如何确定北京地铁工程的抗浮设防水位
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实例说明目前北京地区抗浮设防水位选取的几个要点实例说明目前北京地区抗浮设防水位选取的几个要点引言抗浮设防水位系指地下室抗浮评价计算所需的,保证设防安全同时又经济合理的地下水位。
抗浮设防水位的确定是一个既关系到建筑物的抗浮安全,同时影响到工程造价投资的大问题。
1.北京地区抗浮设防水确定的几个阶段北京地区抗浮设防水确定是随着城市的发展,由城区向远郊区县、由平原地区向山区丘陵地区发展的规律有着几个较为明显的变化趋势,这个变化随着各位专家、学者以及一线工作者在工程实中的不断探索,逐步趋向于真实。
笔者为说明这个变化趋势,同时也是为了更好的指导一线生产,人为将其划分为三个阶段,分述如下:第一个阶段:抗浮设防水确定主要依据勘察报告实测的地下水位、地下水的动态变化规律、变化幅度以及历年最高地下水位并结合自然因素(大气降水、地下水的补给、排泄与径流等)、人为因素(地下水开采、水库放水、灌溉等)等综合确定。
北京市勘察设计院由于掌握北京大部分地区的地下水长期动态观测资料,对确定抗浮设防水位做出较大的贡献。
第二阶段:随着工程实例的增多,一些专家学者以及一线工作者逐步发现抗浮设防水位的选取不仅与上述因素有关系,而且与基础的埋置深度位置、地下水的类型(上层滞水、潜水、承压水)与地层的透水性、隔水性有着很重要的关系,并且提出了相应的论点结论,例如李镜培、孙文杰发表于2007年4月份的《结构工程师》上的“地下结构的浮力计算与抗浮桩设计方法的研究”;肖林峻、杨治英发表于2009年11月份的《河北理工大学学报》的“地下水结构抗浮设防水位和浮力计算”,读者可以去认真阅读,笔者在此不再赘述。
同时2009年正式施行的《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》(DBJ 11-501-2009)中也部分地接受了上述观点,并在该规范8.8.1条中不是特别明确的提出了以下观点:8.8.1当基础埋置在分布稳定且连续的含水层土中时(图8.8.1a、b),基础底板受水浮力作用,其水头高度为h。
抗浮设防水位确定的探讨摘要:地下工程的抗浮设计水位是综合分析历年水位地质资料,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,结合工程重要性以及工程建成后地下水位变化的可能性确定抗浮设计水位。
关键词:地下工程;抗浮;水位确定Abstract:Underground engineering designaims to determineanti-uplift water lever design with comprehensive analysis of the geological data over the water level, according to the groundwater types, each layer of underground water level and its variation and groundwater recharge and discharge conditions and other factors, combined with engineering and the importance of engineering of underground water level change after the completion of the possibility.Key Words: underground engineering; anti-uplift; water level determine1 抗浮设防水位“抗浮设防水位”系指地下室抗浮评价计算所需的、保证设防安全和经济合理的场地地下水位。
