专利名称：地下建筑物的控制水位的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑工程技术，是控制地下建筑物周边水位的方法和系统。
背景技术：
随着社会的发展，土地资源越来越珍贵，建筑物向上往空间发展，向下往 地下发展。近年来大型的地下车库、地下商场、地下人行设施及地下设备用房 越来越多。地下室的建造虽然节约了土地，但其建造成本很高，使用了大量的 混凝土和钢材。引起地下室造价过高的因素很大一部分是为了抵抗地下水的浮 力及压力。为了抵抗地下水的浮力及压力，需要利用一些装置将地下室周边的 地下水位降低，并控制在一定高度，从而增加了地下室的设计及建造费用。地下水根据其埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水三类。上层滞水是存在于地表岩土层包气带中以各种形式出现的水。既有分子 水、结合水、毛细水等非重力水，也有属于下渗的水流和存在于包气带中局部 隔水层上的重力水。上层滞水的特征是分布范围有限，补给区和分布区一致， 直接接受当地大气降水或地表水补给，以蒸发和逐渐下渗的形式排泄，水量随 季节变化，雨季出现，旱季消失， 一般埋藏较浅。潜水是埋藏在地表以下第一稳定隔水层以上的具有自由水面的重力水。潜 水的特征是有隔水底板(不透水层)，无隔水顶板，能在水平方向流动，没 有水压力，分布区往往与补给区一致，能流到补给区较远的地方排泄，水位及 水质变化较大，易被污染。潜水主要由大气降水、地表水和凝结水补给，一般 埋藏较浅。承压水是存在于两隔水层之间的有压地下水。承压水的特征是上下都有 隔水层，具有明显的补给区、承压区和排泄区，补给区和排泄区相距很远，由于具有隔水顶板，受地表气候、水文等因素的直接影响较小，具有压力， 一般 埋藏深，不易被污染。根据现行国家规范，地下室应进行抗浮验箅。勘察部门应提供用于抗浮设 计的地下水位。在我国北方平原地区，地下水位相对比较稳定，且地质勘察部 门长期对地下水进行观察，可为设计单位提供较为准确的地下室的抗浮设计水 位。而在丘陵地区和山区以及我国南方地区，地下水位变化很大。对地下水位 的常年观测意义不大。而且由于城市的建设改变了原始的地貌，使地下水随地 貌的改变而变化。地质勘察部门很难提出 一个准确的地下室的抗浮设计水位。 地质勘察部门往往只能通过经验提供一个十分保守的地下室的抗浮设计水位。 考虑建筑是百年大计，因此这种方式也是正确的。在建筑结构的设计过程中必 须以地质勘察部门提供的地下室的抗浮设计水位作为设计依据。因此在地下室 的建设中引起地下室投资大量增加，具体体现在以下几方面①由于设计所取 用的地下室抗浮水位很高，当地下室自重小于水浮力时，必须采取抗浮措施， 主要的抗浮措施为增加结构自重，或地下室底板设置抗浮锚杆、抗浮桩等抗浮 措施。②由于考虑水位很高，地下水对侧壁和底板的计算压力很大，增加了地 下室侧壁和底板的钢筋和混凝土用量。③要求使用抗渗等级高的混凝土。④增 加地下室防水的费用。因此很有必要根据地下水的类型在设计中分别考虑。现有这方面的技术(如2005年3月22日申请的中国专利，申请号为 200510038548.6)公开了在地下室底板下设置盲沟，将盲沟通过管道汇集一起， 往上接到设计的高度后将水排入地下室，再抽水到地下室周边的排水系统。该 技术的缺点是①当地下室设计考虑了下部岩土的承载力时，盲沟对岩土的力 学性能有破坏作用，不利于地下室的设计。②该装置汇集水的水流方向是从下 往上流入地下室，盲沟里的水借助地下水的压力通过竖向管道往上流，由于地 下水中一般都带有一定的泥砂和悬浮物，因此竖向管道容易堵塞。③由于房屋 的使用年限一般为50 100年，因此需要检修，而该技术的管道设置在地下室 底板以下，给检修带来了很大的困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述地下室设计的缺陷， 提供一种可控制地下室周围的地下水位高度的系统，解决地下水位过高的问 题。