CN114319402A - 一种用于地下建筑工程的盲沟设计方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于地下建筑工程的盲沟设计方法，考虑地下建筑工程的盲沟汇水范围边界以外受周边地势影响有雨水流入，因此，引入周边汇水环境的修正系数，从而设计出盲沟的排水总量计算公式，结合建筑工程周边排水管线布置情况，通过多个接入点与排水管线连接，及时将盲沟中雨水排出，并提出修正盲沟排水量计算公式。本发明提出了一种新型盲沟布置方法，大大地提高了盲沟的排水能力，从而降低了盲沟造价。通过本发明的盲沟布置，可以减少地下水与地下室混凝土构件雨水的接触，间接提高混凝土地下室抗渗性能，还可以提高地下室的抗浮性能。
Description
【技术领域】
本发明属于地下建筑工程的防水、抗浮技术领域，具体涉及一种用于地下建筑工程的盲沟设计方法。
【背景技术】
地下水对地下建筑工程的主要影响有渗漏、浮起等。即使已经采取了一些相关技术措施，例如：采用抗渗混凝土、采用外防水、在混凝土中添加抗裂剂等，但由于施工工艺、材料等不确定因素综合作用，渗漏问题在所难免。有些地下室在抗浮措施(地下室顶板覆土)未及时实施到位、施工降水措施不完善时遭遇强降雨天气，易造成地下工程浮起等工程事故发生。
通过合理设计盲沟，对滞留的雨水进行有组织引导，主动疏导排放地表滞水和地下水，从而减小对地下建筑工程的影响，在解决上述问题中起到一定的作用，但一直未有相关的设计方法在地下建筑工程中得以应用。
目前，盲沟的计算和设计需采用三维有限元数值模拟(参见：王贤能、叶坤.抗浮盲沟技术在地下结构抗浮工程中的应用[J].工程勘察，2018，46(06):33-37)，难度大且耗时过长，不利于工程应用。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于地下建筑工程的盲沟设计方法，大大地提高了盲沟的排水能力，从而降低了盲沟造价。
本发明是这样实现的：
一种用于地下建筑工程的盲沟设计方法，包括如下步骤：
步骤一：考虑地下建筑工程的盲沟汇水范围边界以外受周边地势影响有雨水流入，因此，引入周边汇水环境的修正系数，从而设计出盲沟的排水总量：
Qs＝λq(1-Ψ0)F (1)
式(1)中，Qs为盲沟排水总量，λ为考虑周边汇水环境修正系数，取1.3～1.5，q为设计暴雨强度，根据《室外排水设计规范》(GB50014-2021)中条文4.1.9计算取值，Ψ0为综合径流系数，考虑随着路面类型的不同而变化影响地面径流的参数，按以下取值：城镇建筑密集区取0.60～0.70，城镇建筑较密集区取0.45～0.60，城镇建筑稀疏区取0.20～0.45，或者采用加权平均的方式进行精细计算取值，F为盲沟汇水面积，以盲沟为中心线，两侧各15米地面范围为盲沟的影响相关范围，即，F的取值为：30*盲沟长度；
步骤二：在盲沟上设计n个管道接入点与综合管网排水主管连接，及时将盲沟中雨水排出，并提出修正后的盲沟设计流量计算公式；
式(2)中：Q为盲沟设计流量；Km为排水层滤料渗透系数，根据排水层岩块渗透系数表取值；w为盲沟断面面积，w＝bh，b为盲沟底宽，h为盲沟高；i为排水坡降，指盲沟单位距离的落差，取1％～2％；η为考虑接入点不均匀的修正系数，当接入点数量n小于5时，η＝0.8；当接入点数量n大于15时，η＝0.5；当接入点n数量在5～15时，取线线插值；
步骤三：对盲沟接入点的数量n、盲沟截面尺寸等参数进行整体优化，得到最终盲沟布置方案和盲沟断面尺寸：
n＝Qs/Q (3)
盲沟接入点n数量计算值如为小数，最终只入不舍并取整；
通过上述式(1)-式(3)，根据盲沟截面w的试取值得到接入点n的具体数值，完成盲沟的布局设计。