这是因“抗浮设防水位”必须是根据区域和整个场地的水文地质条件或地下水埋藏条件来决定,即应根据地下水的类型、分布和埋藏深度、含水层数目、岩性结构、含水构造特点、地下水的补给、排泄条件等来决定,而不是仅以某栋建筑基础所在地下水层的最高水位来决定。
地铁车站抗浮计算杭州地铁道五常站抗浮验算(BJZ14孔)一.基本设计参数:2323二.结构总重量计算:1.结构自重则砼结构总重G自=(V衬+V底+V顶+V隔+V内+V铺)×25=1737.5(kn)2.地下墙结构自重围护结构总截面积A 地=2×t 6×L 2=2.4 (m 2)底板底以上重量G 地上=25×A 地×C 2=985.8(kn)底板底以下围护结构重量G 地下=15×A 地×C 3= 128.5(kn)则围护结构总重力G 地=G 地上+G 地下=1114.34.覆土重量覆土厚度h 2=B 4-B 3=2.8mG 覆=18×h 2×〔(L 1+2t 1)×L2-A特〕+A 特×H 特×γ特=1002.96(kn)5.结构总重量结构总重力G=G 自+G 地+G 覆=3854.8(kn)三.围护结构(地下墙)摩阻力计算:外2f外1896.48(kn)内2f内3.围护结构(地下墙)总摩阻力T计算安全系数K=2则提供的抗浮力特征值T=(T外+T内)/γs=1896.5(kn)四.抗拔桩抗拔力计算:设抗拔桩根数n=单根桩抗拔力特征值P 单=1695.59(kn)则抗拔桩提供的抗浮力特征值P=nP 单=0.0(kn)五.结构总浮力计算抗浮地下水位标高B 5=重要性系数γ0=1则总浮力F=10×γ0×(L 1+2t 1+2t 6)×L 2×(B 5-B 2+t 2)=3010.5(kn)六.抗浮验算:抗浮系数K=(G+T+P)/F= 1.91040857≥1.1,满足抗浮要求结构标高已围护桩底为0向上计算。
科普——防⽔设计⽔位与抗浮设计⽔位
结构设计中经常会遇到防⽔设计⽔位和抗浮设计⽔位,其定义和适⽤范围及相互之间的关系
1.防⽔设计⽔位:
指地下⽔的最⼤⽔头,可按历史最⾼⽔位+1m确定,⽤于确定建筑外防⽔和地下室的抗渗等级。
《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》(DBJ-01-501-92)第4.1.5条规定:对防⽔要求严格的地下室或地下构筑物,其设防⽔位可按历史最⾼地下⽔位确定;对防⽔设计要求不严格的地下室或地下构筑物,其设防⽔位可按照3-5年的最⾼⽔位及勘察时的实测静⽌⽔位确定
《北京市建筑设计技术细则》结构专业第3.1.8条:凡地下室内设有重要机电设备,或存有贵重物资等,⼀旦进⽔将使建筑物的使⽤受到重⼤影响或造成巨⼤损失者,其地下⽔位按该地区71-73年最⾼⽔位(包括上层滞⽔)确定;凡地下室为⼀般⼈防或车库等,万⼀进⽔不致有重⼤影响,其地下⽔位按该地区71-73年最⾼⽔位(包括上层滞⽔)与最近3-5年的最⾼⽔位(包括上层滞⽔)的平均值
2.抗浮设计⽔位
结构整体抗浮稳定验算时应考虑的地下⽔位,国家规范没有明确规定;主要⽤于结构的整体稳定验算及结构构件设计计算
《北京市建筑设计技术细则》结构专业第3.1.8条:地下室外墙、独⽴基础及防⽔板基础中的防⽔板等结构构件进⾏承载⼒设计,结构设防⽔位(即抗浮设计⽔位)取最近3-5年的最⾼⽔位(包括上层滞⽔)。
福建省防洪设计暂⾏规定:对于重⼤⼯程按室外地⾯以上500mm⾼度地下室的抗浮设计⽔位;
对于重⼤⼯程,⼀般宜进⾏抗浮设计⽔位的专项论证。
摘⾃朱炳寅《建筑结构设计问答分析》。
浅谈建筑工程地下室抗浮设防水位的确定关键词:地下室抗浮、安全与经济指标、抗浮设防水位。
摘要:随着我国国民经济发展,工程建设规模也逐步增大,地下室工程也不断增多,因地下室抗浮出现的问题也时有发生,把握地下室工程的安全质量与经济指标的统一,建议合理的抗浮设防水位就成为一个重要的指标。
本文根据一些工程项目勘察报告和项目建设实施情况,说明提供建议地下室抗浮设防水位的实例,可供同行在类似工程中借鉴。
