地下水与地下室抗浮
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地下室抗浮方案地下室抗浮方案1. 引言在设计和建造地下室时,抗浮是一项至关重要的工程问题。
地下室的抗浮方案需要考虑地下水位、土壤条件、建造结构等多个因素。
本文档旨在提供一份最新最全的地下室抗浮方案,以供参考。
2. 地下室抗浮原理地下室抗浮原理是通过增加地下室的自重,降低浮力,从而保证建造的稳定性。
常见的地下室抗浮方式包括增加地下室的分量、降低地下室的浮力以及减小地下室与周围土壤的水压差。
2.1 增加地下室分量通过增加地下室的分量可以有效地提高地下室的抗浮能力。
增加地下室分量的方法包括增加地下室结构的混凝土厚度、增加建造物的荷载和增加地下室内的地下水储存量等。
2.2 降低地下室浮力地下室的浮力主要来自于地下水对地下室底板的浮力作用。
降低地下室浮力的方法包括设置防浮板、提高地下室底板的抗浮能力和降低地下水位等。
2.3 减小水压差减小地下室与周围土壤的水压差可以有效地提高地下室的抗浮能力。
减小水压差的方法包括设置防水层、增加排水设施和提高地下室结构的密封性等。
3. 地下室抗浮方案设计3.1 地下室结构设计地下室结构的设计应考虑抗浮要求,并根据土壤条件和地下水位确定地下室底板的厚度和强度。
地下室结构设计应符合当地的建筑设计规范和抗震要求。
3.2 地下室防浮方案设计根据地下室结构和浮力大小,设计相应的防浮措施。
常见的防浮措施包括设置防浮板、增加地下室底板的抗浮能力和降低地下水位等。
设计防浮方案时应考虑与地下室结构的协调性和施工难度。
3.3 地下室排水方案设计地下室的排水方案设计应考虑地下水位和地下室周围的排水情况。
合理设置排水设施,保证地下室内外的水压差,提高地下室的抗浮能力。
4. 本文档所涉及附件如下:附件一:地下室结构设计图纸附件二:地下室抗浮方案设计图纸附件三:地下室排水方案设计图纸附件四:其他相关文档5. 本文档所涉及的法律名词及注释:5.1 抗浮:指地下室在地下水位变化和土壤水分含量变化的情况下,仍能保持建造物稳定的能力。
防止地下室上浮的措施在建筑工程中,地下室上浮是一个较为常见且严重的问题。
地下室上浮可能会导致结构损坏、墙体开裂、防水层破坏等一系列严重后果,给建筑物的安全和使用功能带来极大的威胁。
因此,采取有效的措施防止地下室上浮至关重要。
一、地下室上浮的原因要想有效地防止地下室上浮,首先需要了解其产生的原因。
地下室上浮主要是由于地下水的浮力超过了地下室结构的自重和上部荷载之和。
1、地下水位上升在一些地区,地下水位可能会因为季节性降水、附近水源的补给、地下管道渗漏等原因而上升。
当水位上升到一定高度时,对地下室产生的浮力就可能导致上浮。
2、施工期间降水措施不当在施工过程中,如果降水不及时或不充分,导致地下水位没有降低到足够的深度,地下室在建造过程中就可能受到浮力的作用。
3、设计失误设计时对地下室的抗浮能力估计不足,比如结构自重计算不准确、上部荷载考虑不全面等,都可能导致地下室在地下水浮力作用下上浮。
4、回填土质量问题回填土的质量和压实度不足,无法有效地增加地下室的重量,从而降低抗浮能力。
二、防止地下室上浮的措施1、增加地下室结构自重这是一种常见且有效的方法。
可以通过增加地下室顶板、底板和墙体的厚度,或者采用密度较大的建筑材料,如混凝土中添加重骨料等,来增加结构的自重。
这样可以使地下室的自重和上部荷载之和大于地下水产生的浮力,从而防止上浮。
2、增加上部荷载在地下室顶板上增加覆土厚度、增加永久性的重物(如设备、水箱等),或者在建筑物顶部增加重量,都可以增加作用在地下室上的竖向荷载,以抵抗地下水的浮力。
