一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置及其設(shè)置方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置，其特征在于：所述的泄壓裝置包括水位觀測井和泄壓閥，水位觀測井由鋼管和鋼管上方的鋼帽構(gòu)成；泄壓閥由鋼外筒和鋼內(nèi)筒套設(shè)而成，鋼內(nèi)筒頂部設(shè)有頂部園鋼板，頂部園鋼板的下方設(shè)有環(huán)形鋼板。使用時本發(fā)明的泄壓裝置包括泄壓閥和水位觀測井。當通過水位觀測井觀測到地下水位在某一臨界水位之下時，構(gòu)筑物沒有抗浮問題，水體可以放空進行設(shè)備檢修維護，當?shù)叵滤怀^某一臨界水位時，構(gòu)筑物的抗浮不足，此時就必須采取一定的抗浮措施。本發(fā)明通過設(shè)置構(gòu)筑物底板的泄壓閥，構(gòu)筑物水體放空時，允許地下水進入構(gòu)筑物內(nèi)，確保構(gòu)筑物安全。通過這種構(gòu)筑物的管理抗浮方法，可以使工程土建造價節(jié)省約20％左右。
【專利說明】一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置及其設(shè)置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及給排水工程的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置及其設(shè)置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在市政工程中，要讓排水達標排放，各種污水處理構(gòu)筑物是不可或缺的。污水處理構(gòu)筑物一般都是現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，坐落在各類天然地基上，由于這些構(gòu)筑物都或多或少地埋入土體中一定深度，因而這些構(gòu)筑物就承受土體的側(cè)向壓力以及地下水的浮托力作用，必須對這些作用采取一定的技術(shù)措施。
[0003]構(gòu)筑物抗浮是構(gòu)筑物的基本要求之一。常規(guī)的構(gòu)筑物抗浮方法有很多，包括自重抗浮、吊重抗浮、壓重抗浮、樁基抗浮、錨桿抗浮等等，在上述抗浮措施中除了構(gòu)筑物自重抗浮不需要額外增加工程投資外，其它幾種構(gòu)筑物抗浮措施均需要采取一定的處理措施以滿足抗浮要求。這些用于抗浮的措施從工藝角度講是沒有任何意義的，但往往投資又比較大，一般可以占到該構(gòu)筑物造價的20%左右。而且該種抗浮措施施工難度高，施工周期長，結(jié)構(gòu)復雜，不利于以后的維護和保養(yǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種改進的用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置及其設(shè)置方法，它可克服現(xiàn)有技術(shù)中抗浮裝置結(jié)構(gòu)復雜、造價成本高，同時施工不便的一些不足。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置，其特征在于:所述的泄壓裝置包括水位觀測井和泄壓閥，水位觀測井由鋼管和鋼管上方的鋼帽構(gòu)成；泄壓閥由鋼外筒和鋼內(nèi)筒套設(shè)而成，鋼內(nèi)筒頂部設(shè)有頂部園鋼板，頂部園鋼板的下方設(shè)有環(huán)形鋼板。
[0006]一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置的設(shè)置方法，其特征在于:所述的設(shè)置方法包括如下步驟:a、首先計算構(gòu)筑物的臨界地下水位，如果實際地下水位低于臨界地下水位，則該構(gòu)筑物無需設(shè)置泄壓裝置；如果實際地下水位高于臨界地下水位，則需在該構(gòu)筑物周圍設(shè)置泄壓裝置；b、先在構(gòu)筑物的周圍設(shè)置至少一個水位觀測井；c、在構(gòu)筑物的底板上設(shè)置泄壓閥。