1 问题提出随着我国国民经济发展,工程建设规模逐步增大,地下室工程不断增多,地下室出现上浮的工程问题时有发生。
发生的主要原因之一是:施工期间或作用期间实际水位高于抗浮设防水位。
为了保证安全,实际工程中很多勘察报告及设计文件又将抗浮设防水位取得过高,造成巨大的浪费。
如何提供合理的抗浮设防水位,做到技术安全与经济可行的统一,是勘察工作、设计工作的一项重要的内容。
对于建筑工程地下室抗浮,国家颁布了行业标准《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019,各地区也有相关标准或规程,这是提供抗浮地下水位的标准和依据。
但实际工作中尚应具体问题具体分析。
2 场地资料收集与分析提供抗浮设防水位时,首先根据场地地层岩性,确定地下水的类型是重力水还是结合水,若是结合水,则不会对地下室产生浮力,若是重力水,则对地下室产生浮力;再根据地下水的赋存条件(承压水、潜水或滞水)及勘察时期的水位高程、场地周边地形及排水条件,确定场地属于地表水抗浮还是地下水抗浮,还是二者结合。
当基底下土层为砂卵石等强透水层,则主要考虑地下潜水位引起的抗浮问题;当基底土层为粘性土等隔水层或弱透水层,则不需考虑地下水浮力对工程的影响,但需要考虑地表水下渗引起的抗浮问题。
3 针对地下水抗浮设防水位的确定当考虑地下水浮力时,则考虑勘察期间是平水期或丰水期、观测及对周边到的场地水位高程、设计基准周期内可能的变幅来确定抗浮设防水位。
设计基准周期内可能的变幅则根据场地地形地貌、土层隔水透水情况、地下水补给条件以及长期观测资料综合确定。
抗浮水位与设防水位问题一、抗浮水位与设防水位的定义与含义?关于一般所称的“抗浮水位”与“设防水位”,很困惑。
发帖请教网友,想弄明白我们平常所称的“抗浮水位”与“设防水位”的定义或含义。
1.《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001) 4.1.13条:工程需要时,详细勘察应论证地基土和地下水在建筑施工和使用期间可能产生的变化及其对工程和环境的影响,提出防治方案、防水设计水位和抗浮设计水位的建议。
但规范并未对“防水设计水位”和“抗浮设计水位”给予定义。
2.《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)只提了"抗浮设防水位”,规范定义为:地下室抗浮评价计算所需的、保证抗浮设防安全和经济合理的场地地下水水位。
对照规范,是否可以理解为:抗浮水位,即为岩土勘察规范所指的“抗浮设计水位”或高层规范所指的“抗浮设防水位”?设防水位,即为岩土勘察规范所指的“防水设计水位”?二、如何理解“抗浮水位”和“设防水位”?个人理解为:“抗浮水位”为地下水对地下室底板作用的地下水水位,地下水为向上作用;“设防水位”为地下水对地下室侧墙作用的水位,地下水为水平作用。
三、在无水粘性土中“抗浮水位”和“设防水位”的区别?个人认为,一般,地下室外面的回填材料都不会太密实,从而暴雨时将在回填土中形成积水,由此可看成在地下室周边存在积水槽。
1)当地下室底部无渗透性垫层时,可以不考虑地下室周边的水槽积水向地下室底部的渗透,从而不会对地下室底板形成水压。
因此,此种情况下,可不考虑抗浮水位,而侧向渗透水位(“设防水位”)在南方可按设计地坪考虑。
2)当地下室底部有渗透性垫层时,需考虑地下室周边的水槽积水向地下室底部的渗透,从而将对地下室底板形成水压。
因此,此种情况下,抗浮水位与设防水位相同,在南方可按设计地坪考虑。
上述对“抗浮水位”和“设防水位”的理解是否正确?请网友指教。
谢谢!非常感谢您推荐的文章。
我看了一下文章,文章谈的实际上是“抗浮设计水位”,实际上是对多含水层系统中某点地下水水位的计算问题,这属水文地质学中复杂的越流课题。
如何确定地下结构抗浮设防水位现如今,我国城市化进程不断加快,建筑行业迅速发展起来,地下室的多高层建筑、纯地下车库等建设数量日益增加,通过分析场地抗浮设防水位与结构抗浮设防水位的差异,考查影响抗浮设防水位确定的各种因素,提出合理地确定地下结构的结构抗浮设防水位的方法和相应的技术控制措施。
