一种集滤水溢流监测一体的肥槽式抗浮系统及其施工使用方法

本发明涉及一种地下构造物抗浮技术，具体涉及一种集滤水溢流监测一体的肥槽式抗浮系统及其施工使用方法。

背景技术：

1、随着城市化的发展，地下空间的开发已引起人们的关注，大规模的地下构造物也越来越多，如地下商场、地下停车场、地铁及隧道等。地下构造物建造时会设计必要的抗浮措施以避免上浮，但随着所处水文地质环境越来越复杂，特别是不可预测的极端暴雨频发，抗浮设计方法和措施难以实现安全与经济的统一，成为推进地下空间开发进程中亟需解决的重难点问题。

2、现有抗浮技术主要包括被动抗浮技术和主动抗浮技术两大类。工程中采用较多的被动抗浮技术是抗拔桩和抗拔锚杆，抗拔桩通常和基础底板完全固结，当地下水位较高时是抗拔桩，当地下水位较低时变成了受压桩；抗浮锚杆仅通过钢绞线锚固在基础底板上，只在地下水位较高时发挥作用。另外，被动抗浮技术针对的是常水位条件，难以应对近年频发的不可预测极端暴雨，其引发的突增水位对地下构造物的抗浮带来严峻挑战。主动抗浮技术采用疏导的思路解决地下构造物的浮力问题，通过主动导水和泄压等措施降低或释放地下构造物浮力而达到抗浮目的，但需要在基础底板上开孔，给地下构造物的防水和施工带来不便，使得技术的推广范围受限。

3、综上所述，为应对不可预测的极端暴雨对现有抗浮设计方法和措施带来的严峻挑战，且避免对地下构造物施工造成的不便，迫切需要一套新型抗浮系统和方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种集滤水溢流监测一体的肥槽式抗浮系统及其施工使用方法，该抗浮系统设计科学合理，实用性强，能通过监测的孔压预测渗流量，利用滤水溢流监测一体孔，在不破坏地下构造物的前提下，将基底水浮力以限压溢流的方式控制在许可范围内，达到抗浮目的。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种集滤水溢流监测一体的肥槽式抗浮系统，其特征在于，包括肥槽、导水沟和蓄排水装置；所述肥槽位于地下构造物、岩土地基与围护桩之间，所述导水沟开设在地下构造物的地下结构底板下方的岩土地基上，所述导水沟内埋设滤水管，所述围护桩上固定溢流管，所述滤水管和溢流管导通连接，所述岩土地基内埋设孔压传感器，所述孔压传感器上连接数据线缆，所述数据线缆依次穿过滤水管和溢流管延伸至肥槽外，所述肥槽内填充黏土填料，所述肥槽内设置蓄排水装置。

3、优选地，所述蓄排水装置包括蓄水池、溢流支管、汇水管和排水管道，所述蓄水池设置在肥槽内，所述溢流支管通过三通连接在溢流管上，所述溢流支管连接汇水管，汇水管连接蓄水池，排水管道连接蓄水池。

4、优选地，所述导水沟开设在两列结构柱位之间，所述结构柱矩形阵列连接在地下结构底板的上底面上，所述导水沟包括沟槽和隔水层，所述沟槽的截面为倒梯形，所述沟槽内铺设土工布，所述沟槽内填充导水砂砾，所述沟槽顶部设置隔水层。

5、优选地，所述黏土填料中填充砂砾填料，所述蓄水池一半埋入黏土填料，另一半埋入砂砾填料，所述蓄水池与砂砾填料接触的侧面嵌入设置无砂砼滤块。

6、优选地，所述蓄水池顶部设置检修井，所述排水管道穿过检修井引出。

7、优选地，所述地下结构底板与导水沟之间设置施工垫层。

8、优选地，溢流支管的预设高度基于地下构造物的自重计算得到，即预设高度下的基底孔压形成的浮力的1.5倍值须小于或等于地下构造物的自重。汇水管的位置低于无砂砼滤块的位置。

9、优选地，隔水层的材料为压密黏土或防水卷材。

10、一种集滤水溢流监测一体的肥槽式抗浮系统的施工使用方法，包括以下步骤：

11、s、在相邻两排结构柱位的中间岩土地基上开挖导水沟，在导水沟内底面埋入孔压传感器，在导水沟内埋设滤水管，在围护桩上安装溢流管，将溢流管与滤水管导通连接，将连接在孔压传感器上的数据线缆依次穿过滤水管和溢流管；

12、s1、在导水沟内底面和内侧面铺设土工布，在导水沟内填充导水砂砾，在导水沟顶部设置隔水层，在隔水层上方浇筑施工垫层，在施工垫层上施工地下构造物；

13、s2、在溢流管上预设高度处连通溢流支管，将多根溢流支管连接在汇水管；

14、s3、在肥槽中填充黏土填料至蓄水池预设高度，将蓄水池的下半部分埋入黏土填料，在蓄水池侧板安装无砂砼滤块，在蓄水池内部安装排水管道，排水管道沿检修井延伸至地面，将汇水管连接至蓄水池；

