具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系及其施工方法技术

一种具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系及其施工方法，包括地下结构顶板、地下结构底板、地下结构墙板、地面结构、柔性密封防水层、复合真空防排水一体板、滤水层、集水箱、水位观测管和抽水自动化远程控制模块；地下结构顶板内设有自平衡水箱；滤水层内设有排水管；集水箱设在地下结构底板外侧下方；集水箱与排水管通过连接管连通；集水箱内设有抽水装置；抽水装置与集水箱间连有连接管；地下结构墙板内侧设有水位观测管；水位观测管侧壁上设有地下水位传感器；地下结构底板上设有注浆管道，地下结构底板中埋有预应力抗浮锚杆。本发明专利技术解决了传统的地下建筑抗浮不足，不能及时报警并进行自动修正，难以及时高效的解决地下建筑抗浮的问题。

【技术实现步骤摘要】
具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系及其施工方法
本专利技术属于建筑工程
，特别是一种具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系及其施工方法。
技术介绍
随着城镇建设的蓬勃发展，人们对地下室空间的利用要求越来越高，地下室、人防地下室建设数量越来越多，面积也越来越大，因此在结构设计中，如何解决地下室的抗浮问题已经成为一个经常面临的问题，引起工程师的广泛关注。近年来许多建筑物地下室出现了因水浮力造成结构整体上浮或地下室底板局部隆起、破碎的工程事故，带来无数的财产损失和民事纠纷。通过工程案例分析主要的原因是：地下建筑抗浮系统缺乏整体设计，难以监测，抗浮问题出现后无法及时处理。现有的抗浮装置，比如预应力抗浮锚杆的设置仅能在一定限度内解决抗浮问题，一旦浮力超过预应力抗浮锚杆预应力应变的承受范围，难以及时发现和解决抗浮问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系及其施工方法，要解决传统的地下建筑抗浮系统难以监测，不能及时的报警并进行自动修正，抗浮不可控的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。一种具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系，包括地下结构顶板、地下结构底板、连接在地下结构顶板与地下结构底板两侧之间的地下结构墙板以及设置在地下结构顶板顶部的地面结构；还包括柔性密封防水层、复合真空防排水一体板、滤水层、集水箱、水位观测管、和抽水自动化远程控制模块；所述地下结构顶板的内部、沿横向通长设置有自平衡水箱；所述柔性密封防水层铺设在地下结构顶板、地下结构墙板和地下结构底板的外壁上；所述复合真空防排水一体板铺设在柔性密封防水层的外侧，在复合真空防排水一体板的外侧铺设有防水土工布层；所述滤水层布置在地下结构墙板的四周外侧，且贴设在防水土工布层的外表面上，在滤水层的下部、沿纵向通长设置有排水管；所述集水箱布置在地下结构底板两侧下方，集水箱的顶部高于滤水层的底面；所述集水箱与排水管之间通过连接管连通；在集水箱的内部均固定有抽水装置；所述抽水装置的输出端连接有抽水管，且抽水管的上端与自平衡水箱连通；所述地下结构墙板的内侧转角位置均固定有水位观测管；所述水位观测管的下端伸入地下结构底板下方的土壤中，在水位观测管的侧壁上均固定有地下水位传感器；所述地下结构底板上和地下结构墙板上均间隔设置有注浆管道，在地下结构底板中预埋有预应力抗浮锚杆；所述预应力抗浮锚杆的上端超出地下结构底板顶部，预应力抗浮锚杆的下端锚固在土壤中；在预应力抗浮锚杆的两侧分别设置有应力应变传感器；所述抽水自动化远程控制模块分别与应力应变传感器和地下水位传感器信号连接，并且将接收的应力应变传感器的数据和地下水位传感器的数据进行处理；所述抽水自动化远程控制模块与抽水装置连接，并且根据处理后的数据控制抽水装置的启闭。优选的，所述自平衡水箱的内表面铺设有防水密封层。优选的，所述自平衡水箱的顶部固定有溢水管，所述溢水管的顶部延伸至所述地面结构的上方。优选的，所述抽水装置设有自动开关装置，抽水自动化远程控制模块通过控制自动开关装置控制抽水装置的启闭。优选的，所述抽水装置设有手动开关装置；所述具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系还包括报警装置；所述报警装置与抽水自动化远程控制模块信号连接，用于出现警情后通过报警装置发出警报；现场人员接收到报警后可采用手动开关装置进行抽水装置的启闭。一种地下建筑体系的施工方法，包括以下步骤：S1、按照预应力抗浮锚杆和水位观测管的设计要求，在基坑底面进行水位观测管及预应力抗浮锚杆的位置成孔。S2、在待施工的地下建筑的下方铺设底部的防水土工布。S3、按照预应力抗浮锚杆和水位观测管的位置要求在待施工的地下建筑下方的防水土工布上面铺设位于待施工的地下建筑底部的复合真空防排水一体板。S4、在预应力抗浮锚杆的成孔位置安装孔洞成型管。S5、将位于待施工的地下建筑底部的复合真空防排水一体板、混凝土成型管以及水位观测管焊接成型。S6、安装注浆管道。S7、地下结构底板、地下结构墙板及地下结构顶板的浇筑。S8、在地下结构墙板、地下结构顶板达到强度要求后，在其外侧安装复合真空防排水一体板，再在复合真空防排水一体板外侧铺设侧部的防水土工布，形成全方位包裹地下建筑的复合真空防排水一体板和防水土工布层。S9、地下结构底板达到强度要求后，拆除孔洞成型管，安装预应力抗浮锚杆，安装包括应力应变传感器在内的结构应变传感器系统。S10、进行结构抗浮处理系统的安装。S1001、根据集水箱、排水管设计的位置要求在建筑主体周边铺设排水管、安装集水箱，通过连接管连接排水管和集水箱。S1002、集水箱的内部安装抽水管，抽水管的下端安装抽水装置及抽水自动化控制模块。S1003、施工自平衡水箱，并将抽水管上端连接自平衡水箱。S11、在位于墙体的防水土工布层的外侧和土壤中间位置回填排水和过滤用的级配砂，形成滤水层，再在位于地下建筑顶部的防水土工布层的上表面经行地面结构施工，形成顶部的地面结构。