(yōu)選排水管開孔的直徑為10mm-30mm的圓孔；也可以為不規(guī)則的開孔。
[0018]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述排水管為PVC管。
[0019]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述盲溝的下面和側(cè)面裹附反濾作用的透水土工布，防止泥沙進(jìn)入盲溝。
[0020]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述隔水層由不透水土工布和/或膨潤土防水毯組成。
[0021]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述不透水土工布和膨潤土防水毯之間設(shè)有素混凝土，這樣能夠更進(jìn)一步加強(qiáng)濾水層處的防水效果，同時(shí)能防止防水毯被礫石層刺穿。
[0022]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的有益效果是:
[0023]解決了地下建筑的抗浮問題，不僅經(jīng)濟(jì)節(jié)約，而且安全可靠，特別是在地下水位較高地區(qū)尤為適用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例排水層平面示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例隔水層平面示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實(shí)施例局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例隔水層及濾水層C處放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例隔水層及盲溝D處截面放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖8為本發(fā)明第二實(shí)施例隔水層及濾水層C’放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖9為本發(fā)明第二實(shí)施例隔水層及盲溝D’截面放大結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖。
[0034]請參閱圖1至圖9，本發(fā)明提供了一種降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在地下建筑(5)的四周，包括:濾水層(I)、盲溝(2)、排水溝(3)和隔水層(4)，所述濾水層(I)環(huán)繞于地下建筑(5)周圍，所述濾水層(I)外圍設(shè)有縱橫交錯(cuò)連接排列的盲溝
(2)，所述盲溝(2)外端口連接排水溝(3)，所述濾水層(I)的下方設(shè)有反濾作用的透水土工布(61)防止泥沙進(jìn)入濾水層(I)，所述盲溝(2)和濾水層(I)的上方鋪設(shè)有隔水層(4)，所述隔水層(4)的標(biāo)高低于地面道路(8)，所述隔水層(4)的上方設(shè)有覆土層(9)。
[0035]如圖3所示，地下建筑(5)為地下車庫，當(dāng)隔水層(4)失效后，盲溝(2)的排水能力應(yīng)該根據(jù)隔水層(4)以上覆土的滲水量來設(shè)計(jì)，原理如下:
[0036]設(shè)地下車庫周長為L，地下車庫面積為SI，外圍排水溝(3)或市政管道包圍的面積為S，車庫頂板的覆土厚度為h，隔水層(4)以上覆土的滲透系數(shù)為kl，盲溝(2)外圍與排水溝(3)或市政管線連接的總截面面積為S2，礫石層的滲透系數(shù)為k2，地下室外墻至排水溝
(3)或市政管道的最長距離為LI,覆土頂面標(biāo)高為H,排水系統(tǒng)頂面標(biāo)高為Hl。
[0037]隔水層(4)失效后，流入隔水層(4)以下濾水層(I)和盲溝(2)的水量Q包括兩個(gè)部分，一部分是地下車庫以上部分滲水量Q1，另一部分是排水溝(3)至地下建筑外墻之間的土滲水量Q2。這兩部分水都是非承壓水，水力坡度為i，則:
[0038]Ql = LXhXkl
[0039]Q2 = (S-Sl) Xkl
[0040]Q = Q1+Q2