3、抗浮桩或抗浮锚杆抗浮桩和抗浮锚杆是通过将地下室结构与深层稳定的土层或岩层连接起来,利用桩或锚杆的抗拔力来抵抗地下水的浮力。
抗浮桩一般采用灌注桩或预制桩,抗浮锚杆则是通过锚杆的锚固作用提供抗拔力。
在设计和施工抗浮桩或抗浮锚杆时,需要根据地质条件、地下水位、地下室结构的尺寸和重量等因素,合理确定桩或锚杆的数量、长度、直径和间距等参数。
浅谈几种常用的地下室抗浮措施方案一:地下室是现代建筑中常见的一种建筑结构,为了提高地下室建筑的安全性和稳定性,常常需要采取抗浮措施。
本文将对几种常用的地下室抗浮措施进行浅谈,具体如下:1. 挡土墙抗浮措施1.1 固结灌浆1.2 土钉墙1.3 挡土墙基础的加固1.4 钢筋混凝土挡土墙2. 地下连续墙抗浮措施2.1 间隙灌浆2.2 嵌岩固结法2.3 钻孔灌注桩2.4 锚杆加固3. 绿化抗浮措施3.1 引入草地3.2 种植乔木3.3 设置草坪3.4 构建花坛4. 地下室排水抗浮措施4.1 提高排水能力4.2 设置排水系统4.3 加强地下室防水层5. 地下室加固抗浮措施5.1 钢结构加固5.2 预应力加固5.3 高强度缝槽加固5.4 混凝土削方加固方法6. 地下室围护结构抗浮措施6.1 减少单元间拉缝6.2 提高水平连结性6.3 设置分组伸缩缝附件:1. 图表:地下室抗浮措施示意图2. 表格:各种抗浮措施的优缺点比较表3. 工程案例:某地下室的抗浮施工图纸法律名词及注释:1. 抗浮措施:地下室建筑中为了抵抗地下水压力而采取的一系列措施。
2. 土钉墙:利用钢筋混凝土土钉和土体之间的相互作用来抵抗土体的倾覆和滑动的一种地下室抗浮措施。
3. 挡土墙:用于抵抗土体压力、阻止土体滑动和倾覆的一种地下室抗浮措施。
4. 钻孔灌注桩:将锚杆加固在地下,利用注浆进行固定的一种地下连续墙抗浮措施。
方案二:地下室在建筑中具有重要的作用,为了增强地下室的稳定性和安全性,常常需要采取抗浮措施。
本文将详细介绍几种常用的地下室抗浮措施,具体内容如下:1. 锚索抗浮措施1.1 锚固深度的选择1.2 锚固材料的选用1.3 锚索的布置方式1.4 锚索的张拉方法2. 引水抗浮措施2.1 引入地下水井2.2 设置排水系统2.3 加固地下室防水层2.4 提高地下室排水能力3. 土体灌浆抗浮措施3.1 灌浆操作流程3.2 灌浆材料的使用3.3 灌浆后的养护措施3.4 灌浆效果的检测方法4. 地下连续墙抗浮措施4.1 分析地下水压力4.2 选取合适的抗浮措施4.3 进行连续墙的施工4.4 进行连续墙的加固5. 地下室基础加固抗浮措施5.1 加固基础的选材和施工方法5.2 预制混凝土桩的应用5.3 钢筋混凝土加固地基的技术附件内容:1. 图表:各种抗浮措施的示意图2. 表格:抗浮措施的优缺点比较表3. 工程案例资料:某地下室抗浮措施施工图纸法律名词及注释:1. 锚索抗浮措施:通过锚索的张拉作用,使地下室与地基相连接,以提供抵御浮力的一种抗浮措施。
地下室抗浮设计在建筑工程中,地下室的抗浮设计是一个至关重要的环节。
随着城市建设的不断发展,地下空间的开发利用越来越广泛,地下室的深度和面积也在不断增加,这使得地下室抗浮问题变得日益突出。
如果地下室的抗浮设计不合理,可能会导致地下室上浮、结构开裂、渗漏等严重问题,影响建筑物的正常使用和安全。
因此,做好地下室抗浮设计是确保地下室工程质量和安全的关键。
一、地下室抗浮设计的基本原理地下室抗浮设计的基本原理是通过平衡地下室所受到的浮力和抗浮力,使地下室在地下水位上升时保持稳定。