S12、通过按照设计要求分别设置贯穿地下结构底板的注浆管道和贯穿地下结构墙板的注浆管道，在地下结构底板与复合真空防排水一体板之间的间隙中以及地下结构墙板与复合真空防排水一体板之间的间隙中分区域高压注入柔性防水材料，形成柔性密封防水层。S13、在水位观测管的设计水位高度处安装地下水位传感器。S14、将水位传感器、应力应变传感器和抽水装置分别与抽水远程自动化控制模块信号连接，并对应力应变传感器和地下水位传感器传输到抽水自动化远程控制模块的监测数据设定用于启闭抽水装置的阈值。S15、降水井停止降水，并进行防水系统的验收。S16、进行地下建筑体系的抗浮实时监测和自修正功能的抽水自动化远程控制模块的系统调试。S17、地下建筑体系达到抗浮实时监测和自修正功能的处理要求后交付使用。优选的，所述步骤S2中，若基坑底部设有混凝土垫层，先施工混凝土垫层，然后在混凝土垫层上铺设防水土工布。优选的，在自平衡水箱施工完成后，在自平衡水箱的顶部安装溢水管，在自平衡水箱的内表面施工防水密封层。优选的，当具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系设置有报警装置时，S14的步骤还包括将报警装置与抽水远程自动化控制模块信号连接，并对应力应变传感器和地下水位传感器传输到抽水自动化远程控制模块的监测数据设定用于启闭报警装置的阈值。优选的，所述步骤S16中的抽水自动化远程控制模块要求达到：(a)、实时监测水位观测管的水位数据，实时监测预应力抗浮锚杆的应力应变数据，当监测数据超过预设阈值时，自动开启警报装置和抽水装置；(b)、当监测数据低于预设阈值时，自动关闭警报装置和抽水装置；(c)、抽水自动化远程控制模块以地下建筑区域为单位，同一地下建筑区域内，地下水浮力一致，地下水抽取到同一个自平衡水箱，地下水浮力不同的区域，抽水自动化远程控制模块各自独立控制相应地下建筑区域。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系，包括地下结构顶板(3)、地下结构底板(8)、连接在地下结构顶板(3)与地下结构底板(8)两侧之间的地下结构墙板(5)以及设置在地下结构顶板(3)顶部的地面结构(1)；其特征在于：还包括柔性密封防水层(6)、复合真空防排水一体板(7)、滤水层(16)、集水箱(15)、水位观测管(20)和抽水自动化远程控制模块；所述地下结构顶板(3)的内部、沿横向通长设置有自平衡水箱(18)；所述柔性密封防水层(6)铺设在地下结构顶板(3)、地下结构墙板(5)和地下结构底板(8)的外壁上；所述复合真空防排水一体板(7)铺设在柔性密封防水层(6)的外侧，在复合真空防排水一体板(7)的外侧铺设有防水土工布层(11)；所述滤水层(16)布置在地下结构墙板(5)的四周外侧，且贴设在防水土工布层(11)的外表面上，在滤水层(16)的下部、沿纵向通长设置有排水管(12)；所述集水箱(15)布置在地下结构底板(8)外侧下方，集水箱(15)的顶部高于滤水层(16)的底面；所述集水箱(15)与排水管(12)之间通过连接管(13)连通；在集水箱(15)的内部均固定有抽水装置(14)；所述抽水装置(14)的输出端连接有抽水管(17)，且抽水管(17)的上端与自平衡水箱(18)连通；所述地下结构墙板(5)的内侧转角位置均固定有水位观测管(20)；所述水位观测管(20)的下端伸入地下结构底板(8)下方的土壤中，在水位观测管(20)的侧壁上均固定有地下水位传感器(19)；所述地下结构底板(8)和地下结构墙板(5)上均间隔设置有注浆管道(9)，在地下结构底板(8)中预埋有预应力抗浮锚杆(10)；所述预应力抗浮锚杆(10)的上端超出地下结构底板(8)顶部，预应力抗浮锚杆(10)的下端锚固在土壤中；在预应力抗浮锚杆(10)的两侧分别设置有应力应变传感器(21)；所述抽水自动化远程控制模块分别与应力应变传感器(21)和地下水位传感器(19)信号连接，并且将接收的应力应变传感器(21)的数据和地下水位传感器(19)的数据进行处理；所述抽水自动化远程控制模块与抽水装置(14)连接，并且根据处理后的数据控制抽水装置(14)的启闭。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系，包括地下结构顶板(3)、地下结构底板(8)、连接在地下结构顶板(3)与地下结构底板(8)两侧之间的地下结构墙板(5)以及设置在地下结构顶板(3)顶部的地面结构(1)；其特征在于：还包括柔性密封防水层(6)、复合真空防排水一体板(7)、滤水层(16)、集水箱(15)、水位观测管(20)和抽水自动化远程控制模块；所述地下结构顶板(3)的内部、沿横向通长设置有自平衡水箱(18)；所述柔性密封防水层(6)铺设在地下结构顶板(3)、地下结构墙板(5)和地下结构底板(8)的外壁上；所述复合真空防排水一体板(7)铺设在柔性密封防水层(6)的外侧，在复合真空防排水一体板(7)的外侧铺设有防水土工布层(11)；所述滤水层(16)布置在地下结构墙板(5)的四周外侧，且贴设在防水土工布层(11)的外表面上，在滤水层(16)的下部、沿纵向通长设置有排水管(12)；所述集水箱(15)布置在地下结构底板(8)外侧下方，集水箱(15)的顶部高于滤水层(16)的底面；所述集水箱(15)与排水管(12)之间通过连接管(13)连通；在集水箱(15)的内部均固定有抽水装置(14)；所述抽水装置(14)的输出端连接有抽水管(17)，且抽水管(17)的上端与自平衡水箱(18)连通；所述地下结构墙板(5)的内侧转角位置均固定有水位观测管(20)；所述水位观测管(20)的下端伸入地下结构底板(8)下方的土壤中，在水位观测管(20)的侧壁上均固定有地下水位传感器(19)；所述地下结构底板(8)和地下结构墙板(5)上均间隔设置有注浆管道(9)，在地下结构底板(8)中预埋有预应力抗浮锚杆(10)；所述预应力抗浮锚杆(10)的上端超出地下结构底板(8)顶部，预应力抗浮锚杆(10)的下端锚固在土壤中；在预应力抗浮锚杆(10)的两侧分别设置有应力应变传感器(21)；所述抽水自动化远程控制模块分别与应力应变传感器(21)和地下水位传感器(19)信号连接，并且将接收的应力应变传感器(21)的数据和地下水位传感器(19)的数据进行处理；所述抽水自动化远程控制模块与抽水装置(14)连接，并且根据处理后的数据控制抽水装置(14)的启闭。


