基坑開挖減荷方法

《基坑開挖減荷方法》是中冶天工上海十三冶建設有限公司於2013年6月17日申請的專利，該專利的公布號為CN103306297A，公布日為2013年9月18日，發明人是張鳳勇、徐寧、孫穎。

《基坑開挖減荷方法》包括如下步驟：步驟一：在已建建築下部進行挖土減荷，並且在已建建築附近進行基坑挖土；步驟二：在已建建築及其附近基坑挖土處的周圍設定若干井點降水管和水位檢測管，所述水位檢測管位於基坑底面以下的地基土中；步驟三：若干井點降水管與一根井點降水總管相通，井點降水總管通過水泵將水排到指定地點。該發明能自動控制井點降水設施的啟動和關閉，確保基坑安全可靠。

2017年12月11日，《基坑開挖減荷方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《基坑開挖減荷方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：基坑開挖減荷方法
• 申請人：中冶天工上海十三冶建設有限公司
• 申請日：2013年6月17日
• 申請號：2013102373793
• 發明人：張鳳勇、徐寧、孫穎
• 公布號：CN103306297A
• 公布日：2013年9月18日
• 地址：上海市寶山區鐵力路2469號
• 分類號：E02D19/10(2006.01)I、E02D19/20(2006.01)I、E02D17/02(2006.01)I
• 代理機構：上海天協和誠智慧財產權代理事務所
• 代理人：張恆康
• 類別：發明專利

專利背景

一般在建築物附近，尤其在高層建築物的附近開挖基坑，會對已建建築產生安全隱患。因此，多採用地下連續牆或圍護樁等措施對基坑加固，以控制由於基坑開挖而產生的危害。

發明內容

專利目的

該發明旨在克服2013年6月之前技術的缺陷，提供一種基坑開挖減荷方法，自動控制井點降水設施的啟動和關閉，確保基坑安全可靠。

技術方案

《基坑開挖減荷方法》其特徵在於，它包括如下步驟：

步驟一：在已建建築下部進行挖土減荷，並且在已建建築附近進行基坑挖土；

步驟二：在已建建築及其附近基坑挖土處的周圍設定若干井點降水管和水位檢測管，所述水位檢測管位於基坑底面以下的地基土中；

步驟三：若干井點降水管與一根井點降水總管相通，井點降水總管通過水泵將水排到指定地點。

所述的基坑開挖減荷方法，其特徵在於：所述的水位檢測管由上下兩個部分組成，上部為井點管，下部為過濾水井管，水位檢測管內部設有低水位電纜浮球和高水位電纜浮球，所述低水位電纜浮球和高水位電纜浮球通過尼龍繩和重錘設定在水位檢測管內的預定位置；低水位電纜浮球和高水位電纜浮球通過低水位開關導線和高水位開關導線控制低位開關和高位開關；所述水位檢測管通過控制電路自動控制井點降水的啟動和關閉。

所述的基坑開挖減荷方法，其特徵在於：在已建建築及其附近基坑挖土處的邊坡上留設2毫米寬平台，形成開挖邊線。所述的基坑開挖減荷方法，其特徵在於：所述水位檢測管的控制電路包括主迴路和控制迴路，主迴路包括主迴路自動開關、接觸器、第三繼電器、三相電源和水泵；控制迴路包括控制迴路開關、電源指示燈、運行指示燈、高位開關、低位開關、第一繼電器、第二繼電器、接觸器線圈、第一繼電器接觸點、第二繼電器接觸點和單相電源。

主迴路自動開關控制水泵，控制迴路開關控制迴路；待主迴路自動開關閉合後，水泵處於三相電源的待機狀態；待控制迴路開關閉合後，控制迴路處於單相電源的待機狀態，電源指示燈發光；待水位達到地下低水位時低水位電纜浮球上浮，啟動低位開關閉合；待水位達到高水位電纜浮球時，啟動高位開關閉合，此時形成高位開關、低位開關和第一繼電器的閉合迴路，運行指示燈發光，示意進入工作狀態；第一繼電器受電後，啟動第一繼電器接觸點和第二繼電器接觸點閉合，形成第二繼電器接觸點、接觸器線圈和第二繼電器的閉合迴路，接觸器線圈啟動接觸器閉合，水泵啟動，開始井點降水，同時第二繼電器聯同第三繼電器保護電路。

