【设计经验】建筑工程地下室抗浮问题的思考

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建筑工程施工阶段地下室抗浮问题分析

建筑工程施工阶段地下室抗浮问题分析

建筑工程施工阶段地下室抗浮问题分析摘要:因为高层建筑可以容下更多住户,减轻城市建设用地难题,近些年高层建筑的总数不断增长。

但是由于高层建筑整体相对高度比较高,构造较为复杂,必须做好科学的设计工作中,尤其是在地下室设计中,必须选用科学的抗浮设计技术性,确立抗浮设计关键点。

并依据建设工程具体情况,精确把握地下室抗浮设计常见问题,有效提升地下室整体品质,充分发挥地下室的具体功效。

同时还可以推动高层建筑整体品质的提升。

关键词:建筑工程;施工阶段;地下室抗浮;问题1地下室抗浮设计概述地下室抗浮设计是依据地下水明确高层建筑抗浮性设计过程。

地下室抗浮设计有益于高层建筑重量均衡,可以均衡地下室的承载力,使地下室结构更为平稳,提升高层建筑的结构稳定性。

依据结构设计理念与有关工作经验,地下室抗浮设计一般可分成总体抗浮设计和部分抗浮设计。

在地下室抗浮设计过程中,地底浮力是最关键的要素。

在浮力计算的前提下,对地下室的结构和抗浮作用进行改善,以确保地下室抗浮设计策略的合理性。

2施工过程中的常见做法及其对抗浮的影响2.1砖胎模对抗浮的影响在地下室施工中,楼板梁、承台、集水井、电梯井等楼板结构的模板多采用砖砌体。

但砌块模板施工时,应增加基坑开挖面,并在承台施工后回填周围土方,回填时应采用空土。

地下室底板完成后,这些部位成为渠道的改进措施:地下室承台、地梁采用坡式设计,浇筑混凝土垫层,减少渗水渠道;地下室周围底板下土方回填压实成粘土层;为减少地下原状土的开挖和填筑,采用套管法修建了一些深基坑。

2.2地下水位取值在多层建筑地下室抗浮结构设计流程中,一定要进行地下水位精确测量,依据以往测量资料明确地下水位的实际值,并结合实际情况来计算,以提升抗浮定制的合理性。

最先,当地下水位高过地下室基础底板时,应依据工程项目区地貌结构、地下水类型及地下水位变化状况,对底版能承受的承载力开展校对测算,保证基础底板强度承载力超过地表水所产生的水的浮力。

【结构设计】建筑地下室抗浮设计问题解惑

【结构设计】建筑地下室抗浮设计问题解惑

建筑地下室抗浮设计问题解惑随着我国改革开放的不断深入,城市用地越来越紧张,城市地下空间的开发和利用日益得到政府部门的重视,许多城市利用广场、绿地等建设地下工程,但是建设地下工程,都受到着地下水的浮力作用,如地下铁道和隧道、地下商场、地下人行通道等地下工程都受到地下水浮力的作用,导致建筑底板破坏、梁柱节点处开裂及底板的破坏等.因此,工程的抗浮设计是否正确合理,直接关系到工程的安全可靠和工程造价,应引起设计者的高度重视.1存在的问题地下建筑的层数一般不高,但是建筑面积非常大,导致地下室处在地下水的浮力作用下,不能用自身重量来平衡这种浮力,导致地下建筑的顶板受到巨大力的作用,对于层数在3层以下或底板埋深>7m的地下室来说,永久抗浮安全度往往不够,导致地下室整体或局部上浮的工程事故时有发生,给国家和人民带来了极大的损失,随着地下空间的逐步利用,人们总结了出现这种问题的原因:1)没有考虑到地下水浮力的作用或没有对水浮力作用机理有足够的认识,导致在建设地下工程时没有做抗浮验算;2)没有做好施工现场的地下水勘察工作,导致抗浮设计中地下水水位的取值不当,没有考虑到极端天气下出现的最高水位;3)设计人员忽视了抗浮计算中的一些因素,导致抗浮措施不当;4)施工单位在地下工程建设过程中对于抗浮措施没有引起足够的重视.2地下工程抗浮措施的选择下水浮力的作用机理,可以采取配重法来平衡水浮力,这种方法简单有效,主要可以通过增加自身的重量来抵御水的浮力;工程上也采用设置抗浮桩的方法解决抗浮问题,其原理和配重法一样,只不过设置抗浮桩是利用桩侧面和土体的阻力来平衡浮力的.对于配重法,适用范围广,可以将增加的重量设置在底板上,通过抗浮计算得到需要配置的重量,然后再底板上设置回填层,用土、砂、石等密度大的材料进行回填,利用回填物的重量来增加地下工程的总体重量,达到抗浮的目的.有时可以利用底板外挑部分回填一部分配重,达到增加自身重量的目的;对于底板为板柱或梁板结构,可以利用底板柱帽或梁至地坪之间的空间设置回填土,这种方法可以解决地下工程抗浮问题,还可以作为底板的防水处理.综上,配重法作为一种简单可行的方法,不受地理条件、施工环境的影响,不但可以降低造价,还可以解决抗浮问题,常常作为基本方法予以采用.采用抗浮桩进行抗浮设计,主要是利用抗浮桩侧面与土体的摩擦来抵消地下水浮力的,抗浮桩的效果与桩长、桩径、桩型以及周围的地质条件都有很大的关系,因为制造抗浮桩的造价高,所以一般使用在柱、墙下等抗浮面积较大、受环境条件、施工条件影响大的地方.抗浮锚杆是利用锚杆与砂浆组成一个锚固体,保证锚固体和岩土层的结合力,可以提高地下建筑的抗浮能力.抗浮锚杆具有造价低、施工方便、受力合理等优点,广泛的用于地下空间抗浮施工.在实际施工中,施工人员要根据地下工程的结构形式、地质条件、浮力大小、施工条件和工期要求等因素确定采用何种抗浮措施.3地下工程的抗浮设计3.1设计流程对于地下工程抗浮设计总原则,应该满足下式要求:式中:W为地下建筑自重及其上作用的永久荷载标准值的总和;F为地下水浮力.当地下建筑自重及地面上作用永久荷载标准值的总和不满足(1)式要求时,应进行地下建筑抗浮设计.在具体设计时当建筑物的地面上结构外边线与地下建筑外边线基本重叠时,地下建筑的抗浮设计按以下原则进行:1)当结构重量大于地下水的浮力且满足(1)式时,不必考虑地下水对地下建筑整体浮力作用,但应在设计中提出施工中必须采取隔水或降水措施降低地下水位;2)当结构重量小于地下水浮力时,地下建筑肯定要设置永久性抗浮构件或采取其他有效措施以平衡地下水对整体结构的浮力;3)上述两种情况还必须考虑地下水浮力对地下建筑底板的反向作用,保证地下建筑底板构件在地下水反向作用下应具有足够的强度和刚度,并满足构件的上拱抗裂要求.3.2水浮力计算一般情况下,水浮力可以由岩土工程勘察报告提供的用于计算地下水浮力的设计水位,根据阿基米德定律依照公式:(2)其中,V0为水浮力;F3为地下建筑重力;F4为覆土重力;A为承重地下水浮力作用的竖向受力单元的地下室柱网面积;F1为桩柱重力;F2为承台重力;F5为±0.000以上主体垂直荷载.若计算结果v>0,则应采取抗浮措施.在浮力计算过程中要注意:当地下建筑面积与上部主体结构面积相同时,可简单比较地下建筑水浮力与建筑总荷载的关系,来判断是否可能发生上浮;当地下建筑面积大于上不主体建筑±0.000层面积时,或按裙房楼层比较浮力与建筑总荷载,浮力大于建筑总荷载时,应以竖向受力构件为单元分析浮力的平衡状态.3.3抗浮设计当计算所得的浮力V>0时,应采取抗浮措施,在选择抗浮措施时,要做到经济合理,首先要分析工程地质和水文地质条件,并分别区别施工阶段和竣工后使用阶段的不同情况.1)施工阶段的抗浮措施.地下建筑物若处于透水系数比较大的粉质粘土、粉土、砂土中,由于正值施工期间,地下建筑的顶板和覆土尚未完成,此时底板和外墙已施工完成.在地下水的作用下,形成了水浮力,当浮力不大时,可以利用排水明沟、集水井进行排水,以减少水浮力;当土质的渗透系数大,应在地下建筑底板中设置后浇带,利用板下的垫石作为倒滤层,排除水后,直到地下建筑底板的水排干净后,浇筑后浇带的混凝土;2)永久性抗浮措施.在上面提到利用配重法、抗浮桩法、抗浮锚杆等来平衡地下水浮力,工程中常用的永久性抗浮措施:抗浮锚杆,由于粘质粉土、硬塑状粘土或风化基岩适宜钻孔注浆,若地下建筑底板下是这些土层,可以利用注浆锚杆法.抗浮锚杆具有良好的底层适应性,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,有利于建筑构件的应力与变形协调,降低结构造价,在许多条件下,优于配重法和抗浮桩法.4地下建筑上浮后处理措施当发生地下建筑上浮后,应尽快采取措施增加配重和降低地下水水位,以减小水浮力,再检查地下建筑上浮是否造成建筑结构的破坏,破坏过程是否可以修复.常用的几种地下建筑上浮处理方法:1)加载.设法迅速增加地下建筑的重量,以克服水浮力及地下建筑侧墙与土体之间的摩擦力,使卡在土层中的地下建筑沉回原位;2)抽水.可以在现场重新启动原有的抽水井或另行打设抽水井以降低水压;3)解压.在地下室底板上钻孔,以宣泄地下水,此外如果地下建筑外侧有足够的场地,可以考虑将周边塌方部分挖除,可以使地下建筑较易于下沉.5结论地下室的抗浮设计是结构设计中的一个重要组成部分.设计人员应根据地下工程具体情况进行认真分析,正确计算水浮力与抗浮力,处理好工程整体抗浮与局部抗浮的关系,选择合理的抗浮措施,既保证地下工程的安全,又节省投资.。

