一种深基坑地下水自动排水系统的制作方法

1.本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种深基坑地下水自动排水系统。


背景技术：

2.目前我国的高层建筑乃至超高层建筑越来越多，以至于在地基基础施工中出现深基坑的情况也越来越普遍。基坑越深，地质情况越复杂，裂隙水就越难处理，在传统的电梯井等深基坑降排水施工中，一般是沿基坑周边在基础垫层施工以外设置积水坑、排水沟等，通过潜水泵将积水坑中集满的裂隙水进行抽排处理，但是该排水方式需要专人看守，即集水坑内水位满后手动启动泵和水位下降后手动关泵，非常不智能，需要经常查看，如果在忘记查看后且水位超过一定高度后会严重影响基础垫层及防水的施工质量，造成已经施工好的基础防水层被破坏。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种深基坑地下水自动排水系统，以解决现有技术手动启动泵排出深基坑中地下水存在的上述问题。
4.本发明公开了一种深基坑地下水自动排水系统，包括水压感应装置、电磁开关和抽水装置；
5.所述水压感应装置包括开设有若干通孔的第一保护壳和u形管，所述第一保护壳内设置有气囊，所述气囊填充有气体，气囊连通所述u形管的一竖直管，u形管内填充有导电液体，u形管的另一竖直管内设置有上下分布的两片导电金属片，分布于下方的导电金属片设置于所述导电液体内；
6.所述两片导电金属片通过导电线和所述电磁开关连通，所述电磁开关设置于所述抽水装置的启动线路上。
7.采用上述技术方案的情况下，将第一保护壳和设置于其内部的气囊一起放置于深基坑的集水装置中，当深基坑中的水位不断上涨时，气囊受到的外部压力越大，气囊变形越严重且其体积减小，气囊中的气体被压缩，从而挤压u形管内的导电液体，使得导电液体向u形管的另一竖直管内流动，u形管的另一竖直管内的液位逐渐升高，当液位升高至淹没处于上方的导电金属片时，电磁开关通电使得其闭合，从而使得抽水装置启动，抽取深基坑中的水，深基坑中水位下降，挤压气囊的压力下降，u形管的另一竖直管内的导电液体回落，当上方的导电金属片不处于导电液体内时，电磁开关断电后关闭，抽水装置停止；深基坑中的水位又继续上升，重复前述过程；由此可知，实现了深基坑中水的自动排除，不需要人工启停抽水装置和降低深基坑中水位过高影响基础垫层及防水施工的问题，值得推广使用。
8.作为一种可能的设计，所述通孔的孔径为1～2mm。可避免杂质进入第一保护壳内粘附于气囊上，影响气囊随水压变化的灵敏性。
9.作为一种可能的设计，所述抽水装置包括吸水泵和电源，所述电磁开关设置于所述电源和所述吸水泵电连接的电路上。抽水装置的结构简单，降低了深基坑中水的处理成
本。
10.作为一种可能的设计，所述u形管由透明硬质材质制成。便于巡检的时候查看和气囊内气体充入量的调试。
11.作为一种可能的设计，所述水压感应装置还包括第二保护壳和支撑架，所述u形管设置于所述第二保护壳内，所述第二保护壳设置于所述支撑架上。
12.作为一种可能的设计，所述深基坑地下水自动排水系统还包括集水装置，所述集水装置包括开设于所述深基坑底部的排水沟和集水坑，所述排水沟和所述集水坑连通形成水流通道；
13.所述排水沟连通所述深基坑上的渗水点位；所述抽水装置的吸水端设置于所述集水坑内。
14.采用上述技术方案的情况下，排水沟将各个渗水点位的水聚集起来后汇总于集水坑内，能够有效解决复杂性地质缝隙水难排除的问题。
15.作为一种可能的设计，所述排水沟顶端处的深度为250～310mm。具有良好的排水性能以及不影响基础垫层的施工和不需要频繁的启停抽水装置，具有节能降耗的特点。
