地下明挖车站结构抗浮设计要点分析
地下建筑结构抗浮设计及措施分析
建筑设计181产 城地下建筑结构抗浮设计及措施分析周仪倩摘要:在地下水位较高的地区,当上部结构荷重不能平衡地下水的浮力时,结构整体或局部会受到向上浮力的作用。
在建筑地下结构的设计过程中,若忽视抗浮设计,容易导致地下结构底板拱起,裂缝、渗水甚至地下结构上浮及结构破坏等问题。
本文介绍建筑地下结构抗浮设计的标准和影响因素,并对建筑地下抗浮处理措施进行分析,以供参考。
关键词:地下建筑结构;抗浮设计随着近年来建筑业对建筑地下结构抗浮性能重视程度的逐渐增高,建筑的抗浮性能成为衡量建筑整体质量的一个重要指标,在建筑地下结构抗浮分析的过程中,由于很多因素都会使抗浮设防水位受到影响,从而增加工程事故出现的概率。
此时,为确保抗浮工作充分发挥作用,及时采取相应的措施十分关键,实践证明,其能够在保证建筑使用寿命的同时,实现资源合理利用的目的,帮助结构专业人员综合解决各类问题。
1 大型地下建筑结构的抗浮设计方法在大型地下建筑结构抗浮设计上,主要采用增重、增拉、降水方式解决抗浮问题。
采用增重方法,需要根据结构承受水浮力大小展开分析,在结构自重与水浮力相差不大的情况下,通过延伸翼板、增加覆土或对基础底板进行增重等方式使结构整体重量增加。
但如果相差较大,增重将导致造价大幅度提高,因此通常不予采纳。
采用增拉法,可以通过设置抗拔锚杆或抗拔桩避免结构上浮。
抗拔桩利用桩体自重和桩侧阻力提供抗浮力,大小与桩长、直径、类型等有关,多采用预制桩、灌注桩等。
由于桩径较大,需要增加底板厚度,在桩间距过大时才能抵抗产生的弯矩和剪力。
在上部结构面积较大的情况下,受大开洞、中庭等结构的影响,基础底板将同时承载较大向下压力和向上水浮力,容易出现结构裂缝问题。
合理进行抗浮锚杆布置,能够避免底板变形。
还应加强实际受力分析,合理进行锚杆布设,保证工程设计效果。
完成降水设计,需要在结构基底和四周完成降水盲沟修建,使地下水得以汇集到集水井中,然后利用水泵排走,确保地下水位始终比警戒线低。
地下工程的抗浮设计和加固措施的探讨
地下工程的抗浮设计和加固措施的探讨地下工程承受着来自地下水、土壤和地质条件等各种因素的力学作用,其中抗浮设计和加固措施是确保地下工程安全和稳定运行的关键要素之一、本文将对地下工程抗浮设计和加固措施进行详细讨论,并分析其实际应用场景。
地下工程的抗浮设计主要是建立在研究地下水、土壤和地质条件等因素的基础上。
首先,研究地下水位的变化规律,预测不同时间段内地下水位的变动范围,从而确定地下工程设计的抗浮水位。
其次,通过地质勘探和试验,了解地下土体的物理和力学特性,包括土体的压缩性、抗剪强度等参数,从而确定地下工程的稳定性和承载力。
在抗浮设计中,要根据地下工程的具体情况选择合适的加固措施。
常见的加固措施有以下几种:1.深基坑加固:对于深基坑工程,可以采用地下连续墙、悬臂墙或者嵌固墙等加固措施来抵抗土体的浮力。
这些加固措施可以有效地减小地下室的体积,降低地下室受到的浮力。
2.埋深加固:对于地下隧道和地下管道等工程,可以通过增加埋深来减小土体的浮力。
此外,可以在地下工程周围设置排水系统,及时将地下水排出,从而减小地下工程受到的浮力。
3.锚杆加固:对于较大规模的地下工程,可以采用锚杆加固措施,通过将锚杆固定在土体中或者与土体相连,增加地下工程的抗浮能力。
锚杆可以通过预应力或者拉拔方式施工,使得土体与地下工程形成一体。
4.钢桩加固:对于地下室、地下停车库等工程,可以采用钢桩加固措施来抵抗土体的浮力。
钢桩可以通过与地下工程相连,将土体的浮力传递到地基中,从而增加地下工程的稳定性。
以上加固措施可以根据具体的地下工程要求进行组合应用。
在实际工程中,需要通过工程勘察和试验,结合地下水、土壤和地质条件等因素,选择合适的抗浮设计和加固措施。
需要注意的是,地下工程抗浮设计和加固措施的选择应综合考虑以下因素:地下工程的类型、规模和地理位置;地下水位的变化规律;土体的物理和力学特性;地表荷载对地下工程的影响等。
同时,要注重施工时的监测和控制,及时根据实际情况调整施工方案。
地下室抗浮管控要点及典型事故剖析ppt
负责人
技术部 技术部 质量部
工程部
时间节点
图纸下发
结构施工 准备阶段 施工过程
图纸审查 完成后
05 地下室抗浮治理
地下室抗浮治理
1 泄水减压法 主动式抗浮技术
NO.1 上海杨浦某项目(软土区域,潜水)
工程概况:该项目由10幢19层住宅楼(1号~10号楼)、1 层沿街商业(统称11号楼)、1个地下2层车库及辅 助配套设施,地下2层,埋深约8.95m,持力层为②3层砂质粉土,抗拔桩(PHCAB400)。
担25%)
地下室上浮典型案例
p 贵州某地下室抗浮事故 “水盆效应”,鉴定为施工措施不足。勘察地下水位不严谨,但不承担责任。 责任(维修加固):建设方承担20%,施工方承担80%
03 地下室抗浮控制措施