进一步地，还包括：根据盲沟建筑工程主体结构情况及周边土质情况，得到盲沟布置方案：对全埋式地下室，盲沟采用浅埋方式，但应确保盲沟末端能将水排入综合管网排水主管中；对于半敞开式地下室，盲沟采用深埋方式，设置于外墙墙角处，通过盲沟坡度自流，将雨水或地下水排入综合管网排水主管中。
进一步地，所述浅埋，是指离地面之下1m处且不高于地下室顶板；所述深埋，是指靠近地下室底板处。
本发明的优点在于：本发明提出适用于地下建筑工程的盲沟设计方法，与三维有限元数值模拟相比，能够更轻便快捷地进行方案设计，更加适用于工程需求，特别是适用于弱透水性土层的地下室。传统盲沟布置方法由于排水量限制，对盲沟的数量和断面尺寸有较大要求；本发明通过结合周边排水管线布置情况，提出了一种新型盲沟布置方法，大大地提高了盲沟的排水能力，从而降低了盲沟造价。通过本发明的盲沟布置，可以减少地下水与地下室混凝土构件雨水的接触，间接提高混凝土地下室抗渗性能，还可以提高地下室的抗浮性能。本发明主要根据《室外排水设计规范》《公路路基设计手册》《建筑给水排水设计标准》中的相关公式，创新性地提出地面汇水总量的计算方法，从而提出适用于地下建筑工程的盲沟设计方法。
【附图说明】
以下参照附图结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的全埋式地下室盲沟布置示意图。
图2是本发明的半敞开式地下室盲沟布置示意图。
图3是本发明的盲沟平面布置示意图。
图4是本发明的盲沟截面构造示意图。
附图标记：1-盲沟，2-综合管网排水主管，11-中砂反滤层，12-卵石反滤层，13-盲管，14-素混凝土垫层，15-原土夯实或手摆片石底基层。
【具体实施方式】
请参阅1至图4所示，一种用于地下建筑工程的盲沟设计方法，包括如下步骤：
步骤一：考虑地下建筑工程的盲沟汇水范围边界以外受周边地势影响有雨水流入，因此，引入周边汇水环境的修正系数，从而设计出盲沟的排水总量：
Qs＝λq(1-Ψ0)F (1)
式(1)中，Qs为盲沟排水总量(L/s)，λ为考虑周边汇水环境修正系数，取1.3～1.5，q为设计暴雨强度，根据《室外排水设计规范》(GB50014-2021)中条文4.1.9计算取值，Ψ0为综合径流系数，考虑随着路面类型的不同而变化影响地面径流的参数，按以下取值：城镇建筑密集区取0.60～0.70，城镇建筑较密集区取0.45～0.60，城镇建筑稀疏区取0.20～0.45，或者采用加权平均的方式进行精细计算取值，F为盲沟汇水面积(m2)，以盲沟为中心线，两侧各15米地面范围为盲沟的影响相关范围，即，F的取值为：30*盲沟长度；
步骤二：在盲沟1上设计n个管道接入点与综合管网排水主管2连接(请参阅图2)，及时将盲沟1中雨水排出，并提出修正盲沟设计流量计算公式；
式(2)中：Q为盲沟设计流量(m3/S)；Km为排水层滤料渗透系数(m/s)，根据排水层岩块渗透系数表(详见表1)取值；w为盲沟断面面积，w＝bh，b为盲沟底宽，h为盲沟高；i为排水坡降，指盲沟单位距离的落差，取1％～2％；η为考虑接入点不均匀的修正系数，当接入点数量n小于5时，η＝0.8；当接入点数量n大于15时，η＝0.5；当接入点n数量在5～15时，取线性插值；
表1：
注：对不规则有棱角岩块，n＝0.50；对浑圆岩块，n＝0.40
步骤三：对盲沟接入点的数量n、盲沟截面尺寸等参数进行整体优化，得到最终盲沟布置方案和盲沟断面尺寸：
n＝Qs/Q (3)
盲沟接入点数量计算值n如为小数，最终只入不舍并取整；
通过上述式(1)-式(3)，根据盲沟截面w的试取值得到接入点n的具体数值，完成盲沟的布局设计。
根据盲沟建筑工程主体结构情况及周边土质情况，得到盲沟布置方案：对全埋式地下室，盲沟采1用浅埋(离地面约1m处且不高于地下室顶板)方式，但应确保盲沟末端能将水排入综合管网排水主管2中；对于半敞开式地下室，盲沟1采用深埋方式，设置于外墙墙角处，通过盲沟坡度自流，将雨水或地下水排入综合管网排水主管2中。