井點降水啟動並降低地下水位，待地下水位低於高水位電纜浮球，高位開關斷開，此時第一繼電器接觸點、低位開關和第一繼電器仍處於閉合迴路，井點降水持續進行；待水位下降至低水位電纜浮球以下，低位開關斷開，同時第一繼電器無電，指令第一繼電器接觸點、第二繼電器接觸點斷開，接觸器線圈無電，指令接觸器斷開，暫停井點降水。

有益效果

《基坑開挖減荷方法》的有益效果是：製作容易，安裝方便，針對性強，操作簡單，通過減少已建建築物周圍的荷載，通過降低地下水水位，降低地下水產生的壓力。尤其是，該發明可以自動地檢測地下水位，並自動控制井點降水設施的啟動和關閉，確保基坑安全可靠。該發明有利於提高施工效率降低成本，有利於通過電子信息化手段促進安全施工，具有良好的套用和推廣價值。

附圖說明

圖1為《基坑開挖減荷方法》挖土減荷的結構示意圖。

圖2為該發明基坑開挖處的結構示意圖。

圖3為該發明井點降水管和水位檢測管放置的結構示意圖。

圖4為該發明水位檢測管的機構示意圖。

圖5為該發明的控制電路圖。

圖6為降水布置平面示意圖。

權利要求

1.《基坑開挖減荷方法》其特徵在於，它包括如下步驟：

步驟一：在已建建築下部進行挖土減荷，並且在已建建築附近進行基坑挖土；

步驟二：在已建建築及其附近基坑挖土處的周圍設定若干井點降水管和水位檢測管，所述水位檢測管位於基坑底面以下的地基土中；

步驟三：若干井點降水管與一根井點降水總管相通，井點降水總管通過水泵將水排到指定地點。

2.根據權利要求1所述的基坑開挖減荷方法，其特徵在於：所述的水位檢測管由上下兩個部分組成，上部為井點管，下部為過濾水井管，水位檢測管內部設有低水位電纜浮球和高水位電纜浮球，所述低水位電纜浮球和高水位電纜浮球通過尼龍繩和重錘設定在水位檢測管內的預定位置；低水位電纜浮球和高水位電纜浮球通過低水位開關導線和高水位開關導線控制低位開關和高位開關；所述水位檢測管通過控制電路自動控制井點降水的啟動和關閉。

3.根據權利要求2所述的基坑開挖減荷方法，其特徵在於：在已建建築及其附近基坑挖土處的邊坡上留設2毫米寬平台，形成開挖邊線。

4.根據權利要求2所述的基坑開挖減荷方法，其特徵在於：所述水位檢測管的控制電路包括主迴路和控制迴路，主迴路包括主迴路自動開關、接觸器、第三繼電器、三相電源和水泵；控制迴路包括控制迴路開關、電源指示燈、運行指示燈、高位開關、低位開關、第一繼電器、第二繼電器、接觸器線圈、第一繼電器接觸點、第二繼電器接觸點和單相電源；主迴路自動開關控制水泵，控制迴路開關控制迴路；待主迴路自動開關閉合後，水泵處於三相電源的待機狀態；待控制迴路開關閉合後，控制迴路處於單相電源的待機狀態，電源指示燈發光；待水位達到地下低水位時低水位電纜浮球上浮，啟動低位開關閉合；待水位達到高水位電纜浮球時，啟動高位開關閉合，此時形成高位開關、低位開關和第一繼電器的閉合迴路，運行指示燈發光，示意進入工作狀態；第一繼電器受電後，啟動第一繼電器接觸點和第二繼電器接觸點閉合，形成第二繼電器接觸點、接觸器線圈和第二繼電器的閉合迴路，接觸器線圈啟動接觸器閉合，水泵啟動，開始井點降水，同時第二繼電器聯同第三繼電器保護電路；井點降水啟動並降低地下水位，待地下水位低於高水位電纜浮球，高位開關斷開，此時第一繼電器接觸點、低位開關和第一繼電器仍處於閉合迴路，井點降水持續進行；待水位下降至低水位電纜浮球以下，低位開關斷開，同時第一繼電器無電，指令第一繼電器接觸點、第二繼電器接觸點斷開，接觸器線圈無電，指令接觸器斷開，暫停井點降水。