[0041]地表水水頭壓力為H，排水系統(tǒng)處自由水的水頭壓力為H1，因此，該兩處的水頭壓力差為H - Hl,由于有緩坡的存在，取水頭壓力為一半，及(H - Hl)/2，滲流路徑長度各點(diǎn)不一，比較保守的取LI，則水力坡度為(H — H1)/(2XL1)。根據(jù)滲流的達(dá)西定律v = ki (v為滲流斷面平均流速，i為水力坡度，k為滲透系數(shù))，排水系統(tǒng)的最大排水量為:
[0042]Q3 = S2 X k2 X (H — HI) / (2 X LI)
[0043]需滿足Q3彡Q
[0044]實(shí)施例一，如圖1-2所示，地下建筑(5)為地下二層車庫，緊貼地下車庫四周設(shè)置了隔水層(4)，同時(shí)在隔水層(4)的下面設(shè)置了濾水層(I)和盲溝(2)，濾水層(I)的設(shè)置范圍為緊貼地下車庫往外5米的范圍；盲溝(2)的設(shè)置范圍為濾水層(I)以外至小區(qū)地面道路(8)范圍。
[0045]如圖4所示，隔水層(4)的頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高為道路標(biāo)高向下0.5米。
[0046]如圖5所示，濾水層(I)為礫石濾水層，濾水層(I)的下方設(shè)有反濾作用的透水土工布(61)，防止泥沙進(jìn)入濾水層(I)濾水層的上方鋪設(shè)了膨潤土防水毯(14)的隔水層⑷。
[0047]如圖6所不,盲溝(2)包括碌石(11)和排水管(12)構(gòu)成的盲溝主體和方便盲溝施工的側(cè)面磚模(10)，磚模(10)設(shè)于盲溝主體的兩側(cè)，磚模(10)的設(shè)置為了防止泥沙堵塞盲溝(2)，磚模(10)由橫孔水利磚砌成，盲溝(2)各部分之間空地中覆有土，土中的水通過水利磚排入盲溝(2);排水管(12)為管壁開設(shè)有多個(gè)孔徑為20mm小孔的PVC管，PVC管的直徑為300_。排水管(12)外部包裹一層透水無紡布，防止泥沙進(jìn)入排水管(12)而不被泥沙堵塞，所述排水管(12)設(shè)于盲溝(2)中間，盲溝(2)上方鋪設(shè)了膨潤土防水毯(14)的隔水層(4)，盲溝(2)的下面和側(cè)面裹附反濾作用的透水土工布(62)。
[0048]當(dāng)遇到大雨或暴雨時(shí)會(huì)有部分地表水滲流到土中，膨潤土防水毯(14)的設(shè)置使得地下水在隔水層處形成兩個(gè)各自獨(dú)立且不連通的“連通器”，該排水系統(tǒng)將地下水分割成兩部分，使得上下兩部分形不成連續(xù)的水頭，膨潤土防水毯(14)以上的地下水只會(huì)作為載荷，地下建筑底板(15)所受的水頭壓力被有效的控制，最大的水頭只到隔水層⑷標(biāo)高；膨潤土防水毯(14)下設(shè)置濾水層(I)和盲溝(2)可以防止當(dāng)膨潤土防水毯(14)失效時(shí)能夠防止膨潤土防水毯(14)上部的上層地下水滲流到下層土壤中，防止抗浮水位的升高，濾水層(I)和盲溝(2)，迅速的將滲流下來的水排至排水溝(3)，然后通過排水溝(3)連接市政排水管道將上層地下水排出，從而控制地下建筑底板(15)所受的水頭壓力。
[0049]實(shí)施例二，如圖1-2所示，地下建筑(5)為地下二層車庫，緊貼地下車庫四周設(shè)置了隔水層(4)，同時(shí)在隔水層(4)的下面設(shè)置了濾水層(I)和盲溝(2)，濾水層(I)的設(shè)置范圍為緊貼地下車庫往外5米的范圍；盲溝(2)的設(shè)置范圍為濾水層(I)以外至小區(qū)地面道路(8)范圍。
[0050]如圖7所示，膨潤土防水毯(14)的頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高為道路標(biāo)高向下0.5米。
[0051]如圖8-9所示，隔水層(4)由不透水土工布(13)和膨潤土防水毯(14)組成。
[0052]如圖8所示，濾水層(I)為礫石濾水層，濾水層(I)的下方設(shè)有反濾作用的透水土工布(61)，防止泥沙進(jìn)入濾水層(1)，濾水層(I)的上方依次鋪設(shè)了不透水土工布(13)、70mm厚的最低標(biāo)號為ClO素混凝土(7)、膨潤土防水毯(14)，最低標(biāo)號為ClO素混凝土(7)的設(shè)置增強(qiáng)了濾水層(I)以上部位的隔水層的隔水作用。
[0053]如圖9所示，盲溝⑵包括礫石(11)和排水管(12)構(gòu)成的盲溝主體和磚模(10)，磚模(10)設(shè)于盲溝主體的兩側(cè)，磚模(10)的設(shè)置為了防止泥沙堵塞盲溝(2)，磚模(10)由橫孔水利磚砌成，盲溝(2)各部分之間空地中覆有土，土中的水通過水利磚排入盲溝(2);排水管(12)為管壁開設(shè)有多個(gè)孔徑為20mm小孔的PVC管，PVC管的直徑為300mm。排水管(2)外部包裹一層透水無紡布，防止泥沙進(jìn)入排水管(12)而不被泥沙堵塞，所述排水管