地下室抗浮设计中的几个问题讨论

地下室抗浮设计中的几个问题讨论

地下室抗浮设计中的几个问题讨论近几年来,有不少地下室因地下水的作用而造成工程事故,如某医院两层独立地下车库,在施工过程中,出现整体上浮,最大上浮高度达1.42m;又如,某体育中心游泳馆,地下室上浮造成上部结构梁、板、柱产生大量裂缝;再如,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……诸如此类问题时有发生,造成了财产的损失。

本文对产生这些事故的原因归纳总结成以下四个方面,与同行们共同讨论:一、抗浮设计中基本概念在多个地下室因水浮力作用而引发的工程亊故中,我们发现有些设计人员对地下水的作用认识不足,抗浮设计的基本概念不够清晰,常见的有下列几种情况:1)重视地下室的梁、板、柱、墙的结构构件设计,忽视整体抗浮验算分析,忽视施工的抗浮措施,总认为具有上万吨自重的地下室怎么会浮起来呢2)地下室底板裂缝、漏水,甚至成为地下游泳池,把某些实质上是因为地下水的作用远大于设计荷载而造的工程事故,错判为温度应力作用、砼施工质量问题等。

3)对于基底为不透水土层的地基(基岩、坚硬粘土),深基坑支护又采用了止水帷幕或桩、锚、喷射混凝土联合支护,忽视水的浮力。

试想万吨级以上大船能在江、河、海中航行,可见水的作用力之大。

地下室就像一条“船”,地下室底板和侧墙形成一个密闭的船身,它的水浮力有多少呢,是它浸泡在水中的体积乘以水容重,若一个50×100m的地下室,抗浮水位为5m,它的浮力为25000吨,可见水浮力之大。

地下室的抗浮设计就是要使这个船既不上浮,船身又不破坏,因此,地下室的抗浮设计应进行整体抗浮和局部抗浮验算。

为防止地下室整体上浮我们通常采用两类做法,一类为“压”,一类为“拉”。

当采用“压”的做法时,利用建筑的自重(包括结构及建筑装修、上部覆土等,不含楼面活荷载)平衡地下室水的总浮力,当不能平衡时,必须增加“拉”的做法,即采用桩或锚杆等来抵抗地下水的浮力。

无论是“压”还是“拉”的做法,都必须进行整体抗浮验算,保证抗浮力(压重+抗拉力)大于水的总浮力,即。

建筑地下室抗浮设计若干问题探讨

建筑地下室抗浮设计若干问题探讨

建筑地下室抗浮设计若干问题探讨摘要:根据地勘资料确定地下室抗浮水位标高,之后在将整体和局部的稳定情况进行计算,如果稳定性不满足规范要求,就要按照实际的工程情况选择较为合理的抗浮对策。

在施工过程中要根据设计图纸的要求将地下室的水位高度进行阶段性的控制,并且将地下室抗浮问题进行了深入的探讨,以供参考关键词:建筑;地下室;抗浮设计;问题探讨前言:在进行建筑地下室的抗浮设计时,会涉及到很多的问题,其中至关重要的就是确定抗浮水位标高、抗浮的结构设计。

抗浮的水位高度和结构设计的经济性是分不开的。

确定抗浮水位的高度一般是比较复杂的,一方面要对现场地下水的情况进行详细的了解,另一方面要对未来在结构设计应用年限内的地下水变化趋势进行判定。

因为建筑地下室上部分质量的结构情况不一样,在发生水浮力的情况时会出现整体无法进行抗浮和局部无法进行抗浮等情况。

在进行抗浮的设计时,要将工程当中的实际情况结合到一起,将控制性的失效方式进行相应的选择,并且将其进行抗浮的验算,这是所有工程师都会遇到的重要问题。

抗浮的设计规范没有将水浮力的分项系数进行统一的规定,在进行结构的设计时没有依据进行参照。

下文是结合多年的工程经验提出的设计建议,希望能够给予同行业人员相应的参考价值。

1抗浮水位的确定抗浮水位一般都是地勘单位来确定的,普遍情况下,地勘单位会将实地的条件和历史的记载相结合在将水位的数值提供出来。

如果工程当中出现了抗浮的问题时,大多时候是建议住户去咨询专门的抗浮设防水文,并且针对抗浮防水的位置进行深入的研究。

会使地下室的抗浮设防水位受到影响的有几方面:一,现有的场地地下水位的类别和具体的分布情况,比较普遍的地下水的种类包括上层滞水、潜水和承压水三种类型的水位,上层滞水的主要来源就是通过大气层进行降水,其排泄的方法就是通过地表进行蒸发。

潜水和承压水的来源是通过径流或者是大气层的降水,主要的排泄方法是通过人工的开采;二,地下水的结构和种类不同,那么它的结构设计和应用年限也不一样。

浅析地下室抗浮设计(全文)

浅析地下室抗浮设计(全文)

浅析地下室抗浮设计(全文)【范本1】:地下室抗浮设计浅析一.引言地下室抗浮设计是建造地下室的重要环节,合理的抗浮设计可以有效地防止地下室因地下水压力过大而浮起的情况发生,保证地下室的安全运行。

本文将从地下室的抗浮设计原理、设计方法以及设计注意事项三个方面进行分析。

二.地下室抗浮设计原理1. 地下室抗浮设计的概念地下室抗浮设计是指在地下室施工过程中,通过有效的措施来防止地下水对地下室构筑物产生的浮力。

2. 影响地下室抗浮设计的因素地下室抗浮设计的主要影响因素包括地下水位、地下水压力、地下室的结构形式和施工工艺等。

3. 抗浮设计的原理抗浮设计的原理是通过增加地下室的自重和增加地下室与地面之间的摩擦力,从而减小地下室受到的浮力。

三.地下室抗浮设计方法1. 重力平衡法重力平衡法是通过增加地下室的自重来抵消地下水的浮力,常用的方法包括增加地下室的重力物体和加重土体。

2. 摩擦平衡法摩擦平衡法是通过增加地下室与地面之间的摩擦力来抵抗地下水的浮力,常用的方法包括增加地下室的横向摩擦力和增加地下室底板的横向摩擦力。

四.地下室抗浮设计注意事项1. 合理选取设计参数地下室抗浮设计需要根据具体工程的情况来选取合理的设计参数,包括地下室的自重、底板的厚度和材料强度等。

2. 确保设计的可行性地下室抗浮设计需要进行合理的计算和模拟,确保设计的可行性和有效性。

3. 严格执行设计要求地下室抗浮设计需要严格按照设计要求进行施工,确保施工质量。

附件:1. 地下室抗浮设计计算表格2. 地下室抗浮设计施工图纸法律名词及注释:1. 地下水位:指在地下岩石或土壤中的自由水面的高度。

2. 地下水压力:地下水对地下室构筑物施加的压力。

3. 自重:地下室本身的重力。

4. 摩擦力:两个物体接触面之间相互抵抗相对运动的力。

【范本2】:地下室抗浮设计浅析一.背景介绍近年来,地下室的建设越来越普及,但同时也面临着地下水位较高导致地下室抗浮不足的问题。

本文旨在深入探讨地下室抗浮设计的原理、方法和注意事项,以期为相关工程提供参考依据。

建筑工程施工阶段地下室抗浮问题分析

建筑工程施工阶段地下室抗浮问题分析

建筑工程施工阶段地下室抗浮问题分析510000摘要:随着城市化进程的加快,在城市建设中地下空间得到了充分利用,而地下室的抗浮问题也愈发引起人们的注意。

在建筑工程施工过程中,地下室抗浮问题是一个十分常见的问题,解决此类问题对于保障建筑安全具有关键的意义。

关键词:建筑工程;施工阶段;地下室;抗浮问题;分析地下室抗浮问题是指地下室在施工过程中出现上浮或下沉的现象。

一般地,当地下室所在地基土壤的承载能力不足以承受地下室的自重、活荷载、地下水涌入引起的水压等因素时,就可能会出现抗浮问题。

地下室抗浮问题的特点是严重危害建筑物的安全性和稳定性,一旦发生抗浮,地下室的整体承载能力将遭到极大的破坏,同时也会引起其他建筑物的不稳定。

因此,在地下室施工过程中,抗浮问题更需要引起足够的重视。

1.地下室抗浮问题的主要原因分析地下室抗浮问题是指地下室结构在围护结构受到液体的浸泡压力作用下,由于地下水位的上升或土体对地下水的渗透性增大,导致结构受到的上浮力作用引起的问题。