本发明所要解决的另一技术问题在于，针对现有技术的上述地下室设计的 缺陷，提供一种可控制地下室周围的地下水位高度的方法，解决地下水位过高 的问题。本发明解决其技术问题所釆用的技术方案是:构造一种地下建筑物的控制 水位的方法，在地下建筑物的侧壁的一定高度上设置排水通道，通过所述排水 通道将地下水弓I入到地下建筑物内进行汇聚，再进行排出。在本发明的地下建筑物的控制水位的方法中，所述排水通道的进水口位于 上层滞水层和潜水层范围内，当所述地下建筑物外部的水位高于所述排水通道 的进水口时，高出的地下水通过所述排水通道流入到所述地下建筑物内，并汇 集在所述地下建筑物的集水坑内。在本发明的地下建筑物的控制水位的方法中，当集水坑内的水位到达设定 高度时，通过潜水泵抽取集水坑内的积水，排到地表的雨水井。在本发明的地下建筑物的控制水位的方法中，所述地下建筑物外部的地下 水通过排水孔和排水沟汇集到所述集水坑；或者通过排水管汇集到所述集水 坑；或者首先通过设置在所述地下建筑物的盲沟以及设有透水孔的盲沟导管将 地下水汇集，然后再通过排水管汇集到所述集水坑。本发明解决其另一技术问题所采用的技术方案是构造一种地下建筑物的 控制水位的系统，在地下建筑物的侧壁的一定高度位置处设置有排水通道，所 述排水通道连通所述地下建筑物的内部与外部，并汇集所述地下建筑物外部的 地下水至所述地下室内部；在所述地下建筑物内还设有抽水装置，将汇集的地 下水抽出地下建筑物。本发明的地下建筑物的控制水位的系统中，所述排水通道包括在所述侧壁 上开设有排水孔以及在所述排水孔下方设置的排水沟；或者所述排水通道包括 在所述侧壁上开设的孔位、通过所述孔位连通所述地下建筑物内部与外部的排
本发明的地下建筑物的控制水位的系统中，所述排水通道包括在所述侧壁 上开设的孔位，通过所述孔位连通所述地下建筑物内部与外部的排水管、以及与所述排水管的进水口连通的盲沟导管；所述盲沟导管的管壁上设有透水孔。本发明的地下建筑物的控制水位的系统中，所述地下建筑物内设有集水 坑，与所述排水通道的出水口连通，汇集来自所述排水通道的地下水。本发明的地下建筑物的控制水位的系统中，在所述集水坑内设置有潜水 泵，排出集水坑内的水。本发明的地下建筑物的控制水位的系统中，在排水 L、排水管或盲沟导管 的外围设置有反滤层；所述反滤层包括内层卵石或砾石层、以及在所述卵石或 砾石层外围的堆砂层。利用本发明的地下建筑物的控制水位的方法及系统，具有以下有益效果 通过在地下建筑物的侧墙开设排水通道，控制地下室周围的地下水位高度，从 而可以通过自己确定的排水孔高度来确定地下建筑物的抗浮水位，可有效的解 决地下建筑物的抗浮和底板、侧壁造价高的问题；这种方法及系统施工简单， 不需要专业人员均可操作，可实施性强，由于汇集水流是由高处往低处流，不 容易堵塞，设置了检修口可靠性高；而且管道在地下室侧壁边，埋深较浅检修 方便，经济效益和社会效益明显，可广泛应用于各种不同地质条件下的地下建 筑物。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1:为本发明地下建筑物的控制水位的系统的第一实施例的平面示意图；图2:为本发明地下建筑物的控制水位的系统的第一实施例的工作原理图；图3:为本发明地下建筑物的控制水位的系统的第一实施例的利用摔水管 的排水通道的示意图；图4:为本发明地下建筑物的控制水位的系统的第一实施例的利用排水沟 的排水通道的示意图；图5:为本发明地下建筑物的控制水位的系统的第二实施例的平面示意图；图6:为本发明地下建筑物的控制水位的系统的第二实施例的工作原理图；图7:为本发明地下建筑物的控制水位的系统的第二实施例的排水通道的 示意图；图8:为本发明地下建筑物的控制水位的系统的第二实施例的冲洗检查井 的示意图。
具体实施方式