浮力是由地下水对地下室结构产生的向上的压力,其大小等于地下室排开地下水的体积乘以水的重度。
抗浮力则主要包括地下室结构的自重、地下室顶板上的覆土重量以及抗拔桩或抗浮锚杆提供的抗拔力等。
在进行地下室抗浮设计时,需要根据工程所在地的地质条件、地下水位变化情况以及建筑物的使用要求等因素,合理确定抗浮设防水位,并计算地下室所受到的浮力和抗浮力。
当抗浮力大于浮力时,地下室能够保持稳定;当抗浮力小于浮力时,需要采取相应的抗浮措施,如增加地下室结构的自重、增加覆土厚度、设置抗拔桩或抗浮锚杆等,以提高抗浮力,确保地下室的抗浮安全。
二、地下室抗浮设计的影响因素1、地质条件地质条件是影响地下室抗浮设计的重要因素之一。
不同的地质条件下,地下水的分布和赋存情况会有所不同,从而影响地下室所受到的浮力。
例如,在渗透性较好的砂土层中,地下水的流动较为顺畅,浮力较大;而在渗透性较差的黏土层中,地下水的流动受到限制,浮力相对较小。
2、地下水位变化地下水位的变化是地下室抗浮设计中需要重点考虑的因素。
地下水位的变化可能受到季节、气候、周边排水系统、地下工程施工等多种因素的影响。
在进行抗浮设计时,需要根据当地的水文地质资料,合理确定抗浮设防水位,并考虑地下水位的可能变化幅度,以确保地下室在极端情况下仍能保持稳定。
3、建筑物的使用要求建筑物的使用要求也会对地下室抗浮设计产生影响。
地下室抗浮方案(一)引言概述:地下室抗浮方案(一)是针对地下室建设过程中可能出现的浮动问题而提出的解决方案。
本文将分为五个大点来详细阐述地下室抗浮方案的具体内容。
正文:一、地基处理1. 地下室建设前应进行地质勘探,以了解地下基岩情况。
2. 根据地质情况,采取适当的地基处理方法,如加固地基、注浆等。
3. 在地基处理过程中,需考虑地下水位及周边土质的影响。
二、地下室结构设计1. 结构设计应符合地质勘探结果,合理分析地下室的荷载和力学特性。
2. 合理选择地下室的结构材料和构造形式,以提高地下室的抗浮能力。
3. 设计中应考虑地下水涨落时对地下室结构的影响,合理控制结构的变形和裂缝。
三、防水措施1. 地下室施工过程中应采取适当的防水措施,以防止地下水渗入地下室。
2. 选择合适的防水材料,进行地下室墙体和地板的防水处理。
3. 定期检查和维护地下室防水系统,确保其正常运行。
四、地下室降浮控制1. 在地下室建设过程中,地下水位的变化可能导致地下室浮动。
2. 可采取降浮控制方式,如增大地下室重力、改变地下水压等。
3. 利用降浮控制手段,有效防止地下室浮动,保证地下室的稳定性。
五、监测与维护1. 地下室建成后,应进行系统的监测和维护工作。
2. 定期检查地下室结构和防水系统,及时发现问题并予以解决。
3. 加强地下室使用者的安全意识,教育其正确使用地下室设施,避免因不当行为引发地下室浮动。
总结:地下室抗浮方案(一)通过地基处理、结构设计、防水措施、地下室降浮控制和监测与维护等五个方面的措施,有效地解决了地下室浮动问题。
这些措施的实施将保证地下室的稳定性和安全性,为地下室的使用者提供安全的居住、办公及其他功能的场所。
地下室抗浮方案在建筑工程中,地下室的抗浮问题是一个至关重要的环节。
如果抗浮措施不当,可能会导致地下室上浮、结构破坏等严重后果,给工程带来巨大的损失和安全隐患。
因此,制定科学合理的地下室抗浮方案显得尤为重要。
一、地下室抗浮的基本原理地下室抗浮的原理是通过各种措施,使地下室所受到的上浮力小于或等于地下室自身的重量以及抗浮结构所提供的抗浮力之和,从而保证地下室在地下水位上升时不会发生上浮现象。
上浮力的大小取决于地下水位的高度、地下室的面积以及水的重度。