地下室是建筑工程中重要的组成部分,它的建造不仅涉及工程造价控制、施工周期等问题,还直接关系到建筑物整体的使用功能和安全性。

地下室抗浮问题是由多种因素引起的,主要原因包括以下几个方面。

首先,地下水位上升是导致地下室抗浮问题的主要原因之一。

由于地下水不断往下渗透,当渗透到一定程度时,地下水位便会上升。

而地下室结构一般是深埋于地下,如果地下水位上升超过了地下室的结构高度,就会对结构产生上浮力的影响,从而出现抗浮问题。

其次,在一些地区,土体的渗透性比较强,这也容易引起地下室抗浮问题。

由于土体的渗透性增大,地下水就会通过土体密度不大的区域大量渗漏,在地下室结构内产生高的水压。

当这种水压持续时间长且压力大的时候,就会对结构产生上浮力,从而引起抗浮问题的发生。

其三,设计不合理也是引起地下室抗浮问题发生的重要原因。

在设计地下室结构时,如果考虑不周或者存在一些错误的假设,就容易导致地下室抗浮问题。

浅析房屋建筑地下室结构抗浮设计

浅析房屋建筑地下室结构抗浮设计

浅析房屋建筑地下室结构抗浮设计随着城市化的发展,城市中土地资源日益紧张,建筑面积有限,为了更好地利用土地资源,很多建筑物都开始设计建造地下室。

地下室在建筑中可以起到多种作用,如存储、娱乐、办公等。

但是在建造地下室时,抗浮设计是非常重要的,如果不注意抗浮设计,地下室易发生坍塌事故,对建筑带来巨大的影响。

本文将从地下室抗浮设计的角度来探讨房屋建筑地下室结构的设计与实现。

1. 抗浮设计的重要性首先,我们需要了解什么是抗浮设计。

建筑结构一般建立在地面之上,但是地下室却建造在地下,底部容易遭受地下水、降雨等因素的影响,并产生浮力的作用。

这就需要在设计中要考虑受力特点,设计结构的抗浮能力。

抗浮设计的重要性不容忽视。

一方面,当地下室周围水分含量较高时,浮力将对整个结构产生极大的影响,会产生严重的安全隐患。

另一方面,抗浮设计也是节约资源、提高建筑品质的重要手段。

在保证建筑安全的前提下,合理利用建筑的抗浮能力,可以增加建筑物的使用寿命,减轻维护成本。

2. 抗浮设计的典型实现方式接下来,我们将介绍抗浮设计的典型实现方式。

(1)基础设计地下室加固的关键在于基础设计。

在基础设计时,需要考虑地下水位所处深度、季节变化、降雨量等因素,设计地下室基础的尺寸、形状和结构。

一般情况下,地下室基础应该保证深度足够,尺寸足够,强度足够。

(2)地下室防水处理与抗浮设计紧密相关的是地下室的防水处理。

地下室的地基改良、基础设计、基础外侧防水层以及区域排水系统构成了地下室防水系统的完整设计,防水系统的设计需要充分考虑地下水位变化的影响,采取合理的排水措施。

(3)地下室加固设计针对地下室加固,设计者可以采取灰云石、B800等高强度混凝土、加固钢材等多种加固方案。

通过加固,可以增加地下室本身的质量、提高抗浮力度,从而有效的确保建筑结构的安全。

3. 总结抗浮设计是地下室结构设计中非常重要的一环,需要在设计过程中重视。

通过地下室基础设计、地下室防水处理和地下室加固设计等多种手段来提高建筑物的抗浮能力,能够确保地下室的结构稳定性,防止危险发生,减轻建筑物的维修成本。

高层建筑地下室抗浮设计常见问题与对策

高层建筑地下室抗浮设计常见问题与对策

高层建筑地下室抗浮设计常见问题与对策摘要:因为高层建筑可以容纳更多的居住人员,能够缓解城市建设用地紧张的问题,所以近年来高层建筑数量不断增加。

但是因为高层建筑整体高度较高,且结构较为复杂,必须做好科学的设计工作,特别是在地下室的设计工作中,需要采用科学的抗浮设计技术,明确抗浮设计的关键要点,并依据建筑工程实际情况,准确掌握地下室抗浮设计的注意事项,从而能够有效提高地下室整体质量,发挥出地下室的实际作用,进而能够促进高层建筑整体质量提升。

关键词:高层建筑;地下室抗浮设计;常见问题与对策引言地下空间使用越多,在结构安全和施工成本方面,防洪建筑物设计的重要性就越大,目前浮动结构的抗力方法往往被用作被动抗浮结构的抗力方法,由于设计单位过度依赖于提供地质单位的设计图层,因此对浮式方法的阻力有很大影响,而浮式构造图层的抗滑值过高会大大增加构造的成本,因此实际的风暴层可能比浮式设计中的图层高得多,从而导致地下室结构的事故,对高层建筑地下室结构的安全隐患,本文分析了高层建筑地下室抗浮设计中常见的问题及应对措施,仅供参考。

一、结构抗浮设计的基本概念结构抗浮设计包括结构抗浮稳定设计和结构底板在水浮力作用下的强度设计。

结构抗浮稳定问题为结构整体或局部在水浮力作用下因不能保持原来位置而发生的结构整体或局部上浮,这种上浮运动有可能是整体的刚体运动,也可能是因为结构某部分的上浮运动受到约束而使结构体产生较大的变形破坏;结构底板在水浮力作用下的强度问题仅仅是基础底板在净水浮力下的强度破坏,与恒活载作用下的强度破坏形式没有区别。

两类问题的主因相同,都是水浮力的作用,与地下水位的高低有密切的关系。

一般来说,存在抗浮稳定问题的工程,必然存在基础底板在水浮力作用下的强度问题。

但存在水浮力作用下基础底板强度问题的工程,不一定存在抗浮稳定问题,关键在于抗浮设防水位的高低。

(1)当抗浮设防水位低于基础底板,此时既不存在结构底板在水浮力下的强度问题,也不存在结构的抗浮稳定问题。

地下室抗浮问题的原因分析和应对措施

地下室抗浮问题的原因分析和应对措施

地下室抗浮问题的原因分析和应对措施提要:本文针对地下室抗浮问题提出一些看法和应对措施,以防止屋子里浮升、结构破坏、底板裂缝、漏水等事故的暴发。

问题的提出当今城乡建筑大量兴建,因人防、地下停车场、机器设备用房的需要有,配套的地下室随处都有,少则一层多则好几层,随之会带来了许多问题,其中地下室的抗浮是一个大问题。

常言道:“土好挡水难防”,可见水对地下室结构性问题的诸多矛盾严重性。

地下水有它的隐蔽性,往往被当代人所忽视,无不明确充分估计它所带来严重后果,给日后留下严重的后遗症,其危害极大,我们可以通过工程实例来说明抗浮设计的重要性。

工程实例A工程:地面以上建有多幢小座落在高层建筑,地下一层连成一片,地下室顶板面大部分为空旷绿化带,没有较大的压重。

正当施工顶板面层又未堆土之时却遇到连续大雨未过二天地下室地面有明显隆起,最大处外缘有三十余公分,呈明显的倒锅底形(见图一),且底板出现很多通长裂缝,部分柱子上、下端开裂,钢筋裸露。