地下室抗浮控制措施 1 控制方法
抗浮控制方案宜根据抗浮稳定状态、抗浮设计等级和抗浮概念设计结合、对周边环境的影响、施工条件等因 素进行技术经济比较后确定。
设计抗拔锚杆局部失效
地下室抗浮治理 1 泄水减压法 主动式抗浮技术
NO.2 银川某项目(砂性土,微承压水)
处理方案及实施效果:根据工程现场情况,共布置12套泄水减压设备,目前地下室已经投入使用,沉降稳定。
地下室抗浮治理
1 泄水减压法 主动式抗浮技术
NO.3 郑州某项目(粘质粉土,地下水位上升)
处理方案及实施效果:根据现场情况,共布置42套减压泄水装置,其中DX219-89型泄水减压系统布置15套, DS89-32型泄水减压系统布置27套,目前地下室底板渗水问题已经解决。
施工阶段如出现突发情况,不按照设计图纸 施工,容易出抗浮事故
02 地下室上浮典型案例
地下室上浮典型案例
关于地下结构抗浮的问题
关于地下结构抗浮的问题:若是地下结构处于地下水位之下的话,就有必要进行结构物得抗浮验算,否则若地下水位的变化会给建筑物带来不利影响。
这里涉及到的问题可以这样来阐述:1、这个浮力(外力)怎么产生,怎么计算,与这个值相关的因素是哪些?2、若是出现了这个浮力,应该采取什么措施来消除不利影响?关于第一个问题:•抗浮设防水位——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位。
严格来说,抗浮水位只能是历史的最高水位,而抗浮设防水位是有条件的,对工程所用的,一定时效的最高水位。
这个浮力一般对工程来说是在没有采取降水措施时,地下水位超越建筑物底板产生的浮力。
在建筑工程中,危害较大的时候是当建筑物地下室底板成型但上层结构没建好提供的反压力不够时,但非桩基础时,容易把地下室底板浮起。
或者是那种纯粹的地下车库、地下油库、地下广场也容易在使用阶段发生浮力破坏。
所以在进行抗浮力验算时要分建筑物使用阶段和施工阶段。
因为经验表明很多时候浮力破坏多发生在上部结构压重不够时,停止降水或未采取抗浮措施。
水量的大小只是控制着建筑物上浮速度和上浮量,而水位高低则是控制建筑物上浮的基本要素。
抗浮设防水位的确定:《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004、J366-2004)•1、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;•2、场地有承压水且与潜水有水力联系时,应实测承压水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。
现实的情况是大多数城市都没有长期水位观测资料,均是结合在详细勘察阶段的水位测定再加上一定的保守因素进行确定,而这个过程很多时候是当地勘察单位的经验来确定。
但是若有水库等其他特殊因素需要进行专门的论证。
地下水最高水位=勘察期间该层地下水最高水位+该层地下水在相当于勘察时期的年变幅+可能的意外补给造成的该层水位上升值。
对地铁车站抗浮设计措施的研究分析
对地铁车站抗浮设计措施的研究分析摘要:地铁车站一般会深埋于地下,车站主体整体位于地下水位之下,在这种情况下,需要对车站承载能力、正常使用极限进行设计,对浮力工况进行计算,尤其是在一些地下水位相对比较高的地区,车站主体抗浮验算、设计必不可少。
针对地铁车站来说,合理的处理好抗浮问题,制定有效的措施,能够保证地铁车站在使用期间的安全度与可靠度,为城市建设实现更好的发展提供支持。
关键词:地铁;车站结构;抗浮设计;研究分析随着我国城市化进程的不断加快,交通问题日益严重,如何缓解繁重的交通压力,是城市建设的重要难题。
地铁建设能够充分利用地下空间资源,为城市的发展提供了可延伸空间,一定程度上能够影响地面交通规划布局,能够较好缓解交通压力。
但是由于城市中大部分车站都修建于地下,地下水引起的结构上浮,会造成较为严重的安全问题,引发各种工程事故,严重影响地铁的运营和施工。
因此,当前有必要对车站的抗浮问题进行研究。
一、抗浮设计必要性地铁车站出现上浮的主要原因是由于其自身结构重量、车站侧壁摩擦力与水浮力相比较小导致的,在车站自重无法抵抗地下水浮力的情况下,车站就会出现上浮的情况,进而造成结构出现变形,地下车站无法实现正常的运行[1]。
因此,为了解决上浮的问题,需要开展相关的抗浮设计和处理。
在抗浮设计中,主要包括整体、局部两个方面的抗浮验算,通过整体上的抗浮验算,能够确保车站不会出现整体上浮的情况,但是却无法保证底板不出现变形、开裂等问题,而局部的抗浮验算可以保证底板局部不出现变形等问题。
二、地铁车站抗浮设计措施(一)施工阶段在施工阶段主要采用的为临时抗浮措施,具体方式是利用将地下水位高度进行降低的形式,将浮力减小。
针对施工阶段的抗浮工作,主要可以通过以下几个方面实现:一,需要在车站范围将降水井、排水沟进行有效设置,保证地下水位能够降到底板以下,进而将浮力减小。