地下室自身的重量包括结构自重、覆土重量等。
抗浮力的来源则主要有抗拔桩、抗浮锚杆、增加配重等。
二、地下室抗浮方案的设计要点1、准确的地质勘察在设计地下室抗浮方案之前,必须进行详细的地质勘察,了解地下水位的变化规律、土层的物理力学性质等。
这是制定合理抗浮方案的基础。
2、合理确定抗浮设防水位抗浮设防水位是指地下室在设计使用年限内可能遇到的最高地下水位。
确定抗浮设防水位时,需要综合考虑历史最高水位、当地的水文气象资料、地下水的补给和排泄条件等因素。
3、计算上浮力和抗浮力根据确定的抗浮设防水位和地下室的尺寸,准确计算上浮力的大小。
同时,根据选用的抗浮措施,计算抗浮力的大小,确保抗浮力大于或等于上浮力。
4、选择合适的抗浮措施常见的地下室抗浮措施有以下几种:(1)抗拔桩抗拔桩是通过桩身与土层之间的摩擦力和桩端的阻力来提供抗拔力。
抗拔桩的优点是承载能力高、稳定性好,适用于上浮力较大的情况。
(2)抗浮锚杆抗浮锚杆是将锚杆锚固在土层中,通过锚杆与土层之间的粘结力来提供抗拔力。
抗浮锚杆施工方便、造价较低,但承载能力相对较小,适用于上浮力较小的情况。
(3)增加配重通过在地下室顶板或底板增加混凝土配重、增加覆土厚度等方式来增加地下室的重量,从而抵抗上浮力。
这种方法简单易行,但会增加地下室的造价和施工难度。
(4)排水减压通过设置排水系统,降低地下水位,减小上浮力。
这种方法适用于地下水位变化较大、有可靠排水出路的情况。
地下室抗浮计算在建筑工程领域,地下室的抗浮设计是一个至关重要的环节。
地下室抗浮计算的准确性直接关系到建筑物的安全性和稳定性。
接下来,让我们深入探讨一下地下室抗浮计算的相关内容。
首先,我们要明白什么是地下室抗浮问题。
简单来说,当地下室所受到的水浮力超过了地下室自身的重量以及其上覆土的重量之和时,就可能会发生上浮现象,从而导致结构破坏,影响建筑物的正常使用。
地下室抗浮计算主要涉及到以下几个关键因素:一是地下水位。
这是决定水浮力大小的关键因素之一。
地下水位的高低、变化幅度以及持续时间等都会对地下室的抗浮性能产生影响。
在进行抗浮计算时,需要根据地质勘察报告提供的准确数据来确定地下水位的情况。
二是地下室的结构自重。
这包括地下室的混凝土、钢筋、砌体等各种材料的重量。
计算时要确保各项重量的取值准确无误,不能遗漏任何重要的组成部分。
三是地下室顶部的覆土重量。
覆土不仅能够增加地下室的抗浮能力,还能起到保温、隔热等作用。
在计算覆土重量时,要考虑覆土的厚度、密度等因素。
四是抗浮措施的作用。
常见的抗浮措施有抗浮锚杆、抗浮桩等。
这些措施能够提供额外的抗浮力,在计算中需要合理考虑其贡献。
在进行地下室抗浮计算时,通常采用的方法有两种:一种是整体抗浮计算,另一种是局部抗浮计算。
整体抗浮计算是对整个地下室结构进行的抗浮验算。
其计算公式为:地下室结构自重及覆土重之和应大于等于地下水浮力。
如果计算结果不满足要求,就需要采取相应的抗浮措施,如增加结构自重、设置抗浮锚杆或抗浮桩等。
局部抗浮计算则主要针对地下室中的某些特殊部位,比如局部下沉的区域、大开洞部位等。
这些部位由于结构形式的特殊性,可能更容易出现抗浮问题,需要单独进行验算。
以一个实际的工程案例来说明。
假设某地下室长 50 米,宽 30 米,地下水位为-20 米,地下室底板厚度为 05 米,顶板厚度为 03 米,侧墙厚度为 04 米,混凝土的密度为 2500 千克/立方米,钢筋的用量为每立方米 150 千克。
地下工程抗浮技术规程1.引言地下工程是指在地表以下进行的工程建设,包括地下管线、隧道、地下室等。