对照图纸,地下室隆起和裂缝处均在小高层楼房之间的纯地下室范围。

上面有楼房的地下室底板却无任何问题。

经了解,设计抗浮水位是根据勘察报告提的指定水位,约低于地面2米,计算书从纯理论上看有根有据也无大错。

再了解施工情况,底板下垫层为石子灌砂再做一点简易的找平层,侧墙外周围的建筑拉圾土快速推填,这些给后期留下了隐患。

经现场底板钻孔,立刻有水喷射出来,形成几米高的水柱,这现象证明地下室底板下有水压,可想大雨想着内涝期间水压更高。

后来在地下室四周挖坑抽水,室内小孔水柱极限值才慢慢下降。

查看地质资料:该场地有很厚的淤泥层,透水系数也很小,本可当做不透水层,但底板下却有强大压力还是造成了上述事故。

图一地下室横剖面起拱示意图B工程:地下二层,柱网9米×9米,底板底深约10米,底板厚500,上下配Φ16@200双向。

地面以上可分东、西二区,东区地上一层,西区地上五层。

在前半期施工后期清扫西区地下室底板时发现有明显裂缝,并从裂缝中有水渗涌,要不断抽水。

地下室抗浮设计的探讨与思考

地下室抗浮设计的探讨与思考

3.总结
六、关于抗拔桩的裂缝控制标准和计算方法讨论
挖孔桩桩身大样
依据《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008
二a环境类别是指“室内潮湿环境;非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无 侵蚀性的水或土壤直接接触的环境”。
根据上述规定可以推断:处于稳定水位以下与无侵蚀性的水或土壤接触的桩 可以按0.3mm裂缝控制。
抗拔桩裂缝宽度的计算方法
《砼规》8.1.2条规定“计算裂缝宽度时应按荷载效应 的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度”, 且条文说明中指出“考虑了短期裂缝宽度的扩大系 数” 。
因此,个人认为:计算抗拔桩的桩身裂缝宽度时,不 能采用最高水头,而应采用“正常使用时的地下水位 (而不是某一两次下暴雨后的水位)”。当然这个正 常使用的时的水位不容易确定,但显然这个水位比最 高水位要低一些。采用最高水位进行抗拔桩裂缝宽度 验算是不合理和不经济的。
与按最高水头按承载力计算并考虑钢筋腐蚀影响所得的钢筋一致。
按N=5000KN进行 轴心受拉构件承载
力设计
按N=5000KN进 行轴心受拉构件 0.2mm裂缝宽度
验算
按N=5000KN进行 轴心受拉构件
0.3mm裂缝宽度验 算
按N=4000KN进行轴 心受拉构件0.3mm裂
缝宽度验算
需要34根25mm;
行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》 8.6.5条规定“地下水在稳定水位作用下所 受的浮力应按静水压力计算,对临时高水位 作用下所受的浮力,在粘性土地基中可以根 据经验适当折减”。 其条文说明指出“即使地下室底板直接和基 岩接触的情况,由于基岩总是总在节理和裂 隙等,且混凝土与基岩接触面也存在微裂隙, 静水压力也不宜折减”。
行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》8.6.2条规 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;当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”。 其条文说明中指出“我国南方滨海和滨江地区,经 常发生街道浸水现象,抗浮设防水位可取室外地坪 标高”。

地下室抗浮设计中的常见问题及措施

地下室抗浮设计中的常见问题及措施

地下室抗浮设计中的常见问题及措施摘要:本文介绍了抗浮问题的重要性,剖析了抗浮设计中的常见问题,给出了抗浮设计的具体措施,并分析了每种措施的优缺点,对实际工程项目的抗浮设计提供了理论借鉴。

关键词:抗浮结构设计措施分析对于地下室的设计,抗浮问题是一个必须要关注并且非常重要的问题,但现实中,许多地下室因水浮力而导致结构整体上浮或地下室底板局部隆起,造成工程事故和经济损失。

2020年7月南昌市某项目地库,在连续多天降雨之后,出现了地下40多根柱子破坏,地库底板隆起,该工程事故造成严重的社会影响和经济损失。

这也说明抗浮的问题应足够重视,否则一旦出现问题,后果相当严重。

房屋的抗浮问题,就和船航行大海一样,大江、大河和大海上经常航行着万吨级以上大船,可见水的作用力之大。

地下室底板和侧墙形成了一个密闭的空间,就像一条“船”,而它的水浮力就是我们初中时候学的公式,浸泡在水中的体积乘以水容重。

例如,一个100×50m的地下室,水位浸泡高度为5m,它的浮力为25000吨,而一般独立的两层混凝土地下室的结构自重约为15000吨,若不采用相应措施,必然会出现上浮。

地下室的抗浮设计就是要使这个船既不上浮,船身又不被破坏。

因此,地下室的抗浮设计必须进行整体抗浮和局部抗浮验算。

在多个地下室因水浮力作用而引发的工程事故中,发现有些设计人员对地下水的作用认识不足,抗浮设计的基本概念不够清晰,常见的有下列几种情况:1)对于抗浮问题认识不足,想当然认为地下室怎么会浮起来,设计过程中,忽视整体结构的抗浮验算分析,忽视施工中的抗浮措施,只重视结构构件的配筋设计。

2)地下室底板裂缝、漏水,某些实质上是由于地下水的作用力远大于手里构件的设计荷载而造的工程事故,归咎于温度应力作用或砼施工质量。

3)对于基底为不透水土层的地基(基岩、坚硬粘土),深基坑支护又采用了止水帷幕或桩、锚、喷射混凝土联合支护,忽视地表水可能引起的水浮力作用。

为了防止地下室的整体上浮,我们通常采用“压”、“拉”、“压拉结合”的三种方式。

施工期间地下室抗浮问题的探讨与分析(全文)

施工期间地下室抗浮问题的探讨与分析(全文)

施工期间地下室抗浮问题的探讨与分析(全文)范本1:施工期间地下室抗浮问题的探讨与分析一、引言地下室抗浮是在施工期间常见的问题之一,因此对于地下室抗浮问题进行探讨与分析具有重要的意义。

本文将从抗浮问题的概念入手,对其成因、影响因素以及解决方法进行详细阐述。

二、抗浮问题的概念抗浮问题是指在地下室施工期间,由于土壤中的水分流失与周边土壤的不平衡力导致地下室楼板、墙体产生浮力,甚至可能导致整个地下室的浮动现象。

三、抗浮问题的成因1. 土壤水分流失:施工期间,地下室周边土壤水分的流失会导致土壤的干燥和收缩,进而增加地下室结构的浮力。

2. 土壤的不平衡力:当地下室施工过程中,周边土壤存在不平衡力,会使地下室产生浮力。

四、影响因素的分析1. 土壤类型:不同类型的土壤对地下室抗浮能力具有不同的影响。

2. 地下水位:地下水位的高低会直接影响地下室的浮力大小。

3. 施工材料选择:不同材料的选择会对地下室的抗浮能力产生显著的影响。

五、抗浮问题的解决方法1. 控制土壤水分:通过合理的排水系统,确保地下室周边土壤的水分均衡,减小土壤干燥收缩的可能性。

2. 增加地下室结构重量:通过增加地下室结构的自重,提高整体的抗浮能力。

3. 使用抗浮装置:如地下室抗浮螺栓、钢筋网等,可以有效地增加地下室的抗浮能力。

六、经验案例分析通过分析实际工程项目中的地下室抗浮问题,并总结出解决问题的有效方法,为后续工程提供经验借鉴。

七、结论地下室抗浮问题是一个需要重视的施工期间问题,通过合理的解决方法和经验总结,可以有效地减少抗浮问题对地下室结构安全的影响。

附件:本文涉及的附件包括地下室施工图纸、抗浮技术方案等。

法律名词及注释:1. 抗浮螺栓:专门用于地下室结构防止浮动的螺栓。

2. 土壤干燥收缩:指土壤中水分流失后的收缩现象。

3. 地下室抗浮能力:指地下室结构抵御浮力的能力。

范本2:施工期间地下室抗浮问题的探讨与分析一、前言地下室抗浮问题是在施工期间经常会遇到的问题之一。

地下室抗浮设计的探讨

地下室抗浮设计的探讨

地下室抗浮设计的探讨【摘要】对地下室抗浮设计中的几个问题提出一些看法,供结构设计者参考【关键词】地下室;抗浮水位;抗浮措施;抗浮桩;引言改革开放30年来,随着经济的迅速发展,城市建设的加速,人们对地下室空间的利用要求越来越高,地下室、人防地下室建设数量越来越多,面积也越来越大,因此在结构设计中,如何解决地下室的抗浮问题已经成为一个经常面临的问题,引起工程师的广泛关注。

1 地下室抗浮设计分三种情况1.1 地下室施工完毕后便停止降水,这时即便地上结构层数较多,但因上部结构还没有施工,地下室的自重无法抵抗地下水的浮力,这种情况应对地下室进行施工阶段的抗浮验算,并采用相关的抗浮措施。

1.2 地下水位较高,且地下室埋深较大、地上结构层数较少。

这种情况下,结构的自重无法抵抗地下水的浮力,需对整体结构进行抗浮验算。

1.3 结构本身的自重可以抵抗地下水的浮力,但地下室底板也需进行抗浮设计。

2 地下室抗浮水位的选取目前地质勘查单位提供的岩土工程勘查报告中对地下水水位提供了三个指标:1)拟建场地历史最高水位;2)近3~5年最高水位;3)勘查时的实测静止地下水位。

