控制岩土层中超额孔隙水压装置的制作方法

本实用新型涉及一种控制岩土层中超额孔隙水压装置，特别关于一种位于建筑结构体下方用以减水压或控制水压的施工结构。

背景技术：

人口集中的都会区，由于人口众多而可用的土地相对狭小，加以都市计划的建蔽率限制，可用的土地面积更加缩小，因此，各种建筑结构体只有向上增高、向下加深以增加可用的内部空间，同时利用现代建筑技术及新式建材，尽量减少柱、梁、墙、板的体积，使外部体积相同的结构体能有更多的内部空间，又有效降低了整体的建筑、施工成本。

然而，前述的深层建筑物结构体，虽然达到增加空间、降低成本的目的，却也产生缺点如下：(1)结构体整体重量轻，当地下水位较高时，结构体的重量无法平衡土壤层中地下水位的向上浮力，使结构体的基础底板承受过大的上浮力，当超过荷重临界时，有结构体整体上浮的问题，或将造成基础底板的破裂；(2)地下水位坡降，孔隙压及地下水的上浮力大、小不均，基础底板所承受的上浮力不同，长时间后造成基础底板及结构体的倾斜。

为了解决上述地下水的浮力及孔隙压对于深层建筑物结构体所造成的问题，现有施工法或技术有：(1)基础水箱填石加重法，(2)抗浮基桩法，(3)抗浮地锚法，(4)结构加重法。然而，现有施工法或技术的通体缺点或问题如下：(1)施工功效为固定，(2)无法随土层环境的地下水位变化而调整，(3)施工不易、工期长、成本高，(4)不能通体适用于所有土层特性，(5)需要预先钻探土层及试桩，(6)须调整地锚的拉力，无法长时间防腐锈，(7)额外施工，增加工程成本，造成不便，(8)减少结构体内部可用空间等问题，因此仍有改良的空间。

技术实现要素：

基于上述理由，本实用新型的目的在于提供一种可以有效控制基底水压 力，并且有效控制集减少压力型渗水的结构体基础，藉以平衡基础底板的荷重分配，避免结构整体缓慢倾斜。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有基底水浮力调控功能的结构体基础，其可以弥补失效抗拔桩或其他抗浮结构功能，并且可以保障未失效抗拔桩或其他抗浮结构长期效能。

为达成前述目的，本实用新型提供一种控制岩土层中超额孔隙水压装置，包括：至少一过滤集水装置以及至少一减压进水装置。所述的过滤集水装置设置于建筑结构体下方，且过滤集水装置包括至少一集水管以及至少一静水压力释放管。集水管水平地设置于基础底板上。所述的静水压力释放管垂直地与集水管连通，且静水压力释放管向下穿过基础底板、素混凝土层并延伸到岩土层中。所述的减压进水装置组设于基础水箱中，并且包括至少一进水管、至少一逆止阀以及至少一出水管。所述的进水管与过滤集水装置的集水管连通。所述的逆止阀设置于进水管的通道中，用以限定进水管中的渗流水的流向，使进水管中的渗流水仅能从过滤集水装置的集水管往进水管的方向单向流动。所述的出水管与进水管连接。其中，静水压力释放管吸收岩土层中的渗流水并将渗流水经由集水管、进水管、逆止阀以及出水管送进基础水箱中。

根据本实用新型的一实施例，所述的静水压力释放管是由层叠包覆的多层结构所组成，且多层结构由内而外包括一多孔导水管、一非对称导流层以及一高渗透阻流滤层。

根据本实用新型的一实施例，过滤集水装置包括多个平行分布的静水压力释放管，且每两个静水压力释放管间皆具有一间距。

透过本实用新型所提供的控制岩土层中超额孔隙水压装置，由过滤集水装置将基础底板下方土层中水压过高的水收集，经由集水管、进水管流入减压进水装置而由出水管排放于基础水箱中，使基础底板下方的地下水压降低、基础底板上方的基础水箱重量增加，藉以达到减低及控制基础底板所承受的上浮力(Uplift)或孔隙压力(Pore water pressure)，防止基础底板因荷重分布不均匀而造成结构整体缓慢倾斜的目的。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的结构剖视示意图；

图2为图1中区域A的局部放大图；以及

图3为静水压力释放管的立体剖视图。

其中，附图标记说明如下：

11 静水压力释放管

111 多孔导水管

112 非对称导流层

113 高渗透阻流滤层

12 集水管

21 进水管

213 开关阀门

22 逆止阀

23 排气阀

24 出水管

241 流量表

30 基础底板

31 基础水箱

311 水位面

312 排放管

35 素混凝土层

40 岩土层

A 区域

具体实施方式

以下配合图式及附图标记对本实用新型的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人员在研读本说明书后能据以实施。