在地下工程施工过程中,由于地下水、土壤条件等因素的影响,可能会导致地下结构发生浮起现象,造成严重的安全隐患。
因此,地下工程抗浮技术规程的制定对于保障地下工程的安全性和稳定性具有重要意义。
2.抗浮的定义及影响因素抗浮是指利用一定的技术手段,防止地下结构在施工和使用过程中因地下水、土壤的浮力而出现浮起的现象。
地下结构的抗浮性受到多种因素的影响,主要包括地下水位、土壤类型、地下结构形式和施工工艺等因素。
因此,在进行地下工程抗浮技术规程制定时,需要全面考虑这些因素的影响。
3.抗浮技术的分类根据抗浮的实际应用情况,抗浮技术可以分为固定型和阻挠型两种类型。
固定型抗浮技术是指通过在地下结构周围设置锚杆、锚索等固定设施,将地下结构稳定地固定在地下,以实现抗浮的目的;阻挠型抗浮技术则是通过在地下结构下方设置阻挠层,利用阻挠层的承载能力来阻止地下结构的浮起。
根据实际工程情况的不同,可以选择不同类型的抗浮技术进行应用。
4.地下工程抗浮技术规程的制定在制定地下工程抗浮技术规程时,需充分考虑地下工程的实际情况和应用需求。
具体而言,需要从以下几个方面来进行规范和要求:4.1.地下工程设计阶段在地下工程设计阶段,需要对地下工程所处地层的地下水情况、土壤力学特性等因素进行详细的分析和评估,确定地下工程的抗浮设计要求。
同时,需要根据地下工程结构形式和施工工艺等因素,选择合适的抗浮技术,并在设计文件中进行详细说明和规定。
4.2.地下工程施工阶段地下工程施工阶段是地下工程抗浮技术应用的关键阶段。
在施工过程中,需要确保抗浮设施按照设计要求进行施工,保证其稳定性和可靠性。
同时,需要对地下工程施工过程中的各项技术指标和关键节点进行监测和检测,确保抗浮设施的有效使用。
4.3.地下工程使用阶段地下工程使用阶段是地下工程抗浮技术长期有效性的关键阶段。
地下室泄水减压抗浮施工要点地下室,这个我们熟悉又陌生的地方,常常被忽视在我们日常的生活里。
大家可能都知道,地下室用来存储杂物、停放汽车,甚至有些豪宅里可能还做成了娱乐室或健身房,豪华得让人羡慕。
但是你知道吗?地下室可不是一块容易“驾驭”的地方,尤其是涉及到泄水减压抗浮这些技术性强的东西,问题可大了去了!一旦地下水渗透进来,水漫金山,地下室的结构如果不够强大,可是会出现浮起来的风险哦,这可不是开玩笑的。
地下水的压力可不是吃素的,它有时候真是来者不善,尤其是遇上连天暴雨或者水位上升的时候,地下室的基础就面临着被水“顶起来”的危险。
这种情况如果处理不当,地下室可能就会变成一个大水箱,根本没法使用。
所以我们就得想办法把水压降下来,防止水“涨”起来,保证地下室的稳固性。
说到抗浮,咱们得先搞清楚什么是“浮力”——别看它名字简单,其实就是地下水的压力通过地基施加到地下室的底板上,导致地下室的底板被“顶”起来。
你想象一下,一块沉在水里的木头,水的浮力会把它顶到水面上,这就是一个原理。
地下室也是一样的,若是抗浮措施不到位,水压一大,底板就容易浮起来,甚至可能把整个地下室掀翻。
别说这听起来像是灾难片情节,现实中真的发生过!为了避免这种“水上漂”现象,咱们得在施工的时候采取一系列措施。
最常见的一招,就是在地下室的底部和周围做上防水处理。
这可不是“抹抹防水涂料”那么简单,而是要从材料到施工方法每个细节都得考虑清楚,尤其是在雨季,地下水的渗透问题可能会变得更复杂。
比如,底板和墙体之间的接缝处,最容易被忽视,但也是渗水的重点,所以必须做到无缝防水,才能有效防止水的侵袭。
减压也是个重头戏。
怎么减?一个办法就是通过设置泄水孔或者排水系统来减轻地下水的压力。
简单来说,就是把水引流出去,避免积水在地下室周围堆积。