确定地下室抗浮设防水位时应根据设计规范中确定的原则:防水要求严格的地下室,其设防水位可按历年最高地下水位;对防水要求不严格的地下室其设防水位可参照近3~5年最高水位及勘查时的实测静止地下水位。

3 地下室抗浮验算在抗浮验算中,永久荷载的效应对结构是有利的,因此现行的《建筑结构荷载规范》规定荷载的分项系数小于1.0,也可以按照安全系数法进行验算:s——地下水对地下室浮力的标准值g——结构自身重量及上部永久荷载标准值之合k——抗浮安全系数,可取1.1当g>ks,说明建筑物的自重及覆土自重比受到的水浮力大很多,足以满足抗浮要求而无需抗浮桩,仅需满足竖向抗压承载力就可以了。

当g<ks,说明建筑屋自重较小,必须考虑抗浮要求。

4 地下室抗浮设计的常用方法4.1 自重平衡法,即:采用回填土、石或混凝土等手段,来平衡地下水浮力;4.2 抗力平衡法,即:设置抗拔锚杆或抗拔桩,来消除或部分消除地下水浮力对结构的影响;4.3 浮力消除法,即:采用疏、排水措施,使地下水位保持在预定的标高之下,减小或消除地下水对建筑物的浮力,从而达到建筑物抗浮的目的;采用浮力消除法的相关问题:①地下室底板宜位于弱透水层;②地下室四周及底板下应设置截水盲沟,并在适当位置设置集水井及排水设备;③设置排水盲沟,应具有成熟的地方经验,必要时应进行相关的水工试验。

最新浅谈地下室抗浮设计

最新浅谈地下室抗浮设计

最新浅谈地下室抗浮设计在建筑工程领域,地下室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,地下室的规模和深度日益增大,抗浮问题愈发凸显。

如果抗浮设计不合理,可能会导致地下室上浮、结构破坏等严重后果,给工程带来巨大的安全隐患和经济损失。

地下室上浮的原因主要是地下水浮力超过了地下室结构的自重和抗拔力。

地下水的水位变化是影响浮力大小的关键因素。

在雨季或地下水位上升时,浮力会显著增加。

此外,建筑场地的地质条件、地下室的形状和尺寸、上部结构的荷载分布等也会对抗浮设计产生影响。

在进行地下室抗浮设计时,首先要准确确定地下水的水位。

这需要进行详细的地质勘察和水文地质分析。

勘察报告应提供历史最高水位、常年水位以及可能的极端水位等数据。

设计人员要根据这些数据,并结合工程的重要性、使用年限等因素,合理确定抗浮设防水位。

地下室结构的自重是抵抗浮力的重要因素之一。

在设计时,应充分考虑地下室的顶板、底板、墙板以及内部结构的重量。

对于自重不足的情况,可以通过增加结构厚度、采用较重的建筑材料或设置配重等方式来增加自重。

抗拔桩和抗拔锚杆是常见的抗浮措施。

抗拔桩通常具有较大的抗拔力,适用于浮力较大的情况。

抗拔桩的设计需要考虑桩的类型、直径、长度、桩间距等参数。

抗拔锚杆则施工较为方便,但其抗拔力相对较小,适用于浮力较小的地下室。

在选择抗浮措施时,要综合考虑工程地质条件、施工难度、经济性等因素。

在计算抗浮稳定性时,需要根据规范要求进行严格的验算。

通常采用的方法有“抗浮力与浮力比值法”和“整体稳定性分析法”。

前者较为简单直观,直接比较抗浮力和浮力的大小;后者则考虑了土体的抗剪强度和滑动面的形状,计算结果更为准确。

除了结构设计,施工过程中的降水措施也不容忽视。

在地下室施工期间,应采取有效的降水措施,降低地下水位,确保施工的安全和顺利进行。

但在降水过程中,要注意避免过度降水引起周边地面沉降等问题。

此外,还应考虑地下室在使用期间的维护和监测。

浅谈地下室抗浮设计(二)2024

浅谈地下室抗浮设计(二)2024

浅谈地下室抗浮设计(二)引言概述:地下室抗浮设计是建筑工程中的重要内容之一。

在前一篇文章中,我们已经了解了地下室抗浮设计的基本概念和要素。

在本文中,我们将继续深入探讨地下室抗浮设计,并从五个大点展开讨论。

这五个大点包括抗浮措施的分类、地下室承载力的计算、地下室结构的设计、地下水位的监测和风险评估。

通过对这些要点的详细讨论,我们可以更好地理解地下室抗浮设计的重要性以及实施的技术细节。

正文:一、抗浮措施的分类1. 重力抗浮:利用地下室自身的重力,通过增加地下室的自重或者增加地下室下方的重力,来抵抗浮力的作用。

2. 锚固抗浮:采用钢筋和锚杆等固定装置,将地下室与周围土体或钢筋混凝土桩进行连接,增加地下室的抗浮能力。

3. 地下连续墙抗浮:通过设置地下连续墙,将地下室与地基形成一体化结构,以增加整体的抗浮性能。

二、地下室承载力的计算1. 地基的承载力计算:考虑地基材料的强度和地下水位的影响,通过计算地基的承载力来确定地下室的承载能力。

2. 地下室结构的承载力计算:根据地下室的结构形式和材料特性,采用相关的力学理论和计算方法,计算地下室的承载能力。

三、地下室结构的设计1. 结构形式的选择:根据地下室所处的地质条件和工程要求,选择合适的结构形式,如框架结构、拱形结构等。

2. 结构材料的选择:根据地下室的使用功能和要求,选择合适的结构材料,如钢筋混凝土、钢结构等。

3. 结构参数的确定:根据结构的受力特点和设计要求,确定地下室结构的各项参数,如截面尺寸、墙板厚度等。

四、地下水位的监测1. 地下水位的测量方法:常用的地下水位监测方法包括水位计、孔压计等,可以实时监测地下水位的变化。

2. 地下水位的监测频率:根据地下室所处的地质条件和工程要求,确定地下水位的监测频率,及时发现异常情况。

3. 监测数据的分析和应用:对监测到的地下水位数据进行分析,判断地下室抗浮性能,并根据需要采取相应的调整措施。

五、风险评估1. 抗浮设计的合理性评估:通过对地下室抗浮设计方案的评估,判断其合理性和可行性,以确保地下室的安全性和稳定性。

地下室抗浮设计的一些问题分析和思考

地下室抗浮设计的一些问题分析和思考

地下室抗浮设计的一些问题分析和思考作者:周建树来源:《世界家苑·学术》2017年第06期摘要:工程实践中许多地下室因地下水浮力作用而导致地下室底板隆起、裂缝渗水、结构损伤、质量问题造成工程事故和经济损失。

作者通过结合福州地区的工程实践,对地下室抗浮设计一些常见误区和问题进行归纳总结,与同行进行共同探讨。

关键词:地下室抗浮、抗浮水位、地下水作用力、抗浮设计前言近年来,伴随着城市建筑往地下空间拓展,地下室层数逐渐增多,面积也逐渐加大。

因地下水浮力作用造成地下室底板隆起、裂缝渗水、结构损伤等工程质量问题也越来越多。

本文结合福州地区的工程实践对地下室抗浮设计的一些问题进行探讨。

1抗浮问题的一些误区1.1地下水位变化幅度地下水位变化幅度较小,约lm左右,这是个较为普遍存在问题。

福州地区降雨量充沛(年平均900~2100ram),降雨量受季节性影响明显。

对于地下室范围的浅部地层以及基底基坑侧壁的回填土,一般受地表水和大气降水影响较大,其水位变化幅度往往也较大,因此,当水位变化幅度取值较低时,应慎重考虑。

1.2抗浮设防水位不可能超过历史最高水位历史最高水位只是代表工程建设前数十年的最高水位,而地下室设计应当采用施工期间和投入使用以后数十年的最高水位,随着城市建设路网及地坪标高的不断提高,地下水位可能随之产生一定程度的提高。

这里举个抗浮水位未考虑地坪抬高因素而取值不当的教训:某工程项目,场地位于山前平坦地段,为带1层联体地下室的超高层住宅小区,原地面标高8.50~10.30 m,据调查历史最高水位10.17m,地下室底板垫层标高7.80 m,周边道路(勘察期间道路尚未建设)标高约13.20 m,室外设计地坪标高13.80 m,抗浮水位取值为10.00 m。

该工程和周边道路建成后,遇50年一遇的台风强降雨,地下水位暴涨至12.00 m左右,导致存地下室部分产生了300mm 左右的局部上浮并造成部分梁、板、柱结构的严重损伤。