并且在降水减压的过程中,需要注意不能够造成周围的地层出现下沉情况。
关于地下结构抗浮设防水位及抗浮设计方法的探讨
关于地下结构抗浮设防水位及抗浮设计方法的探讨摘要:随着我国现阶段经济的迅速发展,大量的地下建筑物的兴建,使抗浮问题的产生也十分严重。
本文就结合笔者相关工作经验,就地下结构抗浮设防水位及抗浮设计方法的方法进行了分析与探讨。
关键词:地下结构;抗浮;设防水位;抗浮设计前言随着城市化的建设,土地越来越稀少,人们开始更多的运用地下空间,大部分的高楼建筑都会建造地下结构。
对于建设在地下水位较高地区的地下结构,其抗浮措施是设计中必须解决的重要问题之一。
目前在抗浮设计中常用的方法有自重抗浮、压重抗浮、基底配重抗浮、打抗拔桩抗浮或打锚杆抗浮等多种,降低地下水位法由于其特殊的降水措施近年来得到越来越多的应用。
这些方法各有特点,针对不同的建设场地和不同结构体型的地下结构选用不同的抗浮措施,会对结构受力和工程造价产生较大的影响。
一、抗浮设防水位的确定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;(2)、场地有承压水且与潜水有水力联系时,应实测承压水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。
从《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)中可以发现:与抗浮设防水位综合确定有关的这三个方面,都涉及了一个名词——最高水位。
因此,可以认为抗浮水位实际上就是场地的最高水位。
只不过这个最高水位需要根据工程要求以及我们现有的资料(如是否有长期的观测资料)进行综合的确定。
无论如何,我们确定的抗浮水位一定是“最高水位”。
勘察期间得到的实测水位与抗浮设防水位是两个不同的概念,往往抗浮设防设计的水位比实测水位高。
我国南方的部分地区,经常发生地下水浸没街道的现象,因此可以认为潜水的最高水位就是地表,室外地坪的标高可以作为抗浮设防水位。
建筑工程施工中地下室抗浮问题分析及处理措施
建筑工程施工中地下室抗浮问题分析及处理措施发布时间:2021-11-18T02:06:26.231Z 来源:《城镇建设》2021年7月20期作者:张德旺[导读] 随着社会的进步,建筑工程是我国经济发展的重要推动器。
张德旺深圳市瑞祥建设工程有限公司广东省深圳市 518000摘要:随着社会的进步,建筑工程是我国经济发展的重要推动器。
然而建筑工程中的地下室抗浮问题却日渐成为了建筑工程施工的一大技术难题。
我们在地下室进行施工时,如果采用的施工方法技术不当,极易导致地下室结构出现抗浮问题,这就使得整个建筑结构的稳定性受到了严重的影响。
本文通过理论及案例对地下室抗浮问题进行相应的分析,提出了相关的处理措施,以供参考。
关键词:地下室;抗浮问题;处理措施引言近年来随着我国社会经济的不断发展,人们对建筑物地下室空间结构的应用也越来越重视,在建筑施工过程中,我们地下室结构施工建设存在着许多的施工难度,这就使得建筑结构的施工质量受到了严重的影响,其中地下室结构的抗浮问题尤为突出,那么在建筑施工过程中,如果不能很好的解决地下室抗浮问题,那么房屋建筑工程的使用寿命就会极大的降低。
所以为了不使建筑工程的使用寿命被缩短,在建筑工程施工过程中,必须针对地下室抗浮采用相应的施工办法来对其进行处理,从而使建筑工程的社会效益和经济效益得到进一步的保障,满足人员日常生活的基本要求。
下面我们就结合实际案例,来对地下室抗浮问题进行相应的分折。
1地下室抗浮问题的理论分析1.1地下水对地下室结构不均匀上浮的影响在基础施工过程中,如果地基结构中存在着地下水,那么就会对建筑结构造成一定的浮力,这样就对建筑结构的稳定性有着严重的影响,因此我们就要采用相关的处理措施来对其进行处理,从而使得建筑结构的稳定性和可靠性得到进一步的提高。
1.2地下室抗浮问题分类及其结构损坏特征目前我们在建筑物使用的过程中,地下室上浮的情况有两种,分别是地下室局部出现上浮的现象和整个地下室出现上浮,导致地下室局部出现上浮的原因主要是地下水浮力小于建筑的整体荷载,这就对建筑结构的质量造成了严重的破坏,使得地下室局部出现了开裂、垮塌等现象,这就给建筑结构的稳定性和可靠性带来极其严重的影响。
浅谈地下室抗浮设计与抗浮措施分析(全文)
浅谈地下室抗浮设计与抗浮措施分析(全文)范本一:正文:一:介绍地下室作为建筑物的一个重要部分,抗浮设计与抗浮措施至关重要。
本文将从地下室抗浮设计和抗浮措施两个方面进行详细分析和讨论。