图1为本实用新型较佳实施例的结构剖视示意图，图2为图1中区域A的局部放大图。本实用新型所提供的控制岩土层中超额孔隙水压装置，包括：至少一过滤集水装置以及至少一减压进水装置。

如图1与图2所示，过滤集水装置设置于建筑结构体下方，且过滤集水 装置包括多条静水压力释放管11以及集水管12。集水管12水平地设置于基础底板30上。静水压力释放管11垂直地与集水管12连通，且静水压力释放管11向下穿过基础底板30、素混凝土层35并延伸到岩土层40中。在本实用新型的较佳实施例中，过滤集水装置包括多个平行分布的静水压力释放管11，且每两个静水压力释放管11间皆具有一间距。静水压力释放管11的数量与间距可以因应实际需求进行调整。

图3中显示了根据本实用新型较佳实施例的静水压力释放管11的立体剖示图。如图3所示，在本实用新型的较佳实施例中，静水压力释放管11是由层叠包覆的多层结构所组成，且多层结构由内而外包括一多孔导水管111、一非对称导流层112以及一高渗透阻流滤层113。

以下，将配合图1针对减压进水装置的结构进行说明。所述的减压进水装置组设于基础水箱31内。在本实用新型的实施例中，减压进水装置包括：至少一进水管21、至少一逆止阀22以及至少一出水管24。

所述的进水管21与所述过滤集水装置的集水管12连通。所述的逆止阀22设置于所述进水管21的通道中，用以限定进水管21中的渗流水的流向，使所述进水管21中的渗流水仅能从过滤集水装置的集水管12往进水管21的方向单向流动。如此一来，可以防止渗流水逆向回流、夹带空气进入集水管12中，藉此避免空气中的二氧化碳(CO₂)与渗流水中的钙离子Ca++、硅离子Si++...等矿物离子作用，进而产生如碳酸钙CaCO₃、碳酸硅SiCO₃...等矿物质，导致集水管12以及进水管21等结构结垢阻塞。

所述的出水管24与所述进水管21连接。在本实用新型的实施例中，出水管24的出水口低于基础水箱31的水位面311，避免渗流水流出时，空气中的二氧化碳(CO₂)与渗流水中的矿物离子作用而产生矿物质结垢阻塞出水管24的出水口。此外，出水管24处可以设置一流量表241，用以量测渗流水量，藉此观测并监控岩土层40中地下水的水位、水压。

在本实用新型的实施例中，于减压进水装置于进水管21顶端可以设置至少一排气阀23。排气阀23的位置高于基础水箱31的水位面311。排气阀23可以用于收集进水管21中渗流水所挟带的空气或气体并将其排出，藉此有效减少渗流水的空气或气体而减少二氧化碳(CO₂)与渗流水中的矿物离子作用而产生矿物质结垢现象。

本实用新型在具体实施时，减压进水装置的进水管21的开关阀门213为开启状态。过滤集水装置的静水压力释放管11会吸收基础底板30下方岩土层40中的地下渗流水，并利用高渗透阻流滤层113将其中的土石粒块、垃圾、残屑等等物理性杂物过滤后，将渗流水送入集水管12中。流入集水管12中的渗流水接着系被送进减压进水装置的进水管21中并通过逆止阀22。渗流水中的空气、气体会向上经由排气阀23排出，而渗流水则继续流入出水管24，由出水管24的出水口排放于基础水箱31中的水位面311下方，达到减低地下水压的目的，并增加基础水箱31的总重量，藉以平衡结构体重力及地下水浮力。

基础水箱31的水位面311经计算基础水箱31总重量而设定，可在基础水箱31侧边设至少一排放管312，该排放管312的高度与设定水位面311相同，藉由排放管312将高出水位面311的水排放入结构体的废水池或放流。

此外，地下渗流水的水压及其产生的上浮力常会随着周遭环境变化，所以基础底板30下方岩土层40中的地下渗流水的水压及其上浮力也不会保持一定值，只有在水压及其上浮力超过结构体的总重临界值时，才需要利用本实用新型的控制岩土层中超额孔隙水压装置进行减水压的动作。

本实用新型的控制岩土层中超额孔隙水压装置，可以有效控制基底水压力，并且有效控制集减少压力型渗水的结构体基础，藉以平衡基础底板的荷重分配，避免结构整体缓慢倾斜。此外，其可以弥补失效抗拔桩或其他抗浮结构功能，并且可以保障未失效抗拔桩或其他抗浮结构长期效能。

由以上实施例可知，本实用新型所提供的控制岩土层中超额孔隙水压装置确具产业上的利用价值，以上的叙述仅为本实用新型的较佳实施例说明，熟悉本领域的技术人员可依据上述的说明而作其它种种的改良，这些改变仍属于本实用新型的精神及以下所界定的专利范围中。