建筑工程施工阶段地下室抗浮问题分析

建筑工程施工阶段地下室抗浮问题分析

建筑工程施工阶段地下室抗浮问题分析摘要:近年来,地下工程抗浮事故屡有发生。

建筑工程或因抗浮设防水位确定过低,或因施工过程中地下水控制不当,或因基坑肥槽回填密实程度不足引起地表水下渗,或因基础防水板抗力不足,以及防治措施不力等原因导致抗浮失效。

不仅形成了不同程度的质量隐患,同时也造成了财产损失,甚至危及工程安全。

基于此,本文章对建筑工程施工阶段地下室抗浮问题分析进行探讨,以供相关从业人员参考。

关键词:建筑工程;施工阶段;地下室;抗浮问题引言在许多城市,地下空间的开发和利用日益受到重视。

与地面开采不同,地下建筑往往受到地下水流动的影响。

特别是,在地下停车场和地下商业中心等地下结构中,由于研究、设计、建筑或极端天气条件等因素,地下往往发生事故。

一、地下室抗浮概述地下抗浮设计是指确定高层建筑在地下水位上的浮力的设计过程。

地下抗浮设计可平衡高层建筑的重量,同时平衡地下承受的荷载,使地下结构更加稳定,同时提高高层建筑的整体稳定性。

地下室防滑设计一般根据结构设计理念和相关经验分为整体防滑设计和局部防滑设计;地下水的浮力是土壤抗浮力设计中最重要的影响因素。

在计算浮力的基础上,有必要优化路基抗浮结构和功能,确保路基抗浮设计方案的科学性。

二、建筑工程施工阶段地下室抗浮问题分析(一)渗漏问题及原因地下室的总体结构以混凝土结构为主,其主要材料是钢筋混凝土,而混凝土本身的物质特性也使结构整体断裂,因此解决渗漏问题尤为重要。

泄漏的主要原因说明如下。

构建过程的原因。

在施工过程中,由于地下混凝土量大,施工单位很难保证混凝土振动,以防止喷尘现象。

2.保留工作的理由。

混凝土在水化过程中受到收缩约束,由于内部和外部温度变化而受到温度约束,使得工程维护过程中难以保证其质量。

(二)地下水的水位确定问题地下水位可以直接决定地下浮力的大小。

因此,在设计抗逆结构时需要对地下水水位进行研究,但在设计过程中,由于地质研究问题,很难确定地下水水位的确切值地下抗浮设计需要关于地下水水位的明确数据,以满足抗浮设计的要求,这需要通过水文地质研究获得关于地下水的准确信息,但目前的研究仍然存在问题,使得地下抗浮设计成为可能。

最新浅谈地下室抗浮设计

最新浅谈地下室抗浮设计

最新浅谈地下室抗浮设计在现代建筑工程中,地下室的建设越来越普遍。

而地下室抗浮设计是确保地下室在地下水作用下保持稳定和安全的重要环节。

随着城市建设的不断发展,地下室的规模和深度不断增加,抗浮问题也日益凸显。

如果抗浮设计不合理,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。

因此,深入探讨地下室抗浮设计具有重要的现实意义。

地下室抗浮设计的基本原理是通过各种措施,使地下室所受到的上浮力小于其自身的重力和抗拔力,从而保证地下室不会上浮。

在进行抗浮设计时,首先需要准确地确定地下水的水位。

地下水水位的确定需要考虑当地的水文地质条件、气象条件、周边环境以及工程的施工和使用情况等因素。

通常,地下水水位会随着季节和气候变化而有所波动,因此在设计中需要选取最不利的水位情况进行计算。

抗浮设计中常用的方法有增加自重法、设置抗拔桩法和设置抗浮锚杆法等。

增加自重法是通过增加地下室的结构自重来抵抗上浮力。

这种方法简单直接,但往往会增加工程造价,并且在地下室空间有限的情况下,增加自重的幅度也受到限制。

比如,可以增加地下室顶板和底板的厚度,或者采用较重的建筑材料。

但需要注意的是,过度增加自重可能会导致基础承载力不足等问题。

设置抗拔桩法是通过在地下室底板下设置抗拔桩,利用桩与土之间的摩擦力和桩身的承载力来抵抗上浮力。

抗拔桩的类型有灌注桩、预制桩等。

灌注桩施工工艺较为复杂,但适应性强;预制桩施工速度快,但对施工场地要求较高。

在设计抗拔桩时,需要根据地质条件、桩型、桩长等因素进行计算,确定桩的数量和布置方式。

同时,还需要考虑桩与地下室结构的连接方式,确保传力可靠。

设置抗浮锚杆法是在地下室底板下设置锚杆,通过锚杆与岩土体的锚固力来抵抗上浮力。

抗浮锚杆具有施工方便、造价较低等优点,但锚杆的锚固力受岩土体性质的影响较大。

在设计抗浮锚杆时,需要对岩土体进行详细的勘察,确定其力学性能和锚杆的锚固长度。

此外,锚杆的防腐处理也是一个重要的问题,需要采取有效的措施保证锚杆在长期使用过程中的耐久性。

对地下室抗浮设计中常见问题进行探讨

对地下室抗浮设计中常见问题进行探讨

对地下室抗浮设计中常见问题进行探讨摘要:随着我国的经济发展飞快,建筑事业得到了前所未有的大发展。

建筑业已成为国民经济支柱产业之一。

在城市化率不断提高的情况下,一些大城市都转向于高层建筑,在高层建筑之下还要考虑到地下室的设计,这就需要考虑到地下室的抗浮设计了。

本文结合工作经验主要针对地下室抗浮设计中常见问题进行探讨,以便供广大相关设计人员参考。

关键词:地下室;抗浮设计;存在问题;解决措施一、什么是抗浮设计地下室的抗浮设计就是结合了地下水位与建筑物所承受的水浮力以及结构本身自重以及压重来进行综合考虑设计的一种方案。

地下室的抗浮设计包括整体抗浮设计和局部抗浮设计。

因为高层建筑本身要求一定的埋置深度,而且随着人们生活水平的提高以及土地价格的飞涨,需要建造更多的地下车库及人们防空地下室,来解决了现在停车的问题和人防问题。

人们对地下空间的开发越来越重视,要求也越来越高,在设计过程中要考虑的问题也多了。

要确保在修建地下室和以后使用地下室时不因抗浮设计不满足而导致结构上浮或开裂。

在地下开挖大面积的空间本身就是一件难度系数较大的事,尤其是还要考虑到大面积范围与地下水浮力的平衡问题,在高层建筑中有很多的建筑设计采用的是整体裙房或者是纯地下结构的设计,在地下室的埋深越来越深。

在地下室中水的浮力会对地下室的结构产生很大的影响,所以在地下室结构设计时应对地下室的水浮力进行计算。

对计算结果与建筑设计的方案相结合就会设计出一套适合此建筑群的地下室设计。

二、地下室抗浮设计所面对的问题对于目前地下室所面对的问题就是地下室的水浮力问题了,地下水浮力对地下室的抗浮能力有着很强大的反作用,若是地下水浮力大于了地下室的抗浮能力,那么就会出现地下室上浮的情况。

