一种地下室抗浮的抽灌自循环控制系统技术领域
本发明涉及地下工程设计和施工技术领域，尤其是涉及一种地下室抗浮的抽
灌自循环控制系统。
背景技术
在地下水位比较高的地区建造建筑物或构筑物时，如果设计有地下室，不可
避免地需要承受很大的地下水浮力的作用。地下室设置层数越多，埋置深度就越深，
地下室所承受的水浮力的作用就越大，直接承受水浮力作用的底板的内力就越大，
底板配筋量也相应增加。同时，因为水浮力的存在使地下室存在向上浮起的不稳定
趋势，对上部结构会产生不利影响。所以地下室在地下水浮力作用下的稳定性是地
下水位比较高的地区的建筑物和构筑物地下室设计中首先需要解决的问题。
目前，在地下室抗浮设计和施工技术中，常用的解决地下室在地下水浮力作
用下的稳定性问题的方法不外乎两种：结构配重法和地基锚桩法。
结构配重法是通过增加地下室或上部建筑的结构材料自重或地下室底板或顶
板上覆盖一定厚度的回填土的方法平衡地下水浮力作用，满足稳定性要求。例如常
采用增加地下室底板、顶板或侧壁等结构构件的截面厚度，有时也采用比普通混凝
土容重大的结构材料，例如铁屑混凝土等；或者采用将地下室底板向地下室侧壁以
外延伸一定长度悬挑段，通过增加地板延伸段上的覆土重量和结构自重一起平衡地
下水浮力作用也是一种常用的抗浮手段。结构构件的截面厚度和回填覆土厚度均需
要根据抗浮稳定性验算确定。采用该结构方法的优点是就地取材，施工简便，缺点
是需要通过增大结构构件截面尺寸的方式来增加结构自重，是一种“消极抵抗”，
“死搬硬抗”的方法，混凝土和钢筋等建筑材料耗费量很大，地下室埋置深度越深，
水浮力越大，材料消耗量越大，当地下水浮力远远大于结构物自重时，仅靠增加结
构自重的方法可能仍无法满足稳定性要求。因此这种方法只能在地下室埋置深度比
较浅的工程中使用，例如单层地下室，使用范围比较小，具有很大的局限性，性价
比比较低，并可能会影响到建筑内部的使用功能。
地基锚桩法是采用在地下室底板下设置抗拔桩和抗浮锚杆，通过抗拔桩或抗
浮锚杆在土层或岩层中的侧阻力和粘结力来抵抗和平衡地下水的浮力。抗拔桩用在
土层地基抗浮中，常用的抗拔桩有钢筋混凝土预制方桩、钢筋混凝土灌注桩和高强
预应力混凝土管桩等；抗浮锚杆通常用在岩石地基抗浮中，是一种纯粹抗拔的构件。
这种方法目前在单层或多层地下室工程中得到普遍使用，其优点是能够充分利用抗
拔桩、锚杆与土或岩层之间的粘阻性能，不需要增加地下室机构构建的截面厚度，
缺点是需要进行深基坑的施工，施工环节较多。在地下水浮力越大的情况下，抗拔
桩或抗浮锚杆的长度就越大，数量也越多，自此产生的桩基础部分的造价越大。
特别重要的是，当抗拔桩比较长时需要进行接桩处理，桩接头焊接质量的优
劣直接关系到抗浮效果，焊接质量不好将会存在抗浮失效的隐患。例如高强预应力
混凝土管桩的接头在目前的施工条件下的焊接质量很难满足设计要求，在施工设计
中已较少采用。
结构配重法和地基锚桩法均属于消极被动型的抵抗水浮力的方法，这两种方
法均不能减小或消除地下水的浮力，地下室底板下很大的水压力始终存在，如果处
理不当，很可能造成地下室混凝土底板或外墙的渗水，影响地下室的使用，降低地
下室混凝土结构的耐久性和使用年限。
中国专利CN103147464A公开了一种地下室抗浮板的泄压结构及其施工方法，
包括垫层、以及垫层上的地下室底板，垫层和地下室底板上设置有集水坑，在垫层
下方铺设有一层砂砾层，在集水坑四周铺设有过滤层，在砂砾层内铺设有导流管，
导流管汇集到过滤层内，在集水坑的侧壁上安装有引流管，集水坑通过引流管与过
滤层连通。该专利通过把地下室以下的地下水引流到地下室内形成重力水来抵抗地
下水的浮力，想法看起来很吸引人，可是变成重力水的地下水也会仍然会对上部土
体产生浮力，且有地下水渗漏的隐患。
中国专利CN104179201A公开了一种排水泄压抗浮系统，包括基岩层、基础
板、地基透水层，地基透水层位于基岩层上方，还包括与地基透水层相通的减压井
及用于抽排减压井内地下水的抽排装置，减压井位于基础板外侧。该专利通过利用
减压井不断的抽水来降低地下水的压力，并没有回灌地下水的措施，有可能会导致
地面沉降，甚至影响上部结构的稳定性等危害。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种地下室抗浮
的抽灌自循环控制系统，克服了现今常用的抵抗地下水浮力的方法的消极被动性，
从降低地下水的浮力的角度来解决地下室抗浮的问题，同时设置有回灌系统，以避
免抽取地下水引起地面沉降，具有良好的市场价值。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种地下室抗浮的抽灌自循环控制系统包括抽水井、储水池、抽水泵、水位传
感器、回灌井、回灌泵和地面喷泉水池，所述储水池设于建筑楼的地下室底板下方
并连通抽水井，所述抽水泵和水位传感器均设于储水池内，所述抽水泵通过排水管
连通地面喷泉水池，所述回灌井连通地面喷泉水池，所述回灌井设于建筑楼的四周，
所述水位传感器分别连接抽水泵和回灌泵。