本发明的地下建筑物的控制水位的方法及系统是通过在地下室侧壁一定 高度上开设排水孔，并通过孔洞、管道或侧壁的盲沟将地下水引入地下建筑物 内，通过管道和排水沟将水汇集在集水坑内统一排除。下面以地下室作为例子 进行说明，所述地下建筑物也可以为地下车库等其他建筑物。其工作原理是由于地下室侧壁开孔，就好像一个水池周边设置了溢水 口且其排水能力大于进水量，水位最高只能达到溢水口高度。因此在地下室周 边设置足够多的排水口 ，可将地下室周围的地下水位高度控制在地下室侧壁开 孔的高度，从而可以通过自己确定的排水孔高度来确定地下建筑物的抗浮水 位。另外，地下水作为城市的资源，不能大量的抽排。大量抽排地下水可造成 周边的地面和建筑物的下沉，同时会使得土壤变得干燥对绿化等生态均会造成 影响。因此在地下室侧壁设置的排水孔的高度必须依据地质勘察部门提供的地 下水资料来确定，在地下室位于上层滞水层和潜水层范围内时应用本发明。当 地下室侧壁范围内有上层滞水和潜水时，可在地下室侧壁设置排水孔，排水孔 的高度在冬季和夏季的地下水之间。排水孔所排的水主要是暴雨或雨季期间补 给的地表水。未设排水孔的地下室因为要考虑50年一遇的地下最高水位。因 此设计十分浪费，设置排水孔的地下室由于暴雨或雨季期间渗入地下的地表水
已通过排水孔进入地下室，因此地下室周边的水位就控制在排水孔的高度。设 计可通过自己确定的排水孔高度来确定其地下室的抗浮水位。由于只有在下雨 期间才有水通过排水孔迸入地下室，因此其全年抽水的水量也不大，平时的运 行费用也不大。在设计排水孔的位置时，首先根据地质勘察部门提供的地下水资料可査 出其最高水位、最低水位，地下水的抗浮设计水位。分清地下室高度范围内的 地下水类型。将排水孔的高度定在冬季和夏季的地下水位之间。 一般比地质勘察部门提供的地下水的抗浮设计水位低1.5 2.5米。汇水的方法可分为内汇水法和外汇水法。如图l、 2、 3、 4所示，是本发明的第一实施例，其釆用内汇水法在设 计控制的水位标高处设置排水通道3，所述排水通道3可以为大小100x150矩 形排水孔或的圆形排水管4或者排水孔和排水管的混合使用。所述排水 通道3的间距为2 4米，沿地下室周边设置。在地下室内设置有集水坑9， 用于收集来自所述排水通道3的地下水，所述集水坑9可根据地下室的大小和 排水孔(或排水管)布置的方便程度设置一个和多个。如图2和图3所示，是本发明的排水通道使用排水管4的具体实施例的 示意图。首先在地下室的侧壁8的适当位置开设孔位，然后将排水管4通过所 述孔位由地下室内伸出到室外，进行地下水的排泄。为了防止地下水从所述孔 位渗入，在所述排水管4位于所述孔位的位置处的外围套设有防水套管10, 起到防水作用。如图4所示，是本发明的排水通道使用排水沟2的具体实施例的示意图。 首先，在地下室的侧壁8的适当位置开设孔位，形成引入地下室外的地下水的 排水孔3。然后，在所述排水孔3的下方位置处设置排水沟2，以收集来自排 水孔3的地下水。可以理解的，排水管4和排水沟2的结构形式可以分别独立使用，也可 以根据具体的情况来混合使用。所述排水管4或排水沟2与集水坑9连通，地下水通过排水管4或排水 沟2汇集到集水坑9。集水坑9内设置潜水泵5,当集水坑9内水位达到设计
高度时，潜水泵5自动启动通过抽水管道6将水排出地下室，到达地表的雨水 井7或直接排走。考虑到台风和雷雨季节，通常容易引起停电，而此时又是地 下水排量最大的时候，需要抽水，为确保地下室不被水浸，尚应增加一路备用 电源或柴油发动机，以便在正常的电源停电时可以通过备用电源或柴油发动机 启动潜水泵5，使其正常运行。
为了防止排水孔3或者排水管4的堵塞，在排水孔3或排水管4的进口 处设置反滤层1,反滤层1必须用透水材料如卵石或砾石11、砂12等堆积而 成。例如，在外层堆砂12，内层堆卵石或砾石11。对于排水管4，应在深入 反滤层l的管道上开孔后，并用无纺布13包裹，以起到更好的过滤作用。另 外，还可以在地下室内排水管道4设置检查口 14预防排水管道4堵塞。