所以对于地下室来说,准确的计算出地下室的抗浮力对地下室的工程有着很大帮助。

以前我国的抗浮设计的主要设计方案就是压重法,但是随着时间的变迁越来越多的企业对抗浮的问题采用了其他比较有用的办法,比如说抗拔桩的采用。

浅谈地下室抗浮设计问题及抗浮措施

浅谈地下室抗浮设计问题及抗浮措施

抗 浮计 算 时 , 不 考 虑地 下 室外 墙 与 回填 土间 的 摩擦 力 , 对整 体 抗 浮 而言 ,
实 际 存在 的这 部分 摩 擦 力 可 以作 为 其 安全 储 备 ,但 对于 外 墙 的 局 部抗 浮 而 言, 是 不 可 以计 人 这部 分摩 擦 力 的 。 从 这一 点 来看 , 局部 抗 浮安 全度 低 于整 理 抗 浮 。设 计人 员 尤其 应 注意 一 下两 种情 况 : 一是 在 有 些地 下 室顶 板 上 有室 外
未 进行 认 真 的分 析造 成 浪费 。 以上 四种 做 法 中 , 前三种情况, 导致 地 下 室抗 浮 能力 不 够 而 引起 结 构 性 破坏, 第 四种 导 致不 合 理 的设计 , 增 大]‘ 程投 资 , 造成 资 源 浪 费 。地 下 室抗 浮
水 位 是一 个 十 分复 杂 的 问题 , 地 质 场地 土层 差 异 性 , 场 地 土 内地 下水 复杂 多
1 . 地下 室抗 浮设 计 常见 问题
目前在 抗 浮设 计 中 主要 存在 以 下几 个方 面 的 问题 。
1 . 1抗 浮设 防 水位取 值 不合 理
水盲沟, 应 具有 成熟 的地方 经 验 , 必要 时 应进 行相 关 的水 工试 验 。 应 采 取确保
盲沟不淤塞 的技术措施( 如设置砂砾反滤层, 铺设土工布等 ) , 并加以定期监
( 2 ) 增 加 地下 室 顶板 的厚 度 。 这 种 方法 的优 点 是 : 在不 增加 基坑 坑 底标 高
变性 , 都 给地 下 室抗 浮 水 位 的确 定 带来 了较 大 困 难 , 然而 抗 浮 水 位 又是 地 下
室 抗 浮设 计 中一个 决 定 性 的参 数 。
1 2局 部抗 浮 问题
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建筑工程地下室抗浮问题的思考近几年来,有不少地下室因地下水的作用而造成工程事故,如某医院两层独立地下车库,在施工过程中,出现整体上浮,最大上浮高度达1.42m;又如,某体育中心游泳馆,地下室上浮造成上部结构梁、板、柱产生大量裂缝;再如,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……诸如此类问题时有发生,造成了财产的损失.本文对产生这些事故的原因归纳总结成以下四个方面,与同行们共同讨论:一、抗浮设计中基本概念在多个地下室因水浮力作用而引发的工程亊故中,我们发现有些设计人员对地下水的作用认识不足,抗浮设计的基本概念不够清晰,常见的有下列几种情况:1)重视地下室的梁、板、柱、墙的结构构件设计,忽视整体抗浮验算分析,忽视施工的抗浮措施,总认为具有上万吨自重的地下室怎么会浮起来呢2)地下室底板裂缝、漏水,甚至成为地下游泳池,把某些实质上是因为地下水的作用远大于设计荷载而造的工程事故,错判为温度应力作用、砼施工质量问题等.3)对于基底为不透水土层的地基(基岩、坚硬粘土),深基坑支护又采用了止水帷幕或桩、锚、喷射混凝土联合支护,忽视水的浮力.试想万吨级以上大船能在江、河、海中航行,可见水的作用力之大.地下室就像一条“船”,地下室底板和侧墙形成一个密闭的船身,它的水浮力有多少呢,是它浸泡在水中的体积乘以水容重,若一个50×100m的地下室,抗浮水位为5m,它的浮力为25000吨,可见水浮力之大.地下室的抗浮设计就是要使这个船既不上浮,船身又不破坏,因此,地下室的抗浮设计应进行整体抗浮和局部抗浮验算.为防止地下室整体上浮我们通常采用两类做法,一类为“压”,一类为“拉”.当采用“压”的做法时,利用建筑的自重(包括结构及建筑装修、上部覆土等,不含楼面活荷载)平衡地下室水的总浮力,当不能平衡时,必须增加“拉”的做法,即采用桩或锚杆等来抵抗地下水的浮力.无论是“压”还是“拉”的做法,都必须进行整体抗浮验算,保证抗浮力(压重+抗拉力)大于水的总浮力,即.局部抗浮验算,除了梁板墙柱结构构件的强度验算、变形验算和裂缝验算,还应包括局部的抗浮验算,对于大面积地下室上建有多栋高层和低层建筑,建筑自重不均匀,当上部为高层或恒荷载较大时,该范围的整体抗浮能力可能较高,但上部没有建筑或建筑层数不多的局部范围,特别应进行分区、分块的局部抗浮验算,例如:柱、桩、墙的压力或拉力能否平衡它所影响区域里的水浮力总值.然而有些设计人员对上述最基本的概念还不够清晰,例如,有些设计人员只对地下室底板的梁、板、墙在地下水浮力荷载作用下的强度计算,未做整体抗浮的认真分析,特别是独立地下室、水池等,造成地下室整体上浮,给地下室结构带来严重破坏,难以进行复原处理.又如有些设计人员利用上部结构自重抗浮,只计算上部结构总自重标准值大于总的水浮力设计值,就认为抗浮设计满足要求.既不分析其上部建筑荷载的分布,又未计算局部抗浮,局部范围因抗浮力小于水浮力,底板隆起、造成地下室及上部结构局部范围内大面积破坏.再如,在地下室底板计算中只验算强度不进行变形的裂缝宽度的计算,造成底板产生裂缝,漏水严重,形成“地下游泳池”.更值得一提的是,有些设计人员和施工人员对地表水作用认识不足,当地下室地基为不透水的岩土层、支护又严密的基坑,一般认为不存在水的浮力,因此造成施工期间或使用期间地下室上浮破坏的盲点,一旦暴雨来临,地面的地表水全流入基坑形成“脚盆”效应,即基坑为“大脚盆”,地下室成为“小脚盆”.施工期间一旦未及时采取降水措施就会将“小脚盆”浮起,使用期间若不将四周的回填土采用粘性土分层夯实形成止水层,也同样会产生“脚盆”效应.另外,有些设计人员和施工人员忽视施工对地下室抗浮的重要性,设计图纸对施工时抗浮措施的要求只字不提,施工人员在施工过程中不关注降水,没有采取降水措施或在抗浮结构未达到设计预定目标时就停止了降水,导致在施工期间产生地下室整体上浮事件时有发生,产生上述现象的主要原因除经验外,主要是对我国现行的技术规范,规定不了解.例如《地下室防水技术规范》在第10章中明确规定了,“明挖法地下室防水施工时,地下水位应降至工程底部最低高程500mm以下,降水作用应持续至回填完毕”;建设部《建筑工程设计文件编制深度规定》的第 4.4.3条第8款中,规定了“地下室抗浮(防水)设计水位及抗浮措施,施工期间的降水要求及终止降水的条件等”应在结构设计说明中明示;这些规定是经验的总结,我们应该严格按照相关规定做好地下室的抗浮设计和抗浮施工.综上所述,我们在进行工程的抗浮设计时,要做到以下三个步骤:1)仔细研读勘察报告;2)进行整体抗浮和局部抗浮验算,并提出施工期间的抗浮措施和降水措施;3)对存在“脚盆”效应的结构进行分析.二、地下室抗浮水位的确定勘察单位在提供的勘察报告中,地下室的抗浮水位不严谨,而设计人员又缺乏对勘察报告的认真研读和分析,表现出如下四种情况的随意性:1)勘察报告未明确抗浮水位,只描述钻孔的可见水位;2)临近江河且具有透水层的建筑场地,按一般场地提出抗浮水位,未考虑设计使用年限的江河最高洪水位的影响.3)根据业主节约投资的需要,或者业主要求增设地下室后,原勘察报告无抗浮水位的参数,又未进行补充勘察,随意修改或确定抗浮水位.4)对坡地建筑,提供的抗浮水位远高于建筑设计的地坪标高,设计人员未进行认真的分析造成浪费.以上四种做法中,第1)、2)、3)种情况,导致地下室因抗浮能力不够而使得结构破坏,第4种导致不合理的设计,增大工程投资,造成资源浪费.地下室抗浮水位是一个十分复杂的问题,地质场地土层差异性,场地土内地下水复杂多变性,给地下室抗浮水位的确定带来了较大困难,然而抗浮水位又是地下室抗浮设计中一个决定性的参数.如何做到既安全又合理的确定其抗浮水位?勘察、设计人员应遵照《岩土工程勘察规范》(GB50021)及《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72)的相关规定进行勘察和分析.其中,根据《高层建筑岩土工程勘察规程》第8.6.2条,场地地下水抗浮设防水位的综合确定宜符合下列规定:1)当有长期水位观测资料时,场地抗浮设防水位可用实测最高水位,无长期水位观察资料时,应按勘察期间实测最高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.2)场地有承压水且与潜水有水力联系时,应实测承压水位并考虑其对抗浮设防水位的影响;3)只考虑施工期间的抗浮设防时,抗浮设防水位可按一个水文年的最高水位确定.