二:地下室抗浮设计1. 地下室结构底板设计1.1 底板厚度的选择1.2 底板的加固措施1.3 底板防腐处理2. 地下室结构墙设计2.1 墙体的选择与布置2.2 墙体的抗浮计算2.3 墙体的加固处理3. 地下室排水设计3.1 排水管道的布置3.2 排水管道的通畅性检测 3.3 排水系统的维护与保养三:地下室抗浮措施分析1. 注浆加固1.1 注浆加固的原理1.2 注浆加固的方法1.3 注浆加固的效果分析2. 锚杆加固2.1 锚杆加固的原理2.2 锚杆加固的施工步骤2.3 锚杆加固的应注意事项3. 放水降浮3.1 放水降浮的原理3.2 放水降浮的准备工作 3.3 放水降浮的实施方法四:附件本文档涉及的附件包括地下室抗浮设计图纸和抗浮计算表格。
五:法律名词及注释1. 土木工程法:土建工程相关的法律法规,包括建筑工程设计规范、建筑结构设计规范等。
2. 土木工程标准:土建工程相关的标准文件,包括建筑构造标准、建筑设计标准等。
范本二:正文:一:引言地下室抗浮设计与抗浮措施对于建筑物的安全稳定性具有重要意义。
本文将深入探讨地下室抗浮设计的要点和抗浮措施的分析。
二:地下室抗浮设计2.1 结构底板设计2.1.1 底板材料选择2.1.2 底板厚度计算2.1.3 底板防水处理2.2 结构墙设计2.2.1 墙体材料选择2.2.2 墙体布置规划2.2.3 墙体强度计算2.3 排水系统设计2.3.1 排水管道布置2.3.2 排水管道尺寸计算 2.3.3 排水系统维护三:地下室抗浮措施分析3.1 注浆加固3.1.1 注浆原理及分类 3.1.2 注浆加固效果评估 3.1.3 注浆加固注意事项3.2 锚杆加固3.2.1 锚杆加固原理3.2.2 锚杆加固施工流程 3.2.3 锚杆加固质量检验3.3 放水降浮3.3.1 放水降浮原理及措施3.3.2 放水降浮过程管理3.3.3 放水降浮效果评价四:附件本文涉及的附件包括地下室抗浮设计图纸和抗浮计算表格。
浅谈地下室抗浮设计(一)2024
浅谈地下室抗浮设计(一)引言概述:地下室抗浮设计是建筑结构中至关重要的一环。
在建筑地下室设计中,抗浮是指通过合理的设计措施,防止地下室在地下水位上升时发生浮力过大而导致的结构失稳、倒塌甚至水灾事故的发生。
本文将从地下室抗浮设计的原理、设计要点、设计方法、施工技术以及质量控制等方面,对地下室抗浮设计进行浅谈。
正文内容:一、地下室抗浮设计的原理1. 地下室抗浮设计的基本原理2. 地下室抗浮设计的受力分析3. 地下室抗浮设计的浮力计算方法4. 地下室抗浮设计的承载力计算方法5. 地下室抗浮设计的结构稳定性分析二、地下室抗浮设计的要点1. 地下室抗浮设计的地基处理2. 地下室抗浮设计的排水系统3. 地下室抗浮设计的重力结构设计4. 地下室抗浮设计的钢筋混凝土结构设计5. 地下室抗浮设计的地下连续墙设计三、地下室抗浮设计的方法1. 地下室抗浮设计的传统方法2. 地下室抗浮设计的现代化方法3. 地下室抗浮设计的监测与调整方法4. 地下室抗浮设计的经验法则5. 地下室抗浮设计的模型试验方法四、地下室抗浮设计的施工技术1. 地下室抗浮设计的基坑施工技术2. 地下室抗浮设计的土方开挖技术3. 地下室抗浮设计的基础施工技术4. 地下室抗浮设计的结构施工技术5. 地下室抗浮设计的地下管道施工技术五、地下室抗浮设计的质量控制1. 地下室抗浮设计的质量控制目标2. 地下室抗浮设计的质量控制要点3. 地下室抗浮设计的质量控制措施4. 地下室抗浮设计的质量控制评估5. 地下室抗浮设计的质量控制案例分析总结:通过对地下室抗浮设计的浅谈,我们可以看到地下室抗浮设计对于建筑结构的稳定和安全具有至关重要的作用。
在地下室抗浮设计中,需要充分考虑原理、要点、方法、施工技术和质量控制等方面的因素,以确保地下室的安全可靠性。
因此,在进行地下室抗浮设计时,应严格按照相关规范和要求进行设计和施工,以保证地下室结构的稳定,为人们创造一个安全舒适的居住和工作环境。
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。
地下建筑结构抗浮设计及措施探讨
地下建筑结构抗浮设计及措施探讨摘要:地下建筑物的抗浮设计关系到结构设计使用年限内的安全问题,抗浮设计措施应根据工程地质资料、施工条件、地下结构情况进行周密的设计、精心施工,尤其注意在施工阶段的抗浮问题。
设计中应考虑工程造价的合理性,并尽量利用一些简易的抗浮措施,以达到降低工程造价的目的。
本文分析了地下建筑结构抗浮设计理念,探讨了地下建筑结构的抗浮措施。
关键词:地下建筑结构抗浮设计理念措施地下建筑的抗浮问题是解决结构安全的关键问题,不同的地质状况应结合工程的实际情况,选择合理设计方法与经济实用的抗浮措施,综合运用局部抗浮验算与整体抗浮验算的方法,制定合理的抗浮措施。
一、关于地下建筑结构抗浮设计理念分析1.抗浮水位的讨论。
按照现行的抗浮设计规则,抗浮设计水位是抗浮验算的依据,是工程质量和造价的关键。
由于地下水位不仅与自然因素(地下水的补给、大气降水、排泄与径流等)有关,而且还受人为因素(地下水开采、水库放水、灌溉等) 的严重干扰,地下水位是一个变化幅度较大的随机变量,勘察报告很难给出合理的抗浮设防水位,即使给出勘察期间的水位,历史最高水位和近年水位也会有很大的误差。