(12)設(shè)于盲溝(2)中間，盲溝(2)的上方依次鋪設(shè)了不透水土工布(13)和膨潤土防水毯
(14)，盲溝(2)的下面和側(cè)面裹附反濾作用的透水土工布(62)。
[0054]當(dāng)遇到大雨或暴雨時(shí)會(huì)有部分地表水滲流到土中，不透水土工布(13)和膨潤土防水毯(14)的設(shè)置使得地下水在隔水層處形成兩個(gè)各自獨(dú)立且不連通+的“連通器”，該排水系統(tǒng)將地下水分割成兩部分，使得上下兩部分形不成連續(xù)的水頭，隔水層以上的地下水只會(huì)作為載荷，地下建筑底板(15)所受的水頭壓力被有效的控制，最大的水頭只到隔水層(4)標(biāo)高；膨潤土防水毯(14)以下設(shè)置不透水土工布(13)能夠起著雙重保護(hù)，防止膨潤土防水毯(14)失效時(shí)能夠防止膨潤土防水毯(14)上部的上層地下水滲流到下層土壤中；不透水土工布(13)下設(shè)置濾水層(I)和盲溝(2)可以防止當(dāng)膨潤土防水毯(14)和不透水土工布(13)都失效時(shí)能夠防止隔水層上部的上層地下水滲流到下層土壤中，防止抗浮水位的升高，濾水層(I)和盲溝(2)，迅速的將滲流下來的水排至排水溝(3)，然后通過排水溝
(3)連接市政排水管道將上層地下水排出，從而控制地下建筑底板(15)所受的水頭壓力。
[0055]以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，并非用以局限本發(fā)明的專利范圍，故凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均同理包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在地下建筑的四周，其特征在于包括:濾水層、盲溝、排水溝和隔水層，所述濾水層環(huán)繞于地下建筑周圍，所述濾水層外圍設(shè)有縱橫交錯(cuò)連接排列的盲溝，所述盲溝外端口連接市政管道或者通過連接排水溝再排入市政管道，所述濾水層的下方設(shè)有反濾作用的透水土工布，所述盲溝和濾水層的上方鋪設(shè)有隔水層，所述隔水層的標(biāo)高低于地面道路，所述隔水層的上方設(shè)有覆土層。
2.如權(quán)利要求1所述的降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)，其特征在于，所述盲溝包括盲溝主體和方便施工的側(cè)面磚模，所述磚模設(shè)于盲溝主體的兩側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)，其特征在于，所述盲溝主體包括礫石和排水管，所述磚模由橫孔水利磚砌成。
4.如權(quán)利要求3所述的降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)，其特征在于，所述排水管的管壁設(shè)有開孔，所述排水管外部包裹一層透水無紡布，所述排水管設(shè)于盲溝中間。
5.如權(quán)利要求3或4所述的降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)，其特征在于，所述排水管為PVC管。
6.如權(quán)利要求1或2所述的降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)，其特征在于，所述盲溝的下面和側(cè)面裹附反濾作用的透水土工布。
7.如權(quán)利要求1至4中任一所述的降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)，其特征在于，所述隔水層由不透水土工布和/或膨潤土防水毯組成。
8.如權(quán)利要求7所述的降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)，其特征在于，所述不透水土工布和膨潤土防水毯之間設(shè)有素混凝土層。
9.如權(quán)利要求8所述的降低地下抗浮水位的隔水排水系統(tǒng)，其特征在于，所述素混凝土為最低標(biāo)號為ClO素混凝土。
【文檔編號】E02D19/10GK104196046SQ201410438950
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月30日
【發(fā)明者】曾朝杰, 杜旭, 董永勝, 項(xiàng)力 申請人:上海聯(lián)境建筑工程設(shè)計(jì)有限公司