别小看这个排水系统,它的设计要求可高了,排水管道的铺设、泄水孔的位置、出水口的高度等等,都要精准到位。
如果排水系统堵塞或者设计不合理,水流积聚在地下室周围,那可就得不偿失了。
地下水与地下室抗浮2011-03-15 08:50 来源:浏览次数:16 关键字:地下室上浮,特别是大面积地下室摘要;是构成水圈的重要水体之一,是埋藏在地表下土体孔隙、岩石孔隙、空洞中的水的总称。
地下水的运动有层流和紊流两种形式,以层流为主,它的运动遵循达西定律。
地下水作为岩土介质的组成部分,直接影响着岩土的性质和行为。
关键词;地下室上浮,特别是大面积地下室的不均匀上浮,造成结构严重受损的事故屡见不鲜。
近年来,地下室上浮,特别是大面积地下室的不均匀上浮,造成结构严重受损的事故屡见不鲜。
(一)地下水的基本类型1).上层滞水A. 主要靠大气降水和地表水下渗补给;B. ;C. 以蒸发或向下渗透到潜水中的方式排泄;D. 水量小,季节变化大,容易污染;E. 引起土质边被滑塌、黄土路基沉陷、路基冻胀等病害的重要因素。
2).潜水①潜水的分布及潜水面特征潜水面——潜水的无压的自由水面。
通常,潜水面不是一个延伸很广的平面,是一个有起有伏、有陡有缓的面,潜水面形态一般与地表地形相适应。
潜水埋藏深度:潜水面至地面的垂直距离。
λ潜水层厚度:潜水面至下部隔水层顶面的垂直距离(含水层厚度)。
λ潜水位:潜水面上每一点的绝对标高。
λ②潜水的补给、径流和排泄大气降水、地表水、承压水→潜水→地表水(河流、泉—山区)、蒸发(平原区)λ①确定任一点的潜水流向;②确定沿潜水流动方向上两点间水力坡度;③确定任一点潜水埋藏深度;④确定潜水与地表水之间的补给关系。
①承压水的分布——自流盆地及自流斜地承压水头:承压水位到隔水层顶板间垂直距离。
含水层厚度:隔水层顶、底板间的垂直距离。
(三)典型案例工程概况某大夏由A座((26层)、B座(18层)及东西两座裙楼((3层)组成。
塔楼与裙楼共同围成了一个30m×38m的内庭。
B座有一层地下车库,A座、裙房及内庭下面有两层地下车库。
上部结构为框架剪力墙体系,基础为人工挖孔灌注桩,长度为18-23m。
A,B座塔楼下人工挖孔桩桩径为1.2-2m,桩端直径扩大0.6-1.2m,桩端入中风化砂岩一倍桩径。
裙楼和内庭范围内的人工挖孔桩长10-15m,桩径为1.2m,无扩大头,桩端入中风化砂岩0.5m.工程所在场地为河流冲积地带,地表有水塘,地下水主要赋存于第四系砂层及素填土层中,稳定水位较高,为0.1~0.70m,水量丰富,受大气降水补给的影响而变化。
佛山市年降雨量2500mm左右,集中在5~10月,雨季的到来使得基坑内外的地下水位不断提高,周边的地下水也通过基坑底部、支护侧壁及其破损处流入基坑,造成底板下的上浮力不断增加,由于桩的抗拔力不够,导致内庭范围内的地下室底板在浮力的作用下持续向上起拱。
而内庭四周的塔楼和裙楼的自重均大于浮力,塔楼和裙楼不可能上浮,从而导致地下室的局部(内庭)产生了上浮,内庭下地下室与周边塔楼、裙楼相交处的梁不断出现新的裂缝并进一步扩大。
水文地质条件该基础所处地貌单元属山前二级阶地与海成一级台地交替变化部位,距二级阶地前缘100多米,地形对大气降水给地下水相当有利。
还有山坡前沿补给的深层承压水以泉水形式溢出,承压水头接近地表。
第一层地下水和第二层承压‘水都会直接影响着地下室基础的稳定性。
根据该工程工程地质勘察报告,对该基础有影响的地层是:①杂填土:褐红色,含粘土、砂类土及玄武岩碎屑,含孔隙水;②淤泥质粘土:灰色一深灰色,含腐植质,中间常夹有中纫砂透镜体富的孔隙水。