16.作为一种可能的设计，所述排水沟内沿远离沟底的方向依次设置有第一碎石层、薄膜层以及封闭层。在基础垫层施工的过程中不会影响排水沟的排水性能，两者可以同时进行，有利于缩短工期。
17.作为一种可能的设计，所述集水坑内沿远离坑底的方向依次设置有第二碎石层、第三碎石层以及第四碎石层；所述集水坑的坑壁铺设有防护网；
18.第二碎石层和第三碎石层之间设置有所述抽水装置的吸水端和注浆管，注浆管到所述集水坑底部的距离小于所述抽水装置的吸水端到所述集水坑底部的距离；所述第一保护壳设置于所述第三碎石层和及第四碎石层之间。
19.采用上述技术方案的情况下，通过将抽水装置的吸水端、注浆管以及第一保护壳设置在集水坑不同的位置，有利于排水过程顺利进行和注浆过程顺利进行，且确保排水管和集水坑在水抽干后能够被砂浆充分填充，保证深基坑在抽水后的稳定性。
20.作为一种可能的设计，所述第四碎石层上设置有排气管，所述排气管的出气端伸出所述第四碎石层。设置排气管，在注浆时既能够将排水管和集水坑内的气体排出，利于注浆过程顺利进行，又能观察注浆是否完成(排气管开始排出砂浆即标志注浆完成)。
21.本发明的有益效果：
22.1.本发明公开的深基坑地下水自动排水系统通过设置排水沟来串联各渗水点，对渗水流量不同的复杂性地基起到有效降水，能有效解决复杂性地质渗水。
23.特别是对于掺杂淤泥质土、黏土、完全风化页岩、不完全风化页岩的地质条件，在南方雨季施工期间，对于使用传统的基坑周边井点降水系统，因地基中出现分化水带，地基中水的渗透系数较小等条件因素的影响，使得传统的井点降水效果不理想。特别是在面对大面积基坑时，基坑中部的降水时效性不能满足施工要求。然而，利用深基坑地下水暗埋管自动抽排水技术降水，就能根据现场实际情况，通过设置暗沟串联各渗水点，对渗水流量不同的复杂性地基起到有效降水。
24.2.本发明公开的深基坑地下水自动排水系统具有良好的实用经济性，哪里需要就安置于哪里，方便实用，同时，因其不需要大范围布置的特点，减少了人力、物力的消耗，对
节约施工成本，绿色施工具有很好的促进作用。
25.3.本发明公开的深基坑地下水自动排水系统能根据在集水坑里装置的水压感应装置感应水压变化，自动化程度高，即当集水坑蓄满水后，水压感应装置感应到压强变高，则接通吸水泵电源。当集水坑中水位下降后，水压感应装置感应到压强变低，则断开电源。以此实现自动化抽排水的目的。
附图说明
26.图1为本发明实施例中深基坑地下水自动排水系统的示意图；
27.图2为本发明实施例中水压感应装置地下部分的示意图；
28.图3为本发明实施例中水压感应装置地上部分的示意图；
29.图4为本发明实施例中集水坑和排水沟的示意图；
30.图5为本发明实施例中深基坑地下水自动排水系统工作原理图；
31.其中：1-水压感应装置地下部分；101-第一保护壳；102-气囊；2-电磁开关；3-水压感应装置地上部分；301-u形管；302-导电金属片；303-第二保护壳；304-基准液面；4-吸水泵；5-电源；6-沉淀收集装置；7-注浆管；8-吸水管；9-排气管；10-传输管；11-第一碎石层；12-薄膜层；13-封闭层；14-第二碎石层；15-第三碎石层；16-集水坑；17-排水沟。
具体实施方式
32.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.本发明发明人在处理深基坑排水时，发现采用现有的排水技术需要专人看守，即水位到了后手动启动泵和水位下降后手动关泵，非常不智能，需要经常查看，如果在忘记查
看后且水位超过一定高度后会严重影响基础垫层的施工或造成已经施工好的基础垫层及防水被破坏的问题。
38.如图1所示，本发明公开了一种深基坑地下水自动排水系统。如图1所示，该深基坑地下水自动排水系统包括水压感应装置、电磁开关2和抽水装置。