實施方式

如圖1所示《基坑開挖減荷方法》包括如下步驟：

步驟一：在已建建築1下部進行挖土減荷3，挖至已建建築的基礎底部，減少土方隊已建建築的壓力；並且在已建建築附近進行基坑挖土2；如圖3、圖4所示：步驟二：在已建建築及其附近基坑挖土處的周圍設定若干井點降水管6和水位檢測管7，所述水位檢測管位於基坑底面26以下的地基土中，地下水可以自由滲入；如圖6所示：步驟三：若干井點降水管6與一根井點降水總管35相通，井點降水總管通過水泵8將水排到指定地點。

如圖4所示：所述的水位檢測管7由上下兩個部分組成，上部為井點管25，下部為過濾水井管27，過濾水井管可以過濾沙泥，能及時觀測地下水位，水位檢測管內部設有低水位電纜浮球30和高水位電纜浮球31，所述低水位電纜浮球和高水位電纜浮球通過尼龍繩28和重錘29設定在水位檢測管內的預定位置；隨著地下水位的變化低水位電纜浮球、高水位電纜浮球會轉動，用以自動識別地下水位，通過低水位開關導線33和高水位開關導線34控制低位開關18和高位開關19，實現自動控制輕型井點降水系統的目的。低水位電纜浮球和高水位電纜浮球通過低水位開關導線和高水位開關導線控制低位開關和高位開關；所述水位檢測管通過控制電路自動控制井點降水的啟動和關閉。

如圖2所示：在已建建築及其附近基坑挖土處的邊坡上留設2毫米寬平台5，形成開挖邊線，以保證土方邊坡的穩定。如圖5所示：所述水位檢測管的控制電路包括主迴路和控制迴路，主迴路包括主迴路自動開關9、接觸器10、第三繼電器11、三相電源13和水泵8；控制迴路包括控制迴路開關12、電源指示燈16、運行指示燈17、高位開關19、低位開關18、第一繼電器20、第二繼電器24、接觸器線圈23、第一繼電器接觸點21、第二繼電器接觸點22和單相電源15；主迴路自動開關9控制水泵8，控制迴路開關12控制迴路；待主迴路自動開關閉合後，水泵處於三相電源13的待機狀態；待控制迴路開關閉合後，控制迴路處於單相電源15的待機狀態，電源指示燈16發光。

待水位達到地下低水位32時低水位電纜浮球30上浮，啟動低位開關18閉合；待水位達到高水位電纜浮球31時，啟動高位開關19閉合，此時形成高位開關19、低位開關18和第一繼電器20的閉合迴路，運行指示燈17發光，示意進入工作狀態；第一繼電器20受電後，啟動第一繼電器接觸點21和第二繼電器接觸點22閉合，形成第二繼電器接觸點22、接觸器線圈23和第二繼電器24的閉合迴路，接觸器線圈23啟動接觸器10閉合，水泵8啟動，開始井點降水，同時第二繼電器24聯同第三繼電器11保護電路。

井點降水啟動並降低地下水位，待地下水位低於高水位電纜浮球31，高位開關19斷開，此時第一繼電器接觸點21、低位開關18和第一繼電器20仍處於閉合迴路，井點降水持續進行；待水位下降至低水位電纜浮球30以下，低位開關18斷開，同時第一繼電器20無電，指令第一繼電器接觸點21、第二繼電器接觸點22斷開，接觸器線圈23無電，指令接觸器10斷開，暫停井點降水。

榮譽表彰

2017年12月11日，《基坑開挖減荷方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。