2.根据权利要求1所述的具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系，其特征在于：所述自平衡水箱(18)的内表面铺设有防水密封层(2)。


3.根据权利要求1所述的具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系，其特征在于：所述自平衡水箱(18)的顶部固定有溢水管(4)，所述溢水管(4)的顶部延伸至所述地面结构(1)的上方。


4.根据权利要求1所述的具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系，其特征在于：所述抽水装置(14)设有自动开关装置，抽水自动化远程控制模块通过控制自动开关装置控制抽水装置(14)的启闭。


5.根据权利要求1所述的具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系，其特征在于：所述抽水装置(14)设有手动开关装置；所述具有抗浮监测和自修正功能的地下建筑体系还包括报警装置；所述报警装置与抽水自动化远程控制模块信号连接，用于出现警情后通过报警装置发出警报；现场人员接收到报警后可采用手动开关装置进行抽水装置(14)的启闭。


6.一种权利要求1-5中任意一项所述的地下建筑体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照预应力抗浮锚杆(10)和水位观测管(20)的设计要求，在基坑底面进行水位观测管(20)及预应力抗浮锚杆(10)的位置成孔；
S2、在待施工的地下建筑的下方铺设底部的防水土工布；
S3、按照预应力抗浮锚杆(10)和水位观测管(20)的位置要求在待施工的地下建筑下方的防水土工布上面铺设位于待施工的地下建筑底部的复合真空防排水一体板(7)；
S4、在预应力抗浮锚杆(10)的成孔位置安装孔洞成型管；
S5、将位于待施工的地下建筑底...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨树东，
申请(专利权)人：江苏光跃节能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32