39.抽水装置用于将深基坑中的渗水排除。在实际应该时，为了便于抽水过程顺利进行，抽水装置抽吸的吸力量大于各渗水点时渗水量的总和。
40.电磁开关2和水压感应装置组成给予抽水装置启动或停止的条件，电磁开关2将水压感应装置的感应压力用于控制电磁开关2的开或关，从而实现抽水装置的启停。
41.如图2和图3所示，前述水压感应装置包括开设有若干通孔的第一保护壳101和u形管301，第一保护壳101内设置有气囊102，气囊102填充有气体，气囊102连通u形管301的一竖直管，u形管301内填充有导电液体，u形管301的另一竖直管内设置有上下分布的两片导电金属片302，分布于下方的导电金属片302设置于所述导电液体内；
42.两片导电金属片302通过导电线和电磁开关2连通，电磁开关2设置于抽水装置的启动线路上。
43.本发明中，将第一保护壳101和气囊102组成的整体称为水压感应装置地下部分1，u形管301、两片导电金属片302以及电磁开关2组成的整体称为水压感应装置地上部分3。水压感应装置地下部分1设置于深基坑内，水压感应装置地上部分3设置于地面上，便于u形管301内液位的观察。
44.在水压感应装置未进行检测时，u形管301内液位处于基准液面304，即u形管301两个竖直管内的液面在同一水平面内，即同一高度上。
45.如图5所示，在监测时，深基坑内水位逐渐升高，对气囊102施加的压力越大，气囊102内的气体推动导电液体向u形管301的另一竖直管内移动，使得u形管301的另一竖直管内的液位逐渐上升，当液位上升至足够高度(淹没位于竖直面内上方的导电金属片302时)，电磁开关2的电磁圈通电使得其闭合，从而使得抽水装置启动，抽出深基坑内的水，深基坑内的水位下降对气囊102的压力减小，u形管301的另一竖直管内的液位逐渐下降，当u形管301的另一竖直管内的液位下降至使得上方导电金属片302裸露时，电磁开关2断开实现抽水装置停止；然后重复前述监测过程。
46.本发明中，由于深基坑内的水为地下水，可能会存在呈酸性或碱性的情况，因此第一保护壳101和气囊102均可以采用耐腐蚀材料制成，其中：第一保护壳101可以采用不锈钢等材料制成，但不限于此；气囊102采用橡胶制成，但不限于此。
47.本发明中，所述气体可以选用常规的气体，如空气，惰性气体等，但不限于此。
48.本发明中，气囊102和u形管301之间可通过传输管10实现连通。
49.本发明中，所述导电金属片302可以为任意具有导电性能的金属或金属合金制成，例如：铜，但不限于此。
50.本发明中，为了调试和观察u形管301内液位的变化，前述u形管301可以由透明且常温下固化后满足硬度要求的材料制成，例如：透明玻璃，但不限于此。
51.本发明中，为了使前述第一保护壳101对气囊102具有更加良好的保护作用，前述通孔的孔径一般为1～2mm。为了使得气囊102能够准确反映深基坑中液位的变化，在确保第一保护壳101能够有效保护气囊102的情况下，前述通孔的数量应尽可能的多。
52.在一种可能的实施方式中，如图3所示，前述抽水装置包括吸水泵4和电源5，前述电磁开关2设置于电源5和吸水泵4电连接的电路上。吸水泵4的吸水端设置有吸水管8，用于吸水。
53.在实际应用时，为了便于抽水过程顺利进行，吸水泵4的功率选择需满足吸水泵4的抽吸吸力量大于各渗水点时渗水量的总和。
54.在一种可能的实施方式中，前述水压感应装置的地上部分还包括第二保护壳303和支撑架，前述u形管301设置于第二保护壳303内，第二保护壳303设置于支撑架上。
55.本发明的发明人上述深基坑地下水自动排水系统应对于掺杂淤泥质土、黏土、完全风化页岩以及不完全风化页岩的地质条件时，发现抽吸效果不是很理想，因此本发明发明人对上述深基坑地下水自动排水系统进行进一步改进。