如图5、 6、 7、 8所示，使本发明的第二实施例，其采用外汇水法在设 计控制的水位标高处设置盲沟15，在一定长度范围内和转角处设置盲沟冲洗 检査井16,预防盲沟导管20堵塞。在盲沟15内设置盲沟导管20,通过盲沟 导管20将地下水汇入地下室，然后再采用与内汇水法的方式相同的方法将水 排出地下室。盲沟导管20上设置有透水孔，以利于地下水进入盲沟导管20， 再用无纺布13包裹，盲沟导管20在外层堆砂12，内层堆卵石或砾石11,起 到过滤等作用。盲沟冲洗检查井16内的立管18不应钻孔，立管18顶部应设 置法兰盘17封堵，避免杂物进入盲沟，法兰盘17上应设置检查井盖19保护。
本发明上述的管道的选择对于没有压力的管道，例如排水4可以价格 较便宜的管道，对于接潜水泵5的抽水管道6必须采用能承受压力的管道。地下室排水孔3或排水管4的数量，排水管4、盲沟导管20、抽水管道6 的管径及潜水泵5的功率均应通过计算获得。
权利要求
1、一种地下建筑物的控制水位的方法，其特征在于，在地下建筑物的侧壁的一定高度上设置排水通道，通过所述排水通道将地下水引入到地下建筑物内进行汇聚，再进行排出。
2、 根据权利要求1所述的地下建筑物的控制水位的方法，其特征在于， 所述排水通道的进水口位于上层滞水层和潜水层范围内，当所述地下建筑物外 部的水位高于所述排水通道的进水口时，高出的地下水通过所述排水通道流入 到所述地下建筑物内，并汇集在所述地下建筑物的集水坑内。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当集水坑内的水位到达设 定高度时，通过潜水泵抽取集水坑内的积水，排到地表的雨水井。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述地下建筑物外部的地 下水通过排水孔和排水沟汇集到所述集水坑；或者通过排水管汇集到所述集水 坑；或者首先通过设置在所述地下建筑物的盲沟以及设有透水孔的盲沟导管将 地下水汇集，然后再通过排水管汇集到所述集水坑。
5、 一种地下建筑物的控制水位的系统，其特征在于，在地下建筑物的侧 壁的一定高度位置处设置有排水通道，所述排水通道连通所述地下建筑物的内 部与外部，并汇集所述地下建筑物外部的地下水至所述地下室内部；在所述地 下建筑物内还设有抽水装置，将汇集的地下水抽出地下建筑物。
6、 根据权利要求5所述的地下建筑物的控制水位的系统，其特征在于， 所述排水通道包括在所述侧壁上开设有排水孔以及在所述排水孔下方设置的 排水沟；或者所述排水通道包括在所述侧壁上开设的孔位、通过所述孔位连通 所述地下建筑物内部与外部的排水管。
7、 根据权利要求5所述的地下建筑物的控制水位的系统，其特征在于， 所述排水通道包括在所述侧壁上开设的孔位，通过所述孔位连通所述地下建筑 物内部与外部的排水管、以及与所述排水管的进水口连通的盲沟导管；所述盲 沟导管的管壁上设有透水孔。
8、 根据权利要求6或7所述的地下建筑物的控制水位的系统，其特征在 于，所述地下建筑物内设有集水坑，与所述排水通道的出水口连通，汇集来自 所述排水通道的地下水。
9、 根据权利要求8所述的地下建筑物的控制水位的系统，其特征在子， 在所述集水坑内设置有潜水泵，排出集水坑内的水。
10、 根据权利要求9所述的地下建筑物的控制水位的系统，其特征在于, 在排水孔、排水管或盲沟导管的外围设置有反滤层；所述反滤层包括内层卵石 或砾石层、以及在所述卵石或砾石层外围的堆砂层。
全文摘要
本发明涉及一种地下建筑物的控制水位的方法及系统。通过在地下建筑物的侧壁的一定高度上设置排水通道，通过所述排水通道将地下水引入到地下建筑物内进行汇聚，再进行排出。从而可以通过自己确定的排水孔高度来确定地下建筑物的抗浮水位，可有效的解决地下建筑物的抗浮和底板、侧壁造价高的问题；这种方法及系统施工简单，不需要专业人员均可操作，可实施性强，由于汇集水流是由高处往低处流，不容易堵塞，设置了检修口可靠性高；而且管道在地下室侧壁边，埋深较浅检修方便，经济效益和社会效益明显，可广泛应用于各种不同地质条件下的地下建筑物。
文档编号E02D19/20GK101126242SQ20061006216
公开日2008年2月20日 申请日期2006年8月16日 优先权日2006年8月16日
发明者骐 张 申请人:骐 张