在建筑使用年限的70 年间,建筑物周围地貌的变化以及水文条件和气象的变化都是不能预料的,特别是近年来气候的剧烈变化、经济活动的频繁使得地下水位更加无法估计。
而且很多构筑物上浮事故是地表水导致的,笔者经历的某工程就是因为连续几天的暴雨使地下室上浮后出事故的。
近年来,各地也常常出现几十年甚至百年一遇的暴雨,因此过度迷信合理的抗浮设计水位只会带来一次又一次对结构上浮的困惑。
不能把地下水的抗浮水位作为抗浮设计的唯一砝码,极限水位也很重要。
以地下室入口地面标高作为标杆,地表水位超过此标高就会涌入地下室。
极限水位可以成为解决结构上浮问题的重要指标,但这一指标还需要根据场地的水文地质、周边的环境、城市有无内涝的可能、有无洪水的可能、排水是否畅顺等因素综合确认。
地下工程抗浮措施方案
地下工程抗浮措施方案一、前言地下工程抗浮措施是指为了防止地下结构浮升而采取的一系列措施。
地下结构浮升是指地下结构在大地下水压力作用下,受到浮力的影响而产生向上浮动的现象。
在地下工程中,浮升现象不仅会给工程带来严重的安全隐患,而且会给工程的施工和使用带来严重的影响。
因此,针对地下工程地下结构抗浮的措施显得尤为重要。
二、地下结构抗浮机理地下结构呈现浮升的主要原因是由于地下水的作用。
地下水与土体间的关系非常复杂,地下水常常存在于不饱和带、饱和带和水文圈的过渡带等地下蒯或者是因附近有河流或湖泊存在而产生。
因此地下水的作用也会对地下工程结构产生重要的影响。
在地下结构中,当地下水的作用超过了结构的自重而产生向上浮动的趋势时,就会导致地下结构的浮升。
地下结构的浮升主要存在以下几种形式:一是全浮升,即整个地下结构完全脱离地面;二是局部浮升,即结构的局部部位出现向上浮动;三是阶段浮升,即结构在不同的时间段内出现向上浮动。
综合地下结构抗浮的机理以及地下水的作用,我们需要有科学严密的理论探讨地下结构抗浮的措施。
接下来,我们就地下结构在设计、施工和使用阶段的抗浮措施进行详细的阐述。
三、地下结构抗浮的设计阶段1. 对地下结构的防浮要求进行明确。
在地下结构的设计之初,就需要明确地下结构对防浮的要求。
对于不同的地下结构,防浮的要求也有所不同。
例如,对于深基坑来讲,需要考虑基坑支护结构的防浮;对于地下管廊来讲,需要考虑管廊的防浮等等。
2. 对地下水文地质条件进行深入分析。
在地下结构的设计阶段,需要对地下水文地质条件进行全面的认识。
例如了解地下水的水位、水质、水流动和水压力等信息,以便在设计中考虑地下水对结构浮升的影响。
3. 采用合理的结构设计。
在地下结构的设计中,需要采用合理的结构设计来降低地下结构的浮升趋势。
例如,可以采用重力式结构、耐浮式结构、地下水井工厂和井室式结构等。
4. 采用防浮措施。
在设计阶段,地下结构可以采用各种防浮措施,如地下水压减小措施、控制结构重量等,来降低地下结构的浮升趋势。
地下结构抗浮设计要点
地下结构抗浮设计要点2.陕西江河水利水电土木勘测设计研究有限公司陕西西安 710024)摘要:本文首先介绍了某地下车库项目的工程概况,阐述了抗浮设计的必要性和重要性,对已设计完成的地下车库项目抗浮设计过程中的难点和重点进行梳理,对抗浮设计常用方法进行阐述,最后总结了本次设计的个人心得,对抗浮结构设计有一定的参考价值。
关键词:抗浮设计水位抗浮设计方法预应力锚杆一、工程概况本工程位于河南省许昌市,混凝土框架结构,地下两层,地上一层,总建筑面积22604.48m,地下一层为商业、设备用房、小型汽车停车库,地下二层为设备用房、小型汽车停车库、核六常六甲类二等人员掩蔽所及核六常六甲类人防物资库。
建筑抗震设防类别为标准设防类(丙类),抗震设防烈度为7度(0.10g),设计地震分组为第一组,特征周期为0.35s,设计使用年限为50年。
二、地质情况本项目所在场地属黄淮冲洪积平原,地貌单一。
场地内高差1.5m左右。
在钻探揭露深度范围内,地基土均为第四系沉积土层,按照其形成地质时代、成因类型及其工程性质共划分了8个工程地质单元层(包含1个亚层)。
第①~②层为第四系全新统沉积土层,第③~⑧层为第四系上更新统沉积土层。
在勘察期间水位属于正常水位,初见水位埋深在5.0m左右,稳定水位埋深3.5~4.3m(标高66.60~68.00m)左右;在钻探控制深度范围内,地下水主要为潜水,本地区地下水主要接受大气降水补给,主要以地下迳流形式排泄,地下水的水位埋深主要受大气降水量等综合影响而变动,正常年份的变化幅度约为3~5m。
历史最高水位标高为69.00m,近3-5年最高水位标高为68.00m。
地下设施应作防渗和抗浮设计,建议防渗水位与室外地面齐平,抗浮设计水位标高69.00m。
三、抗浮设计水位和抗浮设计方法1、防水设计水位和抗浮设计水位的区别防水设计水位是地下水的最大水头,可按照历史最高水位增加1米(此1米是考虑毛细水上升的高度)确定,主要用于建筑外防水设计,是确定建筑物地下结构的抗渗等级和防水等级的主要依据。
