抗浮设计20141228
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地下车库的地下水抗浮方案设计进入21世纪,随着我国经济的飞速发展,城市建设规模不断扩大。
城市用地日渐减少,地下空间的开发利用成为大势所趋。
地下车库、商场等不断兴建,但是由于地库设计时对地下水没有考虑或者考虑不够。
造成了大量的工程事故,轻则底板开裂,发生渗水现象;重则结构整体倾覆。
因此在地下水位比较高的地区,抗浮设计成为地下室设计中至关重要的部分。
首先,本文主要阐述压载、抗浮桩、抗浮锚杆、降排截水四种抗浮措施,同时对它们的设计内容、适用范围及优缺点加以剖析,以期更好地认识抗浮方案设计。
其次,针对目前各个规范对抗浮设计水位的规定各不相同的情况,研读相关规范、教程,整理出如何科学选取抗浮设防水位以及水浮力计算方法。
总结出整个地库方案设计流程。
最后,本文结合良志嘉年华二期工程A区地下车库抗浮设计具体工程实例,分析地质条件,提出监测地下水位及时采取降水措施的方案,并对地库边肥槽回填进行设计,预防地表水下渗引发抗浮问题。
关键词:设防水位;压载;抗浮桩;抗浮锚杆;降排截水;肥槽回填第一章绪论1.1 课题提出的原因和背景近些年来,城市开发与农业发展相互争地愈演愈烈,土地资源变得十分珍贵,可又要满足越来越多的人口对建筑物的需要。
人们规划向地下空间进军,地下商场、地下室、地下车库等已成为城市建筑中举足轻重的部分。
为了最大限度的满足需求,地库结构的基础越挖越深,与之而来的是地下水引起的浮力问题。
地下结构抗浮主要包括两个方面:临时性抗浮,是在地下室施工阶段,上部结构还没有变成对抗浮有利的荷载,使其成为抗浮薄弱阶段;此外则是在整个结构完成之后必须考虑的永久性抗浮,这时上部结构的自重成为有利因素,对高层来说,更多情况下是层数较低部分的局部破坏。
目前国内外因为对水浮力忽视或者考虑不够而造成的工程事故比比皆是。
经验和教训告诉我们,当今时代,地下结构抗浮论证必不可少。
目前,国内外对于地下室抗浮设计的研究还不系统,规范、期刊、教程很少提及,即使提及,也比较模糊不清,规定各不相同。
抗浮标准主要问题释义一、引言抗浮标准是工程领域中一个至关重要的议题,尤其在涉及地下室、地下管道、隧道等地下结构的设计与施工中。
本文旨在对抗浮标准中的主要问题进行深入释义,包括抗浮设计的基本原则、抗浮计算方法、抗浮措施等方面,以期提高工程界对抗浮问题的认识和应用水平。
二、抗浮设计的基本原则1.安全可靠:抗浮设计应确保结构在正常使用和极端情况下的安全性,避免因浮力作用导致结构破坏或失稳。
2.经济合理:抗浮设计应在满足安全性的前提下,力求经济合理,避免不必要的浪费。
3.施工便利:抗浮设计应考虑施工的可行性和便利性,尽量避免复杂的施工技术和工序。
4.环保可持续:抗浮设计应注重环保和可持续发展,尽量减少对环境的负面影响。
三、抗浮计算方法1.浮力计算:浮力是地下结构所受的主要荷载之一,其大小与地下水的位高、结构体积及材料的重度有关。
浮力计算是抗浮设计的基础,必须准确可靠。
2.抗浮稳定性验算:为确保结构在浮力作用下的稳定性,需进行抗浮稳定性验算。
验算时应考虑结构的自重、荷载、浮力及土压力等因素。
3.抗拔桩设计:对于需要抵抗较大浮力的地下结构,可采用抗拔桩进行加固。