[0007]使用時本發(fā)明的泄壓裝置包括泄壓閥和水位觀測井。當通過水位觀測井觀測到地下水位在某一臨界水位之下時，構(gòu)筑物沒有抗浮問題，水體可以放空進行設(shè)備檢修維護，當?shù)叵滤怀^某一臨界水位時，構(gòu)筑物的抗浮不足，此時就必須采取一定的抗浮措施。本發(fā)明通過設(shè)置構(gòu)筑物底板的泄壓閥，構(gòu)筑物水體放空時，允許地下水進入構(gòu)筑物內(nèi)，確保構(gòu)筑物安全。通過這種構(gòu)筑物的管理抗浮方法，可以使工程土建造價節(jié)省約20%左右。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明泄壓閥的平面結(jié)構(gòu)示意圖。[0009]圖2為本發(fā)明泄壓閥的使用狀態(tài)參考圖。
[0010]圖3為本發(fā)明水位觀測井的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]【具體實施方式】:
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0012]附圖中各標號表示如下:1鋼外筒、2鋼內(nèi)筒、3頂部園鋼板、4環(huán)形鋼板、5混凝土底板、6環(huán)形橡膠墊圈、7濾孔、8砂濾層、9碎石層、10第一出水孔、11第二出水孔、12鋼管、13鋼帽。
[0013]本發(fā)明的一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置，其與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于:所述的泄壓裝置包括水位觀測井和泄壓閥，水位觀測井由鋼管和鋼管上方的鋼帽構(gòu)成；泄壓閥由鋼外筒和鋼內(nèi)筒套設(shè)而成，鋼內(nèi)筒頂部設(shè)有頂部園鋼板，頂部園鋼板的下方設(shè)有環(huán)形鋼板(泄壓閥所有鋼管及其附件均采用不銹鋼材質(zhì))。水位觀測井的鋼管側(cè)壁設(shè)有濾孔，鋼筒的外圍設(shè)有砂濾層，鋼筒的內(nèi)部設(shè)有碎石層，所述的碎石層表面包裹有土工布。
[0014]泄壓閥的鋼外筒管壁中下部及混凝土底板上均設(shè)有濾孔，鋼外筒的外部設(shè)有砂濾層，鋼外筒的內(nèi)部設(shè)有碎石層，碎石層的表面包裹有土工布。鋼外筒的中部設(shè)有止水翼環(huán)，鋼外筒的底部設(shè)有混凝土底板，鋼外筒、止水翼環(huán)與混凝土底板澆注成整體；環(huán)形鋼板與鋼外筒之間通過環(huán)形橡膠墊圈密封。鋼內(nèi)筒的頂部設(shè)有一組均布的第一出水孔，鋼內(nèi)筒的內(nèi)壁上設(shè)有一組均布的第二出水孔，所述的第一出水孔大小為10mm*10mm，第二出水孔的大小為 BOmmX 150mm。
[0015]一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置的設(shè)置方法，其特征在于:所述的設(shè)置方法包括如下步驟:a、首先計算構(gòu)筑物的臨界地下水位，如果實際地下水位低于臨界地下水位，則該構(gòu)筑物無需設(shè)置泄壓裝置；如果實際地下水位高于臨界地下水位，則需在該構(gòu)筑物周圍設(shè)置泄壓裝置；b、在構(gòu)筑物的外圍設(shè)置水位觀測井，每個構(gòu)筑物至少設(shè)置一個水位觀測井，水位觀測井布置在構(gòu)筑物中軸線上，水位觀測井與構(gòu)筑物池壁之間的距離為1-2倍的構(gòu)筑物埋深深度；C、在構(gòu)筑物的底板上設(shè)置泄壓閥，將泄壓閥在鋼筋混凝土構(gòu)筑物底板上，可以防止構(gòu)筑物內(nèi)部水體滲漏到構(gòu)筑物外而污染地下水，同時可以長久實現(xiàn)地下水緩慢而均勻的流入到構(gòu)筑物內(nèi)部。a步驟中，構(gòu)筑物的臨界地下水位通過下式方程計算:
式中:h標豐嘯勿鎌/?綱爾雜，錄滿獅鎌離，表示
鋼筋混凝土容重，7^表示地下水容重；b步驟中，所述的水位觀測井由鋼管和鋼管上方的