该松散砂层含较丰;③中砂层:黄色一褐黄色,为长石、石英质颗粒,含水层厚度1.5-3.3m;④中粗砂层:黄色一褐黄色,质地相当松散,渗透性好,含水层厚度0.8-3.2m.;⑤粘土层:褐黄色,层间含粉细砂薄层,厚度3.2-3.5m,为相对隔水层。
其二,裙楼基础底板以下为相对隔水层,裙楼东西两侧己建成的两栋主楼地下室基础距离很近,从基坑南面补给的地下水,遇到基础底板以下地层及两栋主楼地下室边墙的阻隔,形成一个一面进水,三面封闭的“洼坑式”结构构造。
这种“储水构造”,当基础箱体空着或排水系统失效时,造成的基础整体上浮或箱体扭裂破坏更大。
地下室上浮所致)。
同年2月14日进行系统沉降观测时,发现-0.05m板上浮,最大点达149mm,位于E区;此时在E、C区段一些近柱边的框架梁端出现上宽下窄的贯穿性结构裂缝。
原因分析(1)设计对地下水位高度估计不足,设计抗浮力取值小于实际值,是地下室在施工阶段上浮的主要原因。
事后实测最大水头大于12.00m,复核地下室底板水压达38.5KN/m2;E区和C区段地下室的人工挖孔桩不能承受差距极大的抗拔力(原设计为承受竖向荷载的受压桩)。
(2)设计未考虑基础地下室结构局部抗浮受力差异。
上部建筑高低悬殊,甚至同体地下室局部区段无上部建筑,造成上部建筑结构竖向荷载重心与地下室底板平面形心不重合,基底作用力(地基反力,包括浮力)对地下室底板的荷载分布不均。
地下室上浮差值最大达138mm,地下室局部结构强度不足以抗拒,导致混凝土梁板开裂;上浮最大区段正是位于无裙楼部位,裂缝情况也最严重。
(3)施工组织抗浮防范意识不强,在地下室回填后即停止了降水,地下水位恢复,又因其他原因暂停施工而未作沉降观测。
以致发现混凝土结构出现裂缝仍未觉察是地下室上浮所致,未能在第一时间内采取有效措施,加剧了地下室和裙楼数层混凝土结构构件裂缝的发展程度。
原因归纳引起地下室上浮的原因是地下水浮力大于建筑物当时的上部荷重,造成这种情况有——(1)勘察单位提供的抗浮水位失真(地下扩抗浮设防水位标高取值有误;(2)设计上的疏失。
设计人员忽视了大体积地下室主体建筑外上部荷重较轻的受力单元的浮力验算;(3)施工单位的大意。
施工过程中,过早停止降低地下水的措施、地下室回填土的回填质量太差无法形成有效摩擦力或施工场地排水不畅、地表水倒灌等;(4)天灾—连续的暴雨和海水大潮倒灌造成地表水位急剧升高是地下室上浮的不可抗力因素。
(四)规范中有关抗浮的内容《建筑地基基础设计规范》第3.0.2条规定:“当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时,尚应进行抗浮验算”,这条规定列为强制性条文。
第3.0.3条文规定:“地基基础设计前应进行岩土工程勘察,并应符合下列规定:当工程需要时,尚应提供用于计算地下水浮力的设计水位”,也就是说,用于计算地下水浮力的设计水位应通过岩土工程勘察确定。
《岩土工程勘察规范》第7.1.1条规定:“岩土工程勘察应根据工程要求,通过搜集资料和勘察工作,掌握下列水文地质条件:①地下水的类型和赋存条件;②主要含水层的分布规律;③区域性气候资料如年降水量、蒸发量及其变化和对地下水位的影响;④地下水的补给排泄条件,地表水与地下水的补排关系,及其对地下水位的影响;⑤勘察时的地下水位,历史最高地下水位,近3-5年最高地下水位,水位变化趋势和主要影响因素;⑥是否存在对地下水和地表水的污染源及其可能的污染程度”。
该规定表明深刻说明了地下水埋藏和变化的复杂性和关联性。
它涉及的是区域性的、历史性的水文地质资料。