关于地下建筑物抗浮设计的几点意见
关于地下建筑物抗浮设计的几点意见湖北省勘察设计协会袁内镇[摘要]本文根据作者的工作经验结合湖北省地方标准《建筑地基基础技术规范》DB42/242-2003的有关规定,对地下建筑物抗浮设计原则及一些具体问题进行了探讨,可供抗浮设计中参考。
地下建筑物抗浮设计是一个复杂的技术向题,由于对抗浮设计的一些重要问题有不同看法,因此相关规范对抗浮设计作出明确的具体规定,导致设计工作的困难。
为解决抗浮设计的操作问题,湖北省地方标准《建筑地基基础技术规范》DB42/242-2003对抗浮设计作了原则的规定,但具体问题尚有一些歧意,地下建筑浮起破坏的现象仍时有发生。
作者认为有必要对以下问题进行探讨,以求抗浮设计的合理完善。
一、地下建筑物浮起的基本条件。
水对地下建筑物的浮力大小遵循阿基米德原理,水对物体的浮力等于物体排开同体积水的重量。
同时水的浮力作用也遵循连通管原理,即不同截面尺寸排开同体积水的重量。
同时水的浮力作用也遵循连通管原则,即不同介质问存在薄层水膜时,无论水的性质是潜水、上层滞水或承压水,即可产生强度为h⋅γ的浮力(γ为水的重度,h为建筑物基底以上的水深),当水浮力强度大于地下建筑物单位面积的重量时,建筑物即可浮起L当水不断补充时,建筑物将不断上浮,所以,建筑物浮起是一个渐进过程。
水量的大小只是控制着建筑扎上浮量,而水位高低则是控制建筑物上浮的基本要素。
至于地下建筑物基底及周边水在土中的渗流影响是深层次的抗浮机理问题。
可以肯定,只要建筑物周边与土介质之间的水位达到一定高度,且水的补充速度大于水在土的渗流速度时建筑物即可能被浮起。
二、抗浮设计应进行哪些验算1、施工阶段,使用阶段及特殊情况下地下建筑物整体及局部抗浮稳定验算。
明挖法施工的地下建筑,在施工阶段发生浮起的事故较为常见。
当施筑物自重及抗拔构件的抗拔力不足以平衡水的浮力时,应提出施工中排水或其它抗浮措施。
在施工阶段及使用阶段,地下建筑物的整体及局部抗浮稳定均必须得到保证,设计中往往忽略了局部稳定的验算。
浅谈地下工程抗浮设计
浅谈地下工程抗浮设计对于地下水位较高或者基坑截面积较大的地下工程,当结构自身荷载不能有效抵抗水浮力的时候,需要考虑设置抗浮结构。
目前,已有的抗浮方法主要有抗拔锚杆、抗拔桩以及压重法等等。
压重法主要是通过增加底板厚度的方式去平衡地下水的压力,这种方式施工比较简单,但是成本相对较高。
抗拔桩则需要与柱进行连接,确保其间距比较大,因此该种方法需要使用较厚的底板才能与浮力进行抵抗,产生剪力与弯矩的效果,但是该种方法同压重法一样,需要投入的成本较高,施工的经济效益较低。
而抗拔锚杆不仅能够为较小的钢筋混凝土柱可以承受竖向的荷载,同时该种方法还具有施工简单、底板厚度要求低以及经济效益高的特点。
因此本文主要研究和探讨了地下工程施工中抗拔锚杆的结构设计方法,希望能够有效的降低工程施工的材料损耗,尽可能的提高地下工程的经济效益,并确保施工能够满足绿色施工标准。
一、工程概况该地下工程的施工面积约有㎡,地上建筑8层,地下建筑3层,建筑的高度约35m。
该建筑工程的基坑形状大致为矩形,南北方向长约为200m,东西方向长约为200m,最大开挖深度约为25m,侧壁重要性系数为1.1,安全等级为一级。
工程共使用约15000根抗拔锚杆,抗拔锚杆设计直径为130mm,单根锚杆的承载的特征值为175KN。
二、锚杆设计由于锚杆抗拔设计无明确的规范条文,设计时参考《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)(以下简称《地基规范》)及《建筑边坡工程技术規范》(GB50330- 2013)(以下简称《边坡规范》)的相关规范条文进行设计。
1、土力学参数单层地下室筏板基础位于残积砾质粘性土层上,土层分布相对均匀,根据地质勘察报告,主要土层平均厚度和物理力学指标如下,见表1。
表1 典型剖面中土层的物理力学指标2、锚杆抗拔承载力特征值计算锚杆设计直径为D=130mm,基底以下土层性质良好,按全粘结锚杆设计,根据土层及施工情况,设计锚杆锚固长度la为8m。
明挖法地铁车站结构设计分析
明挖法地铁车站结构设计分析摘要:随着城市建设的发展越来越好,人口越来越多。
人口密度的增大,使我国很多城市都出现了饱和或超饱和现象,造成交通拥堵严重,尤其是在上下班高峰时期,可谓是堵得水泄不通。
在我党的明确指挥下,提出了相应的策略——建造地铁车站的城市。
在建造地铁车站时建造师需格外小心,地下不同于地上,地下多是阴暗潮湿,对开掘十分不利,而且安全措施相相比地面上也比较不足,建造出来的地下通道是否坚固也是一个问题。
这是对每一个施工者的考验,更是对工程领导者的考验。
地铁的开通可以给城市减压,也可以使人们的交通更为便利,因此建造地铁车站势在必行。