盲沟管壁孔眼数和孔眼面积可参考《公路路基设计手册》(第二版)第132页，根据水流入量、填充料渗透系数等确定。
本发明提出适用于地下建筑工程的盲沟设计方法，与三维有限元数值模拟相比，能够更轻便快捷地进行方案设计，更加适用于工程需求，特别是适用于弱透水性土层的地下室。传统盲沟布置方法由于排水量限制，对盲沟的数量和断面尺寸有较大要求；本发明通过结合周边排水管线布置情况，提出了一种新型盲沟布置方法，大大地提高了盲沟的排水能力，从而降低了盲沟造价。通过本发明的盲沟布置，可以减少地下水与地下室混凝土构件雨水的接触，间接提高混凝土地下室抗渗性能，还可以提高地下室的抗浮性能。本发明主要根据《室外排水设计规范》《公路路基设计手册》《建筑给水排水设计标准》中的相关公式，创新性地提出地面汇水总量的计算方法，从而提出适用于地下建筑工程的盲沟设计方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非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，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于地下建筑工程的盲沟设计方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：考虑地下建筑工程的盲沟汇水范围边界以外受周边地势影响有雨水流入，因此，引入周边汇水环境的修正系数，从而设计出盲沟的排水总量：
Qs＝λq(1-Ψ0)F (1)
式(1)中，Qs为盲沟排水总量，λ为考虑周边汇水环境修正系数，取1.3～1.5，q为设计暴雨强度，根据《室外排水设计规范》(GB50014-2021)中条文4.1.9计算取值，Ψ0为综合径流系数，考虑随着路面类型的不同而变化影响地面径流的参数，按以下取值：城镇建筑密集区取0.60～0.70，城镇建筑较密集区取0.45～0.60，城镇建筑稀疏区取0.20～0.45，或者采用加权平均的方式进行精细计算取值，F为盲沟汇水面积，以盲沟为中心线，两侧各15米地面范围为盲沟的影响相关范围，即，F的取值为：30*盲沟长度；
步骤二：在盲沟上设计n个管道接入点与综合管网排水主管连接，及时将盲沟中雨水排出，并提出修正后的盲沟设计流量计算公式；
式(2)中：Q为盲沟设计流量；Km为排水层滤料渗透系数，根据排水层岩块渗透系数表取值；w为盲沟断面面积，w＝bh，b为盲沟底宽，h为盲沟高；i为排水坡降，指盲沟单位距离的落差，取1％～2％；η为考虑接入点不均匀的修正系数，当接入点数量n小于5时，η＝0.8；当接入点数量n大于15时，η＝0.5；当接入点n数量在5～15时，取线线插值；
步骤三：对盲沟接入点的数量n、盲沟截面尺寸等参数进行整体优化，得到最终盲沟布置方案和盲沟断面尺寸：
n＝Qs/Q (3)
盲沟接入点n数量计算值如为小数，最终只入不舍并取整；
通过上述式(1)-式(3)，根据盲沟截面w的试取值得到接入点n的具体数值，完成盲沟的布局设计。
2.如权利要求1所述的一种用于地下建筑工程的盲沟设计方法，其特征在于：还包括：根据盲沟建筑工程主体结构情况及周边土质情况，得到盲沟布置方案：对全埋式地下室，盲沟采用浅埋方式，但应确保盲沟末端能将水排入综合管网排水主管中；对于半敞开式地下室，盲沟采用深埋方式，设置于外墙墙角处，通过盲沟坡度自流，将雨水或地下水排入综合管网排水主管中。
3.如权利要求2所述的一种用于地下建筑工程的盲沟设计方法，其特征在于：
所述浅埋，是指离地面之下1m处且不高于地下室顶板；所述深埋，是指靠近地下室底板处。
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