规范第7.1.3条文规定:“对高层建筑或重大工程,与水文地质条件对地基评价,基础抗浮和工程降水有重大影响时,宜进行水文地质勘察”。
第7.3.2条规定:“地下水力学作用的评价应包括下列内容:①对基础、地下结构物和挡土墙应考虑在最不利组合情况下,地下水对结构物的上浮作用,原则上应按设计水位计算浮力,对节理不发育的岩石和粘土具有地方经验或实测数据时,可根据经验确定,有渗流时,地下水的水头和作用宜通过渗流计算进行分析评价”。
条文说明中关于7.3.2条的注解:“地下水对基础的浮力作用,是最明显的一种力学作用,在静水环境中,浮力可以用阿基米德原理计算,一般认为,在透水性较好的土层或节理发育的岩石地基中,计算结果即等于作用在基底的浮力;对于渗透系数很低的粘土来说,上述原理在原则上也应该是适用的,但是有关实测资料表明,由于渗透过程的复杂性,粘土中基础所受到的浮压力往往小于水位高度。
由于这个问题缺乏必要的理论依据,很难确切定量,故规定只有存具有地方经验和实测据时.方可进行一定的折减”。
第7.22条规定地下水位的量测应符合下列要求——(1)遇地下水时应量测水位;(2)稳定水位应在初见水位后,经一定的稳定时间后测量。
对多层含水层的水位量测,应采取止水措施,将被测含水层与其它含水层隔开。
可见,无论初见水位还是稳定水位,都是静态水位。
而地下水是随季节、气候条件变化的,有一年一遇,十年一遇,甚至数十年一遇的最高水位变化;同时地下水位还受地表排水状态、场地、地形和地貌变化的影响并随区域性水文地质条件、各层地下水的变化和地下水渗流造成的压力水头分布形态变化而变化。
因此,根据勘察报告提供的地下水位计算的浮力平衡点处于临界状态时,应根据场地条件和其他水文地质变化情况适当采取一些抗浮措施。
《高层建筑岩土工程勘察规程》第5.0.2条——需要调查“地下水的类型、主要含水层及其渗透性”、“地下水的补给排泄条件、地表水与地下水的水力联系”、“历史最高、最低地下水位及近3-5年水位变化趋势和主要影响因素”等;第5.0.3条——当在无经验地区,应“在调查的基础上,进行专门的水文地质勘察”、“对缺乏常年地下水监测资料的地区,在初步勘察阶段应设置长期观测孔或孔隙水压力计”;第5.0.4条——“当场地中有多层对工程有影响的地下水时,应采取止水措施,将被测含水层与其它含水层隔离后,测定地下水位或承压水头高度”。
强调对多层地下水水位及承压水水位的分层监测。
第5.0.6条列出了地下水对工程的作用和影响的评价内容,指出“对地基基础、地下结构应考虑在最不利组合情况下,地下水对结构的上浮作用”。
第8.6.1条规定——①当地下水位高于地下室基础底板时,根据场地所在地貌单元、地层结构、地下水类型和地下水位变化情况,结合地下室埋深、上部荷载等情况,对地下室抗浮有关问题提出建议;②根据地下水类型、各层地下水位及其变化幅度和地下水补给、排泄条件等因素,对抗浮设防水位进行评价;③对可能设置抗浮锚杆或抗浮桩的工程,提供相应的设计计算参数(五)抗浮设防水位的综合确定研究现状目前,各规范已经对地下水的作用引起了足够的重视,但是仍然采用最高设防水位下的静水压力来计算浮力,这与现场实测的孔隙水压力存在很大的出入,并且涉及到最高设防水位的合理确定问题,按此评价的浮力作用因素对设计单位而言也很难把握,仍属原则性规定,可操作性差,尚有许多有待完善之处。
下面是一些专家的研究状况——(1)张在明院士等人——运用室内模拟试验、现场实测、数值模拟以及地理信息系统等手段,研究了北京地区:①地下水赋存状态的特征分区;②从近50年地下水位变化历史过程,研究影响地下水位的主要因素;③地下水位的预测预报;④典型渗流特征及其对建筑物场地孔隙水压力分布规律的影响。