此外,设计人员对于下列一些特殊情况还应进行必要的分析和论证:一是地下水赋存条件复杂、变化幅度大、区域性补给和排泄条件可能有较大改变或工程需要时,应进行专门论证;二是对于斜坡地段的地下室或可能产生明显水头差的场地上的地下室进行抗浮设计时,应考虑地下水渗流在地下室底板产生的非均布荷载对地下室结构的影响,不要笼统的采用勘察报告所提供的远高于室外地坪的地下室抗浮水位来进行设计.水是往低处流的,若建筑物一侧或多侧是敞开的,水浮力不可能高出室外地坪;三是在有水头压差的江、河岸边,且存在滤水层,应按设计基准期的最高洪水位来确定其抗浮水位;四是对于雨水丰富的南方地区,尤其应注意因地面标高发生变化后对原勘察报告抗浮水位的修正,防止产生地表水聚集效应对地下室的破坏.三、抗浮验算中的几个参数讨论水浮力的分项系数和抵抗力的分项系数,以及抗浮锚杆钢筋抗拉工作条件系数、抗拉设计强度如何取值,是目前在地下室抗浮设计中很有争议的问题.1.我国不同规范对水浮力和抵抗力的分项系数有不同的取值,造成设计人员分项系数取值时的混乱.《荷载规范》中第 3.2.5条规定,抵抗水浮力的结构自重作为永久荷载,对结构有利组合时其分项系数γG取1.0是无争议的,但水浮力是可变荷载,其分项系数γQ应如何取值呢?在该条第3款中,“对结构倾覆、滑移和漂浮验算,荷载的分项系数应按有关结构设计规范的规定采用”.在查阅相关的结构设计规范中,民用建筑地下室及人民防空地下室均未涉及到此项内容,只有《给排水工程构筑物结构设计规范》GB50069提到了关于水浮力可变荷载的分项系数问题.《给排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002第5.2.2条和5.2.3条中比较清楚的表述了,对于抗浮结构的设计,地表水或地下水作用应是第一可变荷载,1)在进行结构构件的强度计算时,它的分项系数取为1.27;即,在结构构件的强度计算时,水浮力的基本组合设计值为标准值乘上1.27.2)当计算整体抗浮的稳定性时,抵抗力只计入永久荷载,水浮力采用标准值乘以抗力系数Ks(取1.05).民用建筑地下室和给排水构筑物在使用功能上存在着一定的差异,但其水浮力的作用和结构的受力性能应是相似的.在相关规范还没有做出明确规定之前,此规范的相关参数值得借鉴.3)若设计者对抗浮水位存在质疑,应将水浮力按荷载规范中的永久荷载和可变荷载的方法来确定分项系数.根据《建筑结构荷载规范》第3.1.1条的条文说明,“按《工程结构可靠度统一标准》GB50153的规定,水位不变的水压力按永久荷载考虑,水位变化的水压力按可变荷载考虑”,是否可以理解为当抗浮水位平室外地坪时,水压力是不可能再增加了,视为不变的水压力.加之,在验算抗浮时,水浮力为主要可变荷载效应来控制的组合,它的分项系数宜取1.20;当抗浮水位低于室外地坪,水压力有可能再增加,视为可变荷载,它的分项系数宜取为1.4.2.锚杆工作系数和锚杆钢筋取值锚杆抗浮设计时,锚杆钢筋截面面积计算现行的规范中无明确的计算规定,因此设计单位有两种不同版本的设计公式.第一种,采用《钢筋混凝土结构设计规范》正截面受拉承载力计算公式:第二种,采用《建筑边坡工程技术规范》中,锚杆钢筋截面面积的计算公式:从两个公式中,我们可以看出钢筋强度fy是一致的,可按照《钢筋混凝土结构设计规范》第4.2.3条表4.2.3-1的抗拉钢筋设计强度取值.公式中不同的是,《建筑边坡工程技术规范》公式中多了两个系数,一是边坡工程重要性系数γ0,若取1.0,在本文中不做讨论,二是锚杆钢筋的抗拉工作条件系数ζ2,作为永久性锚杆时取0.69.上述两公式计算得出的锚杆钢筋截面面积就比较大了.加之,一般锚杆的抗拉钢筋直径大、强度高,有些设计人员采用《砼规范》中钢筋的轴心受拉强度公式,既未取工作条件系数,而且未按规范4.2.3-1表注取值,“在钢筋混凝土结构中,轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值对于300N/mm2时,仍应按300N/mm2取用”,而设计人员采用HRB400级钢筋时,仍取fy=360N/mm2.而有些设计人员采用《建筑边坡技术规范》锚杆钢筋截面计算公式,工作条件系数ζ2取0.69,HRB400钢筋的抗拉强度又取300N/mm2,锚杆钢筋的计算面积之大,使人难以接受,两种不同的版本形成了相差一倍的计算结果,是值得我们探讨和研究的,从抗浮锚杆的工作条件,参照《建筑边坡工程技术规范》的计算公式,并无道理,但抗浮锚杆的成孔及构造要求较之边坡锚杆要稳定得多,如清孔较容易,砼强度要求C30等,采用《钢筋混凝土结构设计规范》较为接近构件的受力特征.在锚杆钢筋截面的计算中,我们建议按《钢筋混凝土结构设计规范》的正截面受拉承载力计算的公式,但钢筋的取值应该按轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值计算,这样显得较为合理.四、锚杆抗浮验算传力途径在目前的地下室采用锚杆抗浮设计中,有下列2种混乱的方法:1)上部建筑结构荷重不满足整体抗浮要求,采用锚杆抗浮.其计算方法为:总的水浮力设计值/单根锚杆设计值=所需锚杆根数.具体做法:底板下(连柱底或砼墙下)满铺锚杆,水浮力全部由锚杆承担,既不考虑上部建筑自重,也不考虑地下室底板自重可抵抗水浮力的作用,保守且不合理.2)利用上部结构自重和锚杆共同抗浮,其计算方法为:(总的水浮力设计值-底板及上部结构自重设计值)/单根锚杆设计值=所需锚杆根数.具体做法:将锚杆均匀分布在底板下(包括柱底或砼墙下),锚杆间距用底部面积除所需锚杆根数确定.以上两种抗浮设计方法,都出现了传力途径不清晰的错误.从理论上说,不管采用“压”还是“拉”的方法抵抗水浮力,水的浮力是均匀作用在底板上,而结构抗浮力作用(除底板自重外)都具有不均匀性,并不是在整个地下室底板区域均匀分布的,可能是集中在一个点上(即柱、桩和锚杆)或一条线上(即墙、梁),因此,分析其传力途径尤为重要.如图所示,由于与柱、墙相连的梁板一定范围内具有一定的刚度,水浮力可直接与上部结构自重平衡,而上部自重很难传递至远离梁、柱、桩、墙的区域.因此,上述第一种方法全部采用锚杆抗浮,上部结构自重未充分利用.第二种方法,减去上部建筑自重后的水浮力由锚杆平均承担,存在安全隐患.因为,中间区域的锚杆实际受力不会是减去上部自重的水浮力,上部建筑自重是集中在一个点(即柱)或一条线(即墙、梁)上的,要达到将自重均匀分布到底板上的假定,底板必须具备两个条件,一是完全按自重抗浮,底板的梁板采用倒置楼盖计算,保证水浮力传至柱上或墙上,二是做到底板刚度无穷大,才有可能将点线作用力均匀分布与锚杆共同抗浮.实际结构未满足上述两个条件时,一旦地下水达到抗浮设计水位,首先中间纯底板抵抗区域的锚杆破坏和失效,然后慢慢延伸至柱、墙、梁影响区域的锚杆,造成所有锚杆失效,最后底板隆起,梁板开裂破坏.合理做法是:抗浮力与水浮力平衡计算可分成两种区域:柱、墙、梁影响区域和纯底板抵抗区域.纯底板抵抗区域的计算方法应是抗浮锚杆设计承载力除以每平方米水浮力(减去每平米底板自重),得到抗浮锚杆的受力面积;而柱、墙、梁影响区域应充分利用上部建筑自重进行抗浮,验算传递的上部建筑自重是否能平衡该区域的水浮力,此外,还应验算在水浮力作用下梁强度和裂缝满足要求.计算方法具体可分解为以下四个方面:1)在柱、墙、梁影响区格中:梁、墙可以传递的建筑自重线荷载除以每平方米的水浮力,得到影响区域的宽度b.其中梁传递的建筑自重荷载,根据柱子的建筑自重按照与其相连的梁刚度分配所得.2)靠近梁、墙的第一排锚杆:其从属宽度b0应是梁、墙传递建筑自重影响区域的宽度b,即b0=b,由于每根锚杆的抵抗面积有限,当上部自重较大时,为充分利用该部分自重,可以考虑加密靠近地梁第一排锚杆的间距.3)纯底板抵抗区域的计算方法应是抗浮锚杆设计承载力除以每平方米水浮力,得到抗浮锚杆的受力面积,即A单根锚杆=c2=q水/F单根锚杆,其中c为纯底板抵抗区域中间排锚杆的间距.例如,水浮力设计值为每平方米50kN,单根抗浮锚杆的设计承载力为250kN,它能承受的抗浮力的受力面积为5平方米,若采用点式布置,锚杆的间距为2.25*2.25米.4)第一排锚杆与第二排锚杆的间距a=b/2+c/2.无论是柱、墙、梁和纯底板区格的结构构件(锚杆、梁、板、墙)计算时应注意两个问题,一是水浮力设计值都不应该直接采用抗浮的水浮力值,应减去底板本身的自重.二是梁、板、柱、墙构件计算时应根据其实际受力情况确定相应计算模型,进行强度、裂缝宽度计算.例如,梁传递建筑自重的影响区域的宽度为2米,每平米水浮力设计值为50kN,作用在梁上的线荷载为每米100kN.梁要将该荷载传递到柱、桩上,该梁必须根据其跨度计算其强度、裂缝宽度,以确保梁能将实际的受力荷载传递给柱、桩、墙形成平衡.。

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