说明合理地确定结构抗浮设防水位既能保证地下结构安全,又能产生巨大的经济效益。
标签:地下结构;抗浮设计;防水引言随着中国城市建设的高速发展,建筑不仅向天空发展,而且向地下掘进,很多高层建筑基础埋深超过15m,甚至达到30m以上,加上建筑体型常常较复杂,建筑结构下部有时存在裙房和“广场式建筑”的纯地下室部分。
抗浮设防水位与场地所在地貌单元、地层结构、地下水类型、各层地下水水位及变化幅度和地下水补给、径流、排泄条件等因素有关。
在地下室外墙承载力验算和抗浮设计中,正确确定抗浮设防水位不仅关系着建筑结构的安全,而且对工程的造价、施工工期、施工难度都有较大影响,是工程建设中的一个重点及难点问题。
1地下结构抗浮评价(1)当地下室的基础地板低于地下水水位时,此时,要全面、客观的分析地下结构所处区域的地层、地貌、地下水类型、地下水的水位变化情况等。
同时,还要考虑到建筑物的上部荷载情况,还要结合地下结构的埋深度,提出切实可行的对策。
(2)由于地下结构所处区域的地下水类型不同,因此,要考虑地下水是属于潜水,还是承压水。
随着一年四季的变化,地下水也会发生变化,所以,要客观、准确的评价抗浮设防水位。
(3)如遇到建筑工程要设置抗浮锚杆时,提供计算参数是不可缺少的,其中要知道砂浆与岩石之间的黏结强度特征值、抗拔系数等。
2地下结构抗浮设防水位的确定(1)抗浮设防水位一般取地下结构自施工期间至全使用寿命周期间可能遇见的最高水位。
当有地下水长期观测资料时,可根据历史上最高水位来推定今后使用期间的地下水最高水位。
当没有地下水长期观测资料时,但是对不同地貌单元地下水有季节变化幅度经验数据时,可按“勘察期间实测地下水位+地下水季节变化幅度+意外补给可能带来的地下水升高值”,来预测地下水抗浮设防水位。
这是高大钊教授对抗浮水位、防水水位和设防水位的说明:1. 抗浮水位、防水水位和设防水位这三个术语的意义有些不同,抗浮水位是指抗浮设计时控制浮力的水位,防水水位是地下水防水设计时控制设计的水位,这两者的出发点不同,对同一个场地而言,有些情况下水位是相同的,但有些情况可能不相同。
2. 设防水位的含义应该更具有严格的内涵,例如抗浮水位与抗浮设防水位都是提供抗浮设计用的,但严格程度不同,抗浮设防水位应该包含有多少年一遇的水位的内涵,或者讲超越概率是多少,如果没有历史资料可以作概率分析,这个水位没有多少年一遇的内涵,则只能通称为抗浮水位而不能说是抗浮设防水位。
对防水水位和防水设防水位的区别,也是这个意思。
3. 由于分析设防水位的超越概率需要长期观测的地下水历史资料,对于没有建立长期观测地下水位站网的城市和地区,最好不要轻易谈设防水位,只凭勘察时观测的地下水位是得不到设防水位的。
防水水位与抗浮设防水位在《规程》8.2“天然地基评价”7款中要求:对地下室防水和抗浮进行评价。
由此可知地下室的防水和抗浮是两回事,即两种概念。
前者是为防止地下水对地下室的使用功能产生危害(如渗漏、腐蚀等作用)而采取的防水措施;后者是为防止地下水的浮力对基础的作用而危害地下室和整个建筑物安全的抗浮起而采取的措施。
从地下水位来说,地下室的防水水位和地下室的抗浮设防水位也不是一回事。
这里不谈防水水位,仅对抗浮设防水位谈谈看法与体会。
2 在多层地下水情况下各层地下水具有各自的水位和最高水位《规程》第8.6.2条第1款规定:当有长期水位观测资料时,场地抗浮设防水位可采用实测最高水位;无长期水位观测资料或资料缺乏时,按勘察期间实测最高稳定水位并结合场地地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定。
《规程》第5.0.4条又规定: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。
从上述两条规定可以体会到在多层地下水条件下,各层地下水具有各自的独立水位和最高水位。