抗拔桩设计应考虑桩的类型、数量、布置及承载能力等因素。
4.排水系统设计:排水系统是抗浮设计的重要组成部分,其作用是降低地下水位,减小浮力对结构的影响。
排水系统设计应考虑排水量、排水方式及排水设备的选型等因素。
四、抗浮措施1.增加结构自重:通过增加结构的混凝土厚度、配重等方式增加结构的自重,提高结构的抗浮能力。
2.设置抗拔桩:在结构基础中设置抗拔桩,利用桩与周围土体的摩擦力抵抗浮力作用。
3.设置排水系统:通过设置排水系统降低地下水位,减小浮力对结构的影响。
排水系统可包括明沟、盲沟、集水井等。
4.采用轻质材料:在结构设计中采用轻质材料,如轻质混凝土、加气混凝土等,减小结构的自重,降低浮力作用。
5.优化结构设计:通过优化结构设计,如合理布置剪力墙、柱等构件,提高结构的整体刚度和稳定性,增强结构的抗浮能力。
抗浮设计资料麻春明大型排水构筑物的抗浮设计简介:大型排水构筑物一般均有较深的埋深,当地下水位较高时,抗浮设计往往是很突出的问题,能否合理地解决这个问题,对工程的土建造价有很大的影响。
关键字:构筑物抗浮设计目前,在抗浮设计上,主要采用抗与放的方法。
所谓抗,即是配重抗浮、锚固抗浮;所谓放,即是降水抗浮和设观察井抗浮。
具体采用哪一种方法,尚应根据工程的具体情况而定,同时还应着重考虑对工程造价的影响。
下面就各种抗浮方式进行探讨并做经济分析比较。
一. 抗浮方式的探讨:1.1. 配重抗浮:小型水池一般不需要配重抗浮,因其池壁相距较近, 再加上底板向外突出部分上部的土重和壁板与土的摩擦力(规范未计入以策安全),抗浮安全系数很容易满足规范要求。
砼的缺点之一是自重大,但事物均有两面性,抗浮时自重越大越有利。
配重抗浮一般有三种方法,一是在底板上部设低等级砼压重;二是设较厚的钢筋砼底板;三是在底板下部设低等级砼挂重。
一、二种方法的优点是简单可靠,当构筑物的自身重度与浮力相差不大时,应尽量采用配重抗浮,对工程造价的影响小,投产后亦没有管理成本。
但构筑物的自身重度与浮力相差较大时,本方法将会增加工程量使土建造价提高,原因是配重部分要扣除浮力,导致配重部分的厚度增大;较大的埋深也将增加挖方量和排水费用,同时也会增大基底压力,引起较大的地基变形。
如采用底板上设低等级砼压重的方法,将会使壁板的计算长度H加大,而壁板根部的弯矩值与H是平方关系,这样会使壁板根部的弯矩值增长较快,弯矩值较大时,板厚和配筋也会相应增大;如采用较厚的钢筋砼底板的方法,其工程量与设低等级砼压重相差不多,壁板的弯矩值虽小,但底板的钢筋用量会有些许增加;如采用底板下设砼挂重的方法,壁板的弯矩值小,底板的钢筋用量也不会增加,但底板和挂重部分砼须用钢筋连接,施工比较麻烦,当地下水对钢筋和砼具有侵蚀性时,设砼挂重的方法须谨慎。
2.2. 锚固抗浮:锚固抗浮一般有两种方法:a) 锚杆:锚杆是在底板和其下土层之间的拉杆,当底板下有坚硬土层且深度不大时,设锚杆不失为一种即简便又经济的方法;近年来,在饱和软粘土地基中,也有采用土锚技术的,也有采用短锚加扩大头技术的。
抗浮施工方案抗浮施工方案为了确保施工过程中的安全和稳定性,抗浮施工方案是必不可少的。
抗浮指的是防止结构或设备在施工或使用过程中由于浮力而发生不稳定或倾覆的现象。
以下是一个针对抗浮的施工方案。
首先,根据建筑物的结构和特点,确定施工过程中需要采取的抗浮措施。
可以采取的抗浮措施有:钢锚固定、混凝土加重、土壤替换等。