56.如图4所示，本发明公开的上述深基坑地下水自动排水系统还包括集水装置，集水装置包括开设于深基坑底部的排水沟17和集水坑16，排水沟17和集水坑16连通形成水流通道；排水沟17连通深基坑上的渗水点位；抽水装置的吸水端设置于集水坑16内。
57.排水沟17能够顺利地将各渗水点位的水进行汇集，后各个排水沟17又将水汇集流入集水坑16解决缝隙水难排除的问题。由于排水沟17中的水需要在重力作用下流入集水坑16中，因此需要排水沟17具有一定的坡度，故而在实际应用时，处于渗水点位处的排水沟17的深度控制在250～310mm范围内(即渗水点位处的深度距离基础垫层的厚度为250～310mm)。排水沟17宽度应根据现场渗水流量大小实际确定，满足排水即可，可能保证减少原有地基的破坏。
58.在一种可能的实施方式中，为了在排水过程中也能进行基础垫层的施工，缩短施工周期，因此可采用排水暗沟引流的方式。如图4所示，前述排水沟17内填充有第一碎石层11，既能保证水顺利流通又能起到支撑作用，第一碎石层11的上方设置薄膜，薄膜上方设置封闭层13。薄膜避免施工封闭层13时，封闭层13的材料落入排水沟17内影响排水效果。封闭层13相当于其它地方的基础垫层，可直接用于施工。封闭层13的厚度一般为90～110mm。
59.在一种可能的实施方式中，为了实现有效集水，前述集水坑16的设置位置宜考虑在降水区的中部，且距离抽水口较近的位置。大小可根据每小时渗水量确定，最小不宜小于1000mm
×
1000mm
×
1200mm。
60.在一种可能的实施方式中，为了避免集水坑16周围疏松土质掉入集水坑16影响渗水的收集，如图4所示，前述集水坑16内沿远离坑底的方向依次设置有第二碎石层14、第三碎石层15以及第四碎石层；集水坑16的坑壁铺设有防护网；防护网可通过l型钢筋固定于集水坑16壁上，防护网的层数可以为多层，例如3层。
61.由于图4中，排水沟17和集水坑16连为一体，所述没单独标出第四碎石层，第四碎石层为排水沟17高度以下且第三碎石层15之上的部分碎石。
62.在一种可能的实施方式中，便于注浆过程和抽水过程顺利进行，如图4所示，第二碎石层14和第三碎石层15之间设置有抽水装置的吸水端和注浆管7，注浆管7到集水坑16底部的距离小于抽水装置的吸水端到所述集水坑16底部的距离；第一保护壳101设置于第三碎石层15和及第四碎石层之间。
63.前述第一碎石层11、第二碎石层14、第三碎石层15以及第三碎石层15均可以由鹅卵石铺设成，鹅卵石的尺寸为20mm～50mm。第一碎石层11将前述排水沟17填满。第二碎石层
14的厚度一般为180～220mm。第三碎石层15的厚度一般为450～520mm。第三碎石层15的上方为排水沟17。
64.在实际应用时，为了避免渗出的泥土对抽水装置的吸水端造成堵塞的情况，在抽水装置的吸水端用钢丝网包裹，且在离管口1m处安装止回阀。
65.在一种可能的实施方式中，在注浆过程中，为了及时将排水沟17和集水坑16内的气体排出和及时判定注浆是否到位(避免过渡注浆对封闭层13的损坏)，如图4所示，前述深基坑地下水自动排水系统还可以设置排气管9，排气管9设置于第四碎石层上且其出气端伸出第四碎石层。当排气管9有砂浆冒出时，即可停止注浆。
66.在一种可能的实施方式中，为了实现地下室抽起后的沉淀回收利用，如图4所示，前述抽水装置还包括沉淀收集装置6，沉淀收集装置6可以为三级沉淀池，其具体结构为现有结构，此处不详细阐述。
67.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。