所述水位传感器设于储水池内的高度为地下水的警戒水位，水位传感器检测到
地下水超过警戒水位时，水位传感器自动控制抽水泵和回灌泵工作。
所述储水池由挡墙划分为储水区域和连通区域，所述连通区域底部连通抽水
井，所述抽水泵和水位传感器均设于储水区域内。
所述回灌井为多个，多个回灌井均布在建筑楼的四周。
所述抽水井为多个，多个抽水井均布在地下室底板的地下室区域内。
所述储水池由钢筋混凝土墙围砌而成，所述储水池内壁上涂覆有防水砂浆。所
述抽水井由无砂混凝土井壁围砌而成。
所述地下室底板上设有对准抽水井的抽水井盖。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明在地下室下方设置储水池和抽水井，在储水池中设置有地下水的警
戒水位，在警戒水位处安装有水位传感器，当地下水位越过警戒水位时，说明地下
水的浮力超过了设计值，此时，水位传感器被地下水包围，水位传感器让抽水泵开
始工作，克服了现今常用的抵抗地下水浮力的方法的消极被动性，从降低地下水的
浮力的角度来解决地下室抗浮的问题。
2)本发明通过水位传感器实现根据地下水位自动控制地下室抗浮的抽-灌自循
环工作，实时性好，同时对环境影响不是很大，适用于不同类型的建筑物使用。
3)本发明同时设置有回灌系统，在抽水井工作的同时回灌井也开始工作，以
避免抽取地下水引起地面沉降，具有良好的市场价值和应用前景。
4)本发明在楼外的地面上设计一个地面喷泉水池，作为抽水井抽出来的地下
水的汇集点，同时作为回灌井的水源地，同时也有美观的效果。
5)相对于只利用抽取地下水来降低地下水的浮力的方法通过回灌系统能很好
的减少抽水引起地面沉降的隐患。
6)本发明中储水池中的抽水泵不用时时工作，延长使用寿命，在抽水井不工
作的时候顶部设置抽水井盖要做好封闭处理，增加抽水井的使用寿命。
7)本发明中抽水井设置在地下室内部的四周，均匀分布，回灌井设置在建筑
楼的四周，均匀分布，保证均匀抽水和回灌。
附图说明
图1为本发明地下室抗浮的抽灌自循环控制系统的平面结构示意图；
图2为本发明中地下室抽水结构示意图。
图中：1为抽水井，2为抽水井盖，3为无砂混凝土井壁，4为井底，5为地下
室底板，6为抽水泵，7为排水管，8为钢筋混凝土墙，9为防水砂浆，10为回灌
井，11为地面喷泉水池，12为水位传感器，13为挡墙，14为储水区域，15、连通
区域。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方
案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范
围不限于下述的实施例。
如图1和图2所示，一种地下室抗浮的抽灌自循环控制系统包括抽水井1、储
水池、抽水泵6、水位传感器12、回灌井10、回灌泵和地面喷泉水池11，储水池
设于建筑楼的地下室底板5下方并连通抽水井1，抽水泵6和水位传感器12均设
于储水池内，抽水泵6通过排水管7连通地面喷泉水池11，回灌井10连通地面喷
泉水池11，地面喷泉水池11即作为抽水井1抽水的汇集处，同时作为回灌井10
的水源地，回灌井10设于建筑楼的四周，水位传感器12设于储水池内的高度为地
下水的警戒水位，水位传感器12检测到地下水超过警戒水位时，水位传感器12
自动控制与其连接的抽水泵6和回灌泵工作，其中：
储水池由挡墙13划分为储水区域14和连通区域15，连通区域15底部连通抽
水井1，抽水泵6和水位传感器12均设于储水区域14内。
回灌井10为多个，多个回灌井10均布在建筑楼的四周。本实施例中，回灌井
10设置了4个，分别对称设置在建筑楼的四角处。
抽水井1为多个，多个抽水井1均布在地下室底板5的四周。本实施例中，抽
水井1设置了4个，分别对称设置在地下室底板5的地下室区域内的四角处。
储水池由钢筋混凝土墙围砌8而成，且内壁上涂覆有防水砂浆9，防水砂浆9
在钢筋混凝土墙8的基础上，有效防止水渗透。
抽水井1由无砂混凝土井壁3围砌而成。抽水井1的井底4深入地下水位。
地下室底板5上设有对准抽水井1的抽水井盖2，在抽水井1不工作的时候顶
部设置抽水井盖2要做好封闭处理。
工作时，水位传感器12实时检测水位，当地下水位越过警戒水位时，说明地
下水的浮力超过了设计值，此时，水位传感器12被地下水包围，触发水位传感器
12，水位传感器12发出信号让抽水泵6开始工作，抽水泵6将储水区域14的地下
水抽到地面喷泉水池11，同时回灌井10的回灌泵也开始工作，将地面喷泉水池11
中的水回灌，形成抽-灌自循环控制系统。同时地面喷泉水池11可利用抽出的水进
行喷泉，既环保又美观。平时，连通区域15的地下水可以通过抽水井盖2处蒸发。
本发明能根据地下水自动工作进行抽-灌的自循环控制，克服了现今常用的抵
抗地下水浮力的方法的消极被动性，从降低地下水的浮力和增加上部平衡地下水浮
力的抵抗力两个方面来解决地下室抗浮的问题，同时对环境影响不是很大；相对于
只利用抽取地下水来降低地下水的浮力的方法通过回灌系统能很好的减少抽水引
起地面沉降的隐患；减压井中的抽水泵6不用时时工作，延长使用寿命。