钢锚固定是一种常见的抗浮措施,通过将钢锚固定在建筑物的基座上,并与结构物连接起来,可以有效地防止建筑物的浮动。
在选择钢锚时,需要考虑结构的重量和抗浮的需求。
混凝土加重也是一种常见的抗浮措施。
通过在建筑物的基座上加装一层或多层混凝土,可以增加建筑物的重量,减少其浮动的可能性。
在选择混凝土时,需要注意混凝土的质量和密度,以确保其具有足够的重量。
土壤替换是一种较为复杂的抗浮措施,适用于场地土壤较为松软的情况。
通过将原有的土壤替换为较为稠密的土壤,可以增加地基的稳定性,从而减少建筑物的浮动。
在进行土壤替换时,需要考虑土壤的质量和稠密度,以及替换的方法和步骤。
其次,进行抗浮施工前,需要进行详细的工程勘察和结构分析,确定建筑物的受力情况和抗浮的需求。
根据勘察和分析的结果,选择合适的抗浮措施,并进行设计和计算,确保施工过程中的安全和稳定性。
最后,根据施工方案进行抗浮施工。
在施工过程中,需要注意施工方法和施工顺序,以确保抗浮措施的有效性。
同时,需要对施工现场进行监测和检查,及时发现和解决施工中的问题。
总结起来,抗浮施工方案是保证建筑物安全和稳定性的重要环节。
通过选择合适的抗浮措施,并结合详细的工程勘察和结构分析,可以确保施工过程中的安全和稳定性。
抗浮施工需要注意施工方法和施工顺序,并进行监测和检查,以确保抗浮措施的有效性。
最全的抗浮设计解读抗浮设计是指在建筑、结构、设备、机械等各个方面采取的措施,以确保建筑物在水下、水上及地面受到洪水等浮力作用时保持稳定。
下面是对抗浮设计的解读,其中包括了建筑结构、防浮设施和应急预案等方面。
一、建筑结构的抗浮设计1.基础设计:抗浮设计的首要任务是在设计阶段对基础进行合理布置。
需要考虑到基础的面积、形状、深度和强度等因素。
在设计时,可以采用增大基础面积的方法,以增加建筑物的稳定性;采用增加基础深度的方法,减小建筑物与地面的相对高度差。
2.结构设计:在抗浮设计中,结构设计是关键的一环。
需要根据建筑的用途、高度和特殊环境等因素,确定合适的结构形式和材料。
例如,在地震多发区设计建筑物时,应加强框架结构的抗震性能。
3.材料选择:在抗浮设计中,材料的选择非常重要。
需要选择强度高、稳定性好的材料,以确保建筑物能够承受外部水力作用。
同时,也需要选择抗腐蚀性好的材料,以防止建筑物在水下环境中受到腐蚀。
二、防浮设施的抗浮设计1.浮子设施:浮子是一种用于减小建筑物受浮力影响的设施,通常用于桥梁、码头等水面建筑物。
浮子可以根据实际情况进行设计和布置,以增加建筑物的稳定性。
2.锚定设施:锚定设施是指用于将建筑物固定在地面或水底的设施,以防止建筑物受到浮力的影响。
锚定设施可以采用锚链、锚桩等形式,确保建筑物具有足够的牢固性。
3.防浮墙:防浮墙是一种用于防止水流的设施,通常用于防洪区域或河道旁边。
防浮墙可以帮助减小建筑物受到水流冲击的影响,保护建筑物的稳定性。
三、应急预案的抗浮设计1.安全疏散通道:在抗浮设计中,需要合理设置安全疏散通道,以便人员在紧急情况下迅速撤离。
疏散通道应有足够的宽度和容量,通畅且易于辨识,人员应进行适当的培训和演练,掌握应急撤离的方法和技能。
2.预警系统:在抗浮设计中,预警系统是必不可少的一部分。
预警系统可以及时向人们发出警示,提醒他们采取必要的行动。
预警系统可以包括声音、文字、图标等形式,以满足不同人群的需求。