15、s4、填入砂砾填料至没过蓄水池顶部，在砂砾填料上方继续填充黏土填料至地面，此时完成整个系统的安装；

16、s5、在使用阶段，当地下水位上升时，地下结构底板下的孔压被孔压传感器实时监测并据此预测溢流水量，地下水依次经过滤水管、溢流管、溢流支管和汇水管流入蓄水池内；

17、s6、同时，地表下渗水和直接从岩土地基上渗进入砂砾填料的水也流入蓄水池内，汇聚在蓄水池内的水通过排水管道排走，最终达到控制地下水压力作用的抗浮目的。

18、本发明与现有技术相比具有以下优点：

19、本发明设置在导水沟中的滤水管可汇聚地下水，其延伸至围护桩边与溢流管相连，可在不破坏地下构造物的前提下，将地下水输送至预设高度的溢流支管，并经汇水管和蓄水池后最终被排走，溢流支管的预设高度在充分利用地下构造物自重的基础上实现了限压，地下水位上升形成的水压驱使水流溢出，且经孔压传感器和穿于滤水管与溢流管的数据线缆可实时监测基底孔压，以预测渗流量。因此，本发明能在不影响地下构造物的前提下，将基底水浮力以限压溢流的方式控制在许可范围内，达到抗浮目的，解决了现有抗浮技术中的不足。

20、下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

技术特征：

1.一种集滤水溢流监测一体的肥槽式抗浮系统，其特征在于，包括肥槽、导水沟(8)和蓄排水装置；所述肥槽位于地下构造物(1)、岩土地基(2)与围护桩(3)之间，所述导水沟(8)开设在地下构造物(1)的地下结构底板(6)下方的岩土地基(2)上，所述导水沟(8)内埋设滤水管(10)，所述围护桩(3)上固定溢流管(4)，所述滤水管(10)和溢流管(4)导通连接，所述岩土地基(2)内埋设孔压传感器(9)，所述孔压传感器(9)上连接数据线缆(11)，所述数据线缆(11)依次穿过滤水管(10)和溢流管(4)延伸至肥槽外，所述肥槽内填充黏土填料(5)，所述肥槽内设置蓄排水装置。

2.根据权利要求1所述的一种集滤水溢流监测一体的肥槽式抗浮系统，其特征在于，所述蓄排水装置包括蓄水池(16)、溢流支管(13)、汇水管(14)和排水管道(22)，所述蓄水池(16)设置在肥槽内，所述溢流支管(13)通过三通连接在溢流管(4)上，所述溢流支管(13)连接汇水管(14)，汇水管(14)连接蓄水池(16)，排水管道(22)连接蓄水池(16)。

3.根据权利要求1所述的一种集滤水溢流监测一体的肥槽式抗浮系统，其特征在于，所述导水沟(8)开设在两列结构柱位(15)之间，所述结构柱(15)矩形阵列连接在地下结构底板(6)的上底面上，所述导水沟(8)包括沟槽(20)和隔水层(17)，所述沟槽(20)的截面为倒梯形，所述沟槽(20)内铺设土工布(18)，所述沟槽(20)内填充导水砂砾(19)，所述沟槽(20)顶部设置隔水层(17)。

4.根据权利要求1所述的一种集滤水溢流监测一体的肥槽式抗浮系统，其特征在于，所述黏土填料(5)中填充砂砾填料(12)，所述蓄水池(16)一半埋入黏土填料(5)，另一半埋入砂砾填料(12)，所述蓄水池(16)与砂砾填料(12)接触的侧面嵌入设置无砂砼滤块(21)。

5.根据权利要求2所述的一种集滤水溢流监测一体的肥槽式抗浮系统，其特征在于，所述蓄水池(16)顶部设置检修井(23)，所述排水管道(22)穿过检修井(23)引出。

6.根据权利要求1所述的一种集滤水溢流监测一体的肥槽式抗浮系统，其特征在于，所述地下结构底板(6)与导水沟(8)之间设置施工垫层(7)。

7.一种如权利要求1-6中任一权利要求所述的集滤水溢流监测一体的肥槽式抗浮系统的施工使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种集滤水溢流监测一体的肥槽式抗浮系统，包括肥槽、导水沟、蓄排水装置。肥槽位于地下构造物、岩土地基和围护桩之间，肥槽内设置溢流管、数据线缆和溢流支管；导水沟内设置滤水管、土工布、导水砂砾和隔水层；蓄排水装置包括蓄水池、汇水管、砂砾填料、无砂砼滤块和排水管道。本发明通过孔压传感器实时监测，可预测溢流水量，地下水通过滤水管和溢流管流入汇水管并到达蓄水池，同时，地表下渗和地基上渗到砂砾填料的水也流进蓄水池，并从排水管道排走，达到控制地下水压力作用的抗浮目的。

技术研发人员：宋林辉,刘新原,唐逸凡,黄金斌,王杰,叶冉,赵宏伟
受保护的技术使用者：南京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12