鋼帽構(gòu)成，水位觀測井的鋼管側(cè)壁設(shè)有濾孔，鋼筒的外圍設(shè)有砂濾層，鋼筒的內(nèi)部設(shè)有碎石層，所述的碎石層表面包裹有土工布；c步驟中，將泄壓閥在鋼筋混凝土構(gòu)筑物底板上，所述的泄壓閥由鋼外筒和鋼內(nèi)筒套設(shè)而成，鋼內(nèi)筒頂部設(shè)有頂部園鋼板，頂部園鋼板的下方設(shè)有環(huán)形鋼板；鋼外筒的中部設(shè)有止水翼環(huán)，鋼外筒的底部設(shè)有混凝土底板，鋼外筒、止水翼環(huán)與混凝土底板澆注成整體；環(huán)形鋼板與鋼外筒之間通過環(huán)形橡膠墊圈密封。鋼內(nèi)筒的頂部設(shè)有一組均布的第一出水孔，鋼內(nèi)筒的內(nèi)壁上設(shè)有一組均布的第二出水孔，所述的第一出水孔大小為10mm*10mm,第二出水孔的大小為60mmX 150mm。
[0016]本發(fā)明提供了一種解決構(gòu)筑物抗浮的新措施，即在構(gòu)筑物外側(cè)設(shè)置水位觀測井，同時在底板上設(shè)置泄壓閥裝置，當通過觀測地下水位高于臨界水位時，就要求管理人員此時不宜進行構(gòu)筑物的放空檢修工作，如果必須檢修，就應(yīng)該采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。該抗浮措施即為構(gòu)筑物的管理抗浮措施，通過該措施實現(xiàn)了設(shè)計與管理的有機結(jié)合，為節(jié)約工程投資提供的新思路。
[0017]實施例1
首先根據(jù)構(gòu)筑物的重量計算滿足局部抗浮要求的臨界地下水位，如果實際的地下水位在臨界水位之下，該構(gòu)筑物不存在抗浮問題；一旦實際地下水位在臨界水位之上，就說明構(gòu)筑物存在抗浮問題，此時，就必須在構(gòu)筑物四周設(shè)置水位觀測井，同時在底板上設(shè)置泄壓閥裝置。當通過觀測地下水位高于臨界水位時，就要求管理人員此時不宜進行構(gòu)筑物的放空檢修工作，如果必須檢修，就應(yīng)該采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。
[0018]通過上述技術(shù)方案，可以達到下列幾個方面的作用:
I)地下水位觀測。地下水位觀測井由鋼筒、鋼筒帽、鋼筒外砂濾層、濾孔和鋼筒內(nèi)透水性較強的碎石組成，該水位觀測井埋入土體中一定深度，地下水通過鋼筒四周的濾孔進入鋼筒，從而形成長期的地下水位。為防止濾孔堵塞及濾孔內(nèi)外的水流雙向性，在鋼筒外圈設(shè)置了砂濾層，在鋼筒內(nèi)部設(shè)置了碎石并且外包了土工布。有效實現(xiàn)井筒內(nèi)外地下水位處于同一標高，運行管理期間，在需要放空構(gòu)筑物內(nèi)部水體之前，打開防異物落入的鋼筒帽，即可觀測地下水位。
[0019]2)防至構(gòu)筑物內(nèi)部水體滲漏。泄壓閥由鋼外筒、鋼內(nèi)筒、頂部園鋼板、墊圈及滲濾料等組成，為防止構(gòu)筑物內(nèi)部水體滲濾，設(shè)置了兩道防線，一是在鋼外筒中部設(shè)置止水翼環(huán)，鋼外筒、止水翼環(huán)與混凝土底板緊密澆注成整體，二是在頂部園鋼板下焊接一圈環(huán)形鋼板，環(huán)形鋼板下設(shè)置橡膠墊圈，在構(gòu)筑物內(nèi)部水壓作用下壓緊泄壓閥，確保不滲漏。
[0020]3)地下水滲入孔必須防堵塞。泄壓閥鋼外筒埋入土體中450mm — 500mm,如果放空時實際水位與臨界水位之間的高差達到500mm以上時，在泄壓閥一定的情況下應(yīng)控制放空速度，地下水通過鋼筒四周的濾孔進入鋼筒，為防止濾孔堵塞及濾孔內(nèi)外的水流雙向性，在鋼筒外圈設(shè)置了砂濾層，在鋼筒內(nèi)部設(shè)置了碎石并且外包了土工布。
[0021]4)地下水進入構(gòu)筑物內(nèi)必須緩慢而均勻。構(gòu)筑物放空后，地下水位如果高于臨界水位，地下水水托力作用泄壓閥頂部園鋼板到一定條件時，泄壓閥鋼內(nèi)筒就緩慢上升，地下水就由頂部IOmmX IOmm小孔流出，當?shù)叵滤畨狠^大時，泄壓閥鋼內(nèi)筒繼續(xù)上升到一定位置，此時開孔就放大為60mmX 