抗浮技术标准一、引言。
抗浮技术是指在建筑工程中为了防止地基沉降或建筑物浮起而采取的一系列技术措施。
抗浮技术的应用可以有效地保障建筑物的安全稳定,减少地基沉降带来的不利影响。
本文将围绕抗浮技术的标准进行详细介绍,以期为相关工程技术人员提供参考。
二、抗浮技术标准的制定背景。
抗浮技术标准的制定,是为了规范工程建设中抗浮技术的应用,保障建筑物的安全稳定,降低工程风险,提高工程质量。
通过制定统一的抗浮技术标准,可以使工程设计、施工和监理单位在抗浮技术方面有明确的规范和要求,从而提高工程建设的整体水平。
三、抗浮技术标准的内容。
1. 抗浮技术的分类。
抗浮技术根据其应用范围和原理可以分为地基加固技术、基础处理技术和结构设计技术等几类。
地基加固技术包括灌注桩、搅拌桩等;基础处理技术包括地基加固、排水、降水等;结构设计技术包括设置抗浮设施、采用轻型结构等。
2. 抗浮技术的设计原则。
抗浮技术的设计应遵循经济、合理、安全、可行的原则,根据工程的具体情况确定抗浮技术的具体方案,确保其在工程中的有效应用。
3. 抗浮技术的施工规范。
抗浮技术的施工应符合相关的技术规范和标准,包括施工工艺、材料选用、施工方法等方面的要求,确保抗浮技术的施工质量。
4. 抗浮技术的监测与维护。
在工程建设中,应对抗浮技术进行监测与维护,及时发现和解决问题,确保抗浮技术的有效性和持续稳定性。
四、抗浮技术标准的应用范围。
抗浮技术标准适用于各类建筑工程、地下工程、水利工程等工程领域,对于需要进行地基处理和抗浮技术应用的工程具有指导和规范作用。
五、抗浮技术标准的意义。
1. 保障工程安全。
抗浮技术标准的制定和应用,可以有效地保障工程的安全稳定,减少地基沉降或建筑物浮起所带来的安全隐患。
2. 提高工程质量。
抗浮技术标准的规范应用,可以提高工程建设的整体质量,减少工程风险,降低工程事故的发生概率。
3. 规范工程建设。
抗浮技术标准的制定,可以规范工程建设中抗浮技术的应用,提高工程设计、施工和监理单位的技术水平和管理水平。
工业建筑中抗浮设计方法探讨摘要:本文根据笔者在工作中遇到的工业建筑相关抗浮问题,简述了抗浮设计的基本原理与重要性,并对抗浮设计的相关内容与措施,进行相应的探讨。
关键词:整体抗浮局部抗浮抗浮措施0.引言不合理的抗浮设计,轻则造成梁板开裂,重则导致结构整体上浮,直接危害建(构)筑物的使用及结构的安全性。
因此,工业建筑中的地下水池、地下泵房等各类建(构)筑物,当其地下水位较高时,抗浮设计显得尤为重要。
1.抗浮设计内容探讨1)抗浮水位选取在对地下建(构)筑物进行抗浮设计时,我们首先要确定其抗浮设计水位。
抗浮设计水位的高低,与地形、地貌、气候等因素相关。
笔者认为,在进行抗浮水位时确定,应遵循以下几点;应正确区分抗浮水位与孔口可见水位。
对于临近水源丰富的江河湖泊场地,应尤其注意历史最高水位,不能仅按一般场地确定。
注意地面标高变化产生的地表水聚集效应对地下建(构)物的破坏。
2)整体抗浮设计整体抗浮设计主要是保证结构不被水浮力上托而浮起,其设计控制指标为结构抗浮安全系数Ks,由公式Ks=G k/F k可以算得,式中G k为抗浮荷载标准值,仅考虑建(构)筑物恒载作用部分,F k为依据抗浮设计水位算得的水浮力。
3)局部抗浮设计相对于整体抗浮,局部抗浮更容易在设计过程被人忽视。