就目前来看,建造地铁车站的方法主要有明挖法等方法,明挖法是使用最频繁安全系数最高工作效率最高的一种方法。
关键词:明挖法地铁;车站结构设计引言目前国际上建立地铁站使用次数最多的是明挖法,由于明挖法具有诸多优点,所以在地铁施工过程中占据着不可撼动的位置。
同时使用明挖法建立地铁车站,需要在保证安全的前提下进行,在结构设计过程中能够方便施工,进而实现低成本高收益。
使用价值高的地铁站通常具有低成本运营、结构简单安全和施工方便等优点,但是在设计的过程中还存在较多的问题,甚至会给设计人员造成一定的困扰。
1围护结构的设计1.1围护结构形式我国地下建筑工程施工的标准是选择连续的墙体作为该工程的承重墙,所有的工程都要围绕这一承重墙来展开,这样做可以使地下建筑更加的牢靠,人民的安全进一步得到保障。
这样既彰显了“以人为本”的核心理念,同时,还能大幅减少开支,可以省下一部分钱来作为修建后的维修优化的专项钱款。
1.2主体围护结构设计在主体的围护结构设计中,应确定其类型。
围护结构的一般形状分为单层墙,复合墙和叠合墙。
在计算中,单个墙和叠合墙的计算模型应采用单面墙,而复合墙的计算模型应采用两面墙。
(1)在地铁基础施工过程中,在地基中会设置拉力或压力弹簧,在对设置地基弹簧时需要根据设计要求合理布置,对于受拉弹簧,必须在基坑下方围护结构中,受压弹簧主要位于基坑上方的围护结构中。
地下结构的抗浮设计分析
地下结构的抗浮设计分析摘要:这些年,一些地区地下室因水浮力作用而造成工程事故屡见不鲜。
抗浮不足轻则引起地下库墙柱开裂,底板隆起等,导致人民财产损失。
基于此,本文就地下结构的抗浮设计进行简要分析。
关键词:地下结构;底板;抗浮设计;1地下结构的抗浮设计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。
(2)当抗浮设防水位高于基础底板,由水浮力工况控制但水浮力合力尚未超过建筑物结构自重与附加恒载的合力时,基础底板存在强度问题,整个结构体尚不存在整体的抗浮稳定问题,但不排除结构体局部存在抗浮稳定问题。
当抗浮设防水位继续升高,仅靠结构自重及附加恒载无法平衡水浮力,就存在结构整体的抗浮稳定问题,也必然存在基础底板在水浮力下的强度问题。
2工程概况十堰至巫溪高速鲍峡至溢水段沧浪山服务区综合楼工程场地地形整体平坦,地貌单元属皂河二级阶地。
场地不具有黄土湿陷性、砂土液化和地裂缝等不良地质构造。
拟建建筑场地类别属Ⅱ类。
根据钻探鉴别,场区地层在 35.0m 深度范围内地层,地下水属潜水类型。
勘察中测得稳定水位埋深 9.60~11.50m,相应标高为 399.60~401.60m。
地下室抗浮设计
引言概述:地下室抗浮设计是在地下室建设过程中至关重要的一环。
在地下室施工中,由于地下水位的压力,地下室会产生浮升的风险,在设计中必须采取相应的措施来保证地下室的稳定性和安全性。
本文将对地下室抗浮设计进行详细探讨,包括设计原则、抗浮措施以及施工中的注意事项。
正文内容:一、设计原则1.1地下水位分析:在进行地下室抗浮设计之前,需要对地下水位进行详细的分析。
通过对地下水位的调查和监测,确定地下室地基所承受的水压力大小和变化趋势,从而提供设计依据。
1.2沉降分析:地下室建设过程中,地基沉降是不可避免的。
设计师需要通过地基工程勘察和分析,确定地基承载能力和沉降量的合理范围,并采取相应的措施降低地基沉降对地下室的影响。
1.3抗浮设计计算:抗浮设计计算是地下室抗浮设计的核心内容。
设计师需要根据地下室的结构和地下水的压力,进行浮力计算和承载力计算,确保地下室能够有效地抵抗浮升力。
还需要考虑地下室的重力结构和承载能力,以保证其稳定性。
1.4抗浮控制策略:设计师需要制定详细的抗浮控制策略,包括采取何种措施来减小浮升力、增加地下室的自重和刚度、提高地下室的排水能力等。
这些措施应当符合相应的抗浮设计标准和规范。
1.5施工监测和评估:地下室抗浮设计不仅仅是在施工前的计算和设计,还需要在施工过程中进行监测和评估。
通过实时监测地下室的变形和地下水位的变化,及时调整设计措施,确保地下室的抗浮性能。
二、抗浮措施2.1地下室顶板加强:地下室顶板是主要受力面之一,需要采取相应的加固措施来增加其抗浮能力。
可以采用增设钢筋或混凝土加厚的方式来增加顶板的刚度和承载能力。
2.2基础加固:地下室的基础是抗浮的重要组成部分,需要采取适当的加固措施来增强其抗浮能力。
可以采用加宽基础底座、增加基础深度或使用专用的加固材料等方式来提高基础的承载能力。
2.3排水系统设计:地下室的排水系统在抗浮设计中起着重要的作用。
设计师需要合理设计排水系统,确保地下室内的水能够及时排出,减小地下水位的压力。
地下明挖车站结构抗浮设计要点分析
地下明挖车站结构抗浮设计要点分析【摘要】抗浮设计是是地铁车站结构设计中需要考虑的一个重要因素。
本文分析了抗浮设防水位的选择方法,介绍了几种常用的抗浮措施及抗拔桩在抗浮设计中计算方法,并结合实例,对某地下明挖车站结构进行抗浮验算。
