地下室抗浮方案

2022-05-30 20:30:05 字數 2181 閱讀 9520

一、地下室抗浮水位是乙個複雜的問題,場地土層差異性,場地地下水複雜多變性,給地下室抗浮水位的確定帶來了較大困難,但抗浮水位又是地下室抗浮設計中乙個重要的引數。究竟如何做到既安全又合理的確定?勘察、設計人員應遵照《岩土工程勘察規範》(gb 50021)及《高層建築岩土工程勘察規程》(jgj 72——2004)的相關規定進行勘察和分析。

《高層建築岩土工程勘察規程》第8.6.2條對場地地下水抗浮設防水位的綜合確定明確規定如下:

1、當有長期水位觀測資料時,場地抗浮設防水位可用實測最高水位,無長期水位觀察資料時,應按勘察期間實測最高水位並結合場地地形地貌、地下水補給、排洩條件等因素綜合確定。

2、場地有承壓水且與潛水有水力聯絡時,應實測承壓水位並考慮其對抗浮設防水位的影響。

3、只考慮施工期間的抗浮設防時,抗浮設防水位可按乙個水文年的最高水位確定。

按勘察報告顯示現場無承壓地下水,地下水的分布只存在單一的潛水層。而且土層為不透水層,地質條件較好。實測水位應為黃海6公尺左右。。

二、抗浮驗算的幾個引數

《給排水工程構築物結構設計規範》gb50069-2002第5.2.2條和5.

2.3條中比較清楚的表述了,對於抗浮結構的設計,地表水或地下水作用應是第一可變荷載,在進行結構構件的強度計算時,它的分項係數取為1.27;即,在結構構件的強度計算時,結構有利組合時抗力的分項係數取1.

0,水浮力的基本組合設計值為標準值乘上1.27。當計算整體抗浮的穩定性時,抵抗力只計入永久荷載,水浮力採用標準值乘以抗力係數ks(取1.

05)。但其水浮力的作用和結構的受力效能應是相似的。

三、中國工程院張在明院士關於地下水作用機理的論述

關於地下水的作用機理,張在明院士所著《地下水與建築基礎工程》一書作了科學\詳盡的闡述。在院士厚厚一本的著作中,摘抄如下內容:

1) 真正處於靜止狀態的地下水是很少的,水在土體中多是流動狀態(滲流),滲流是複雜的三維空間課題,飽和土與非飽和土的滲流現象在工程性狀上有很大的差異。

2) 土中的孔隙是下水儲存的場所,又是地下水運動的通道,由滲流分析引伸出的孔隙水壓力分析,是地下水對建築工程作用分析的基礎。

3) 歷史最高水位、近期最高水位,都不能直接作為抗浮水位提供。要提供乙個比較客觀的設計抗浮水位標高,必須要有長期觀測資料,了解各層地下水的賦存形態和運動規律,作滲流分析求取地下水對基底的壓力,按基底最大壓力提供抗浮水位標高。也就是說,正確確定基礎底面處地下水的壓力,是提供建築物設計抗浮水位標高的前提。

4) 基底的水壓力並不完全取決於水位的高低,還和水的存在形態相關。書中舉了2個例子,例1:按最高水位和近年最高水位確定的浮力分別是92kpa和69kpa,而經過滲流分析得出的浮力只有36 kpa。

例2:基底埋深11m,按傳統設計方法,抗浮設計水壓力是10t/㎡左右,而經過滲流分析得出的基礎底水壓力只有1t/㎡左右,相差10倍。說明將水壓力按傳統靜水狀態確定的做法,估計過高,造成浪費。

5) 誠如張院士所述,以基底的孔隙水壓力作為抗浮水位標高提供才是科學的,基底的孔隙水壓力與水位高低有關,還與水在土體中的連通條件有關。就以現場為例,現在已經挖至2.85公尺,按勘測提供的水位資料那麼就有3t/㎡左右的水壓力,那麼水是很難抽乾的,而事實是現在根本沒有出現地下水。

那麼我們有必要對當前的抗浮計算進行相應的論證。

四、現場的地下室抗浮方案:

為了做到既安全又合理的加快建設的工期,根據現場的地質情況,我單位提出以下的方案進行專家的論證。

1) 由於現場的地質情況,地下沒有承壓地下水。只有潛水層,地下水都是地表水的滲入來補充的。而且地下室包括底板下土質情況為承壓性很好的不透水土質,其滲透係數為10-7公尺/秒,故我們的方案為底板四周往下翻300的梁阻擋向地下室底板下滲入,按照計算水要滲入地下室底板下需要0.

9/24*3600*10-7公尺/秒=205晝夜。按照現在的水利設施不可能半年多時間地表水位還在室外地坪以上,換句話說就是房子還泡在水裡。。這樣就消除了水對基底的壓力,也就沒有水浮力了。

2) 根據以上的計算,就算地表水整年處於豐水期按照這個土質水的滲透係數為10-7公尺/秒,那麼就算按照33000平公尺的滲透面積來計算,根據可由達西定律求得: q=ki=1*33000平公尺*10-7公尺/秒*3600*24=285.1立方/晝夜(因為是滲透作用i這個無量綱係數取1.

0)。那麼我們把這部分水可以引入減壓池,來消除水對基底的壓力。

我們提出的方案建立在兩個基礎之上:

1、 本地塊地下水沒有承壓水層,地下水全部來自地表水的滲透來進行補充的。

2、 本地塊的土層土質是單位承載力較好的能滿足結構承載要求的不透水土質。

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