但因局部抗浮不够而引起的工程事故也不少,如某高层建筑地下室底板局部隆起高达350mm,柱间板出现45破坏性裂缝,造成了财产损失。
2.抗浮设计阶段探讨1)施工阶段抗浮设计在施工过程中,因主体尚未完工,各项利于抗浮的荷重还未施加,当出现大的降雨,或其他原因使浮力增大,此时极易发生由抗浮引起的工程事故。
工业建筑中的消音池、消音坑,在正常使用过程中,其上有较重的真空泵设备及设备基础,但在施工池子底板和侧壁过程中,由于顶板、基础、设备等荷重均还未施加,如此时突遇大的降雨,使池子抗浮水位突涨,就出现池子抗浮不够,因此,我们一定要重视施工阶段的抗浮设计,在设计图纸中,对施工抗浮措施提出相应的要求,防止施工人员在施工时不关注降水、排水措施。
地下抗浮设计抗浮设计时应注意不同阶段有不同的要求(一)对施工阶段需要考虑,在地下结构主体已完成、但基坑尚未回填完成或回填材料的隔水性较差时,结构主体外围因降雨或其他原因被水淹没,抗浮力仅有地下结构物自重,而浮力则是整个构筑物排空的水体,该种情况非常危险,极易产生地下结构物上浮、偏斜等情况,在工程实际中,这种情况经常容易出现,尤其在南方的梅雨季节或夏季等降水较集中的季节。
与此类似的情况还有,建筑物基底位于含水层,且水头有一定的高度,在施工阶段由于施工需要在降水作业,而地下部分主体完成后,自重与地下水的浮力尚不能完全抵消时,先撤除了降水措施,导致地下建构筑物的上浮或偏斜。
该阶段抗浮设计水位的选择与施工情况密切相关,设计计算考虑的情况应在说明中明确,同时应对施工措施及施工限制条件明确作出要求,避免设计考虑的抗浮设计水位与实际施工中出现的地下水位出现较大的出入。
对于大部分地上有建筑,竣工完成后自重能抵消浮力的建构筑物,尤其应注意施工阶段的抗浮设计。
由于该种情况容易被设计人员所忽视或未曾考虑到,因此在实际的工程中该种情况发生的较频繁。
(二)在正常运行阶段该种情况一般在设计时考虑的比较充分,受力也比较明确,设计计算考虑的关键是抗浮设计水位的选定,只要选定的抗浮设计水位没有问题,应该就存在什么问题。
(三)、在设备检修阶段在某些市政工程中,例如雨污水提升泵房、污水处理厂中的埋地的水池等,由于在运行了一段时间后,需要对内部的设备检修,期间将排除地下构筑物中的水体,造成建构筑物自重短期内急剧变小,容易造成抗浮力不足,也容易产生上浮。
按照了理论来说就是自重大于浮力就可以了。
但是这里应该特别注意两点:第一、自重如何取值,我们使用pmcad的导荷可能有些问题,那就是我们输入的荷载是用来计算构件受力的,一般输入的数值比较保守,这里计算抗浮自重荷载变成了有利荷载了,应该输的尽量符合实际。
第二、对于水压力的计算一定要注意地勘提供的地下水位要看清楚,一定要使用抗浮水位。
建筑地下室的抗浮设计摘要:随着我国土地的日益紧张,开发地下室可以暂时缓解了城市土地不足带来的影响。
而在多层地下室的开发过程中,抗浮问题一直是结构设计工程师所关注的课题之一。
本文根据工程实践,对建筑地下室的抗浮设计进行探讨。
关键词:地下室;抗浮锚杆;抗浮设计一、项目概况某综合体项目集商场、各类餐饮为一体,建筑高度30m,总建筑面积186543m2,地上六层,地下四层,平面呈长方形,通过两道防震缝将整栋建筑分成三个独立的结构单元。
首层建筑平面如图1。
本项目设计绝对标高值为36.00m,纯地下室标高-20.7m,勘探深度45.00m范围内有四层地下水,除了第一层类型为潜水,其余三层类型为承压水。