150mm，如此實現(xiàn)了泄壓閥根據(jù)地下水壓的大小來調(diào)節(jié)流速的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置，其特征在于:所述的泄壓裝置包括水位觀測井和泄壓閥，水位觀測井由鋼管和鋼管上方的鋼帽構(gòu)成；泄壓閥由鋼外筒和鋼內(nèi)筒套設(shè)而成，鋼內(nèi)筒頂部設(shè)有頂部園鋼板，頂部園鋼板的下方設(shè)有環(huán)形鋼板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置，其特征在于:水位觀測井的鋼管側(cè)壁設(shè)有濾孔，鋼筒的外圍設(shè)有砂濾層，鋼筒的內(nèi)部設(shè)有碎石層，所述的碎石層表面包裹有土工布；泄壓閥的鋼外筒管壁中下部及混凝土底板上均設(shè)有濾孔，鋼外筒的外部設(shè)有砂濾層，鋼外筒的內(nèi)部設(shè)有碎石層，碎石層的表面包裹有土工布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置，其特征在于:鋼外筒的中部設(shè)有止水翼環(huán)，鋼外筒的底部設(shè)有混凝土底板，鋼外筒、止水翼環(huán)與混凝土底板澆注成整體；環(huán)形鋼板與鋼外筒之間通過環(huán)形橡膠墊圈密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓閥，其特征在于:鋼內(nèi)筒的頂部設(shè)有一組均布的第一出水孔，鋼內(nèi)筒的內(nèi)壁上設(shè)有一組均布的第二出水孔，所述的第一出水孔大小為10mm*10mm,第二出水孔的大小為60mmX 150mm。
5.一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置的設(shè)置方法，其特征在于:所述的設(shè)置方法包括如下步驟:a、首先計算構(gòu)筑物的臨界地下水位，如果實際地下水位低于臨界地下水位，則該構(gòu)筑物無需設(shè)置泄壓裝置；如果實際地下水位高于臨界地下水位，則需在該構(gòu)筑物周圍設(shè)置泄壓裝置；b、在構(gòu)筑物的外圍設(shè)置水位觀測井，每個構(gòu)筑物至少設(shè)置一個水位觀測井，水位觀測井布置在構(gòu)筑物中軸線上，水位觀測井與構(gòu)筑物池壁之間的距離為1-2倍的構(gòu)筑物埋深深度；c、在構(gòu)筑物的底板上設(shè)置泄壓閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置的設(shè)置方法，其特征在于:a步驟中，構(gòu)筑物的臨界地下水位通過下式方程計算h = H i^j ,式中:H表示構(gòu)筑物底板底部埋深深度，d表示構(gòu)筑物底板厚度，表示鋼筋混凝土容重，7?表示地下水容重。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置的設(shè)置方法，其特征在于:b步驟中，所述的水位觀測井由鋼管和鋼管上方的鋼帽構(gòu)成，水位觀測井的鋼管側(cè)壁設(shè)有濾孔，鋼筒的外圍設(shè)有砂濾層，鋼筒的內(nèi)部設(shè)有碎石層，所述的碎石層表面包裹有土工布；泄壓閥的鋼外筒管壁中下部及混凝土底板上均設(shè)有濾孔，鋼外筒的外部設(shè)有砂濾層，鋼外筒的內(nèi)部設(shè)有碎石層，碎石層的表面包裹有土工布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓裝置的設(shè)置方法，其特征在于:c步驟中，將泄壓閥在鋼筋混凝土構(gòu)筑物底板上，所述的泄壓閥由鋼外筒和鋼內(nèi)筒套設(shè)而成，鋼內(nèi)筒頂部設(shè)有頂部園鋼板，頂部園鋼板的下方設(shè)有環(huán)形鋼板；鋼外筒的中部設(shè)有止水翼環(huán)，鋼外筒的底部設(shè)有混凝土底板，鋼外筒、止水翼環(huán)與混凝土底板澆注成整體；環(huán)形鋼板與鋼外筒之間通過環(huán)形橡膠墊圈密封。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于構(gòu)筑物抗浮的泄壓閥，其特征在于:鋼內(nèi)筒的頂部設(shè)有一組均布的第一出水孔，鋼內(nèi)筒的內(nèi)壁上設(shè)有一組均布的第二出水孔，所述的第一出水孔大小為lOmm^lOmm，第二出水孔的大小為60mmX 150mm。
【文檔編號】E02D31/12GK103510549SQ201210216796
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】孟元龍, 彭春強, 王瑾, 張毅 申請人:上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司