第一层的稳定水位埋深为11.70~16.00m,标高为22.64~17.53m。
第二层水头埋深为18.50~22.10m,标高为17.09~12.18m。
第三层水头埋深为26.6031.40m,标高为8.39 ~3.36m。
第四层水头埋深为35.00~40.80m,标高为0.58m~-6.64m。
设计时抗浮验算水位标高按29.60m核算,相当于-6.4m。
中庭部分和纯地下室部分需进行抗浮设计。
二、抗浮措施抗浮锚杆是一种有效的抗浮技术手段,具有良好的地层适应性,易于施工。
锚杆布置非常灵活,锚固效率高,由于其单向受力特点,抗拔力及预应力易于控制,有利于建筑结构的应力与变形协调,可减少结构造价,在许多条件下优于压重和抗浮桩方案。
普通抗浮锚杆一般为全长粘结型锚杆,孔径不大于200mm,锚杆间距不小于1.5mx1.5m。
土层锚杆长度4~10m,岩层锚杆长度3~8m。
抗浮锚杆长度由计算确定,锚杆主筋锚入底板的长度应符合有关结构规范要求。
主筋宜采用单根HRB400类钢筋,方便锚杆防水处理,并设杆体隔离架,使锚杆居中。
为防止抗浮锚杆锈蚀,在底板与岩土界面上下一定范围内涂环氧树脂或防锈漆,在杆头底板内设止水板。
锚杆端部防水做法如图2。
建筑物抗浮设计7.1一般规定7.1.1抗浮工程设计应具备下列资料:1场地岩土工程勘察报告或抗浮工程专项勘察报告;2经确认的抗浮设防水位;3结构荷载分布、地基或处理地基、地下结构底板、基础等设计文件;4场地、地下设施等环境条件资料;5所在地区工程抗浮经验及施工技术资料;6工程竣工资料,既有工程安全性鉴定报告,施工条件及既有管线等环境条件资料。
7.1.2抗浮工程设计应包括下列内容:1工程抗浮设计等级确定和抗浮设防水位选择,施工期和使用期抗浮稳定性验算及分析;2抗浮治理方案及抗浮措施的综合分析和比较;3抗浮结构及构件布置、承载力和变形计算及其控制标准;4抗浮体系、锚固构件及其群锚效应的稳定性验算;5低水位工况上部结构荷载下的抗浮构件受力和变形验算;6构件、压重、基坑回填等材料选用及其技术指标、质量控制要求;7检验、监测及维护要求。
7.1.3采取排水限压法等与其他措施联合抗浮治理方案时,抗浮设计等级为乙级及以上工程应进行监测系统和维护设计。
7.1.4抗浮设计等级为乙级及以上、设计有明确要求或缺乏工程经验时,抗浮锚杆、抗浮桩设计前应按本标准附录E进行性能试验。
7.1.5抗浮锚杆、抗浮桩的抗浮承载力确定应符合下列规定:1抗浮设计等级为甲级、水文地质条件比较复杂的乙级工程应由抗拔静载荷试验确定,同一地层试验数量不应少于3根;2水文地质条件简单、抗浮设计等级为乙级的工程,宜根据地质条件相近场地的试验资料并结合地区经验综合分析确定;3抗浮设计等级为丙级的工程,可按地区经验确定;4当存在群锚或群桩效应时,宜由群锚、群桩的抗拔静载荷试验确定。
7.1.6抗浮锚杆、抗浮桩进行性能试验和确定极限承载力静载荷试验时,宜在桩身、杆体中埋设测试元件获取承载力分布特征及其与变形的相互关系。
7.1.7抗浮锚杆、抗浮桩的长度、直径和位置等应结合地下结构底板的结构设计,采用不同布置方式经比较后确定。
7.1.8抗浮结构及构件结构设计时,重要性系数(γ0)应按抗浮设计等级为甲级、乙级和丙级相应取1.10、1.05和1.00。