【关键词】地下车站结构;抗浮设计;抗拔桩引言地铁建设在缓解交通压力方面发挥着重大作用,在地铁设计中需要结合地质情况,考虑地下水对结构的影响。
地下水对地下明挖车站的影响包含两个方面:(1)施工阶段对明挖基坑的影响;(2)使用阶段对车站主体结构的水压力和水浮力的影响。
施工阶段一般会采取降水和止水的方式。
使用阶段,地下水位会逐渐回到原值。
特别是在沿海、沿江地区,地下水位较高,产生巨大的浮力,对地下车站结构极为不利。
因此,在车站结构设计中必须进行抗浮验算。
1 地下抗浮水位的选择抗浮设计首先要明确抗浮设防水位。
根据《高层建筑岩土工程勘察规范》对抗浮设防水位的定义: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。
由此可知,抗浮设防水位的确定要根据区域场地的水文地质条件来确定,而不仅仅限于地下车站站位处;同时,抗浮设防水位要保证结构安全,应取结构的使用年限时段内,场地可能出现的最高水位来做为抗浮水位。
因此,对于地勘报告中未提供明确的地下水位的地下车站,也应结合地质和场地条件,进行抗浮验算。
例如重庆地区,地质结构一般为上部覆盖少量填土,下部为砂岩或砂质泥岩,地下水主要为基岩裂隙水和孔隙水。
在基坑开挖时,破坏了地下岩体的完整性,在主体结构施工完成后,对于基坑肥槽一般采用填土回填。
在雨水较大的季节,整个基坑周边为弱透水性的基岩,基坑内积水无法排出,当水位较高时,就会对主体结构产生较大的浮力。
对于此类情况,本文认为在主体结构设计时,应当按场地周边地表最低点进行抗浮验算,也可对基坑肥槽采用弱透水性的材料回填,如用素混凝土回填,做到封闭基底、原槽浇注。
可有效的减小水浮力的影响。
2 地下明挖结构的抗浮方案选择地下明挖车站的抗浮方案要根据基坑方案、周边环境、工程地质条件、主体结构方案等因素综合考虑。
关于地铁地下车站抗浮设计处理措施的探讨
关于地铁地下车站抗浮设计处理措施的探讨摘要:随着经济的发展,城市地下轨道交通建设也步伐加快的建设,地铁车站深埋地下,车站箱体位于地下水位以下,对车站进行承载力和正常使用极限状态设计时,必须知晓浮力概况,特别是在地下水位较高的地区,抗浮问题处理得当与否直接关系着地铁车站正常使用期间的可靠度。
关键词:地下车站;抗浮;设计;计算引言近年来,随着城市地下轨道交通建设规模的不断扩大,大部分地铁车站均以潜卖、明挖施工居多,而很多城市的地下水位又较高,水位也不是稳定不变,且地铁设计均是百年工程,这使得地铁车站的抗浮设计在地铁设计中占据着重要的地位。
1.项目概况某地下二层车站,车站总长度121.1m,总高度13.49m,标准段宽度18.7m,车站轨面平均埋深15.01m,顶板面覆土厚度3m。
本站地下水位较高,设计按满水位计算,自重抗浮能力不足,围护结构为土钉墙的部分考虑底板向外悬挑1.5m,利用外挑部分的土体重量抗浮,围护结构为钻孔桩的部分采用设置压顶梁;车站中柱底需设抗拔桩抗浮。
2 地质条件本场地土(岩)自上而下分别为:人工填土层、冲(洪)积粉细砂层、冲(洪)积中粗砂层、冲(洪)积粘性土层、可塑粉质粘土层、硬塑~坚硬粉质粘土层以及全风化、强、中、微风化层。
地下水主要为第四系松散岩类孔隙水和层状基岩裂隙水,稳定水位埋深1.7~5.3m,平均2.9m。
地下水位变化与地下水的赋存、补给及排泄等密切相关,每年5~10 月为雨季,大气降雨充沛,水位会明显上升,最高水位15.5m。
场地内地下水对混凝土结构无腐蚀性,但对其中的钢筋有弱腐蚀性。
3 抗浮设计3.1 抗浮方式车站底板持力层为微风化岩层,对于地下水位高、底板埋深大且覆土少的地下车站,仅靠结构自重及覆土荷载难以满足抗浮要求,故需采取相应抗浮措施,主要有抗拔桩及抗浮锚杆两种。
由于目前抗浮锚杆耐久性缺乏有效的技术控制,且锚杆与底板接头部位是防水的薄弱环节,地下车站是按使用年限100 年进行设计,根据地铁五号线技术要求,抗浮不宜采用抗浮锚杆,故本站采用抗拔桩来解决抗浮问题。
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地下明挖车站结构抗浮设计要点分析
【摘要】抗浮设计是是地铁车站结构设计中需要考虑的一个重要因素。
本文分析了抗浮设防水位的选择方法,介绍了几种常用的抗浮措施及抗拔桩在抗浮设计中计算方法,并结合实例,对某地下明挖车站结构进行抗浮验算。
【关键词】地下车站结构;抗浮设计;抗拔桩
引言
地铁建设在缓解交通压力方面发挥着重大作用,在地铁设计中需要结合地质情况,考虑地下水对结构的影响。
地下水对地下明挖车站的影响包含两个方面:
(1)施工阶段对明挖基坑的影响;
(2)使用阶段对车站主体结构的水压力和水浮力的影响。
施工阶段一般会采取降水和止水的方式。
使用阶段,地下水位会逐渐回到原值。
特别是在沿海、沿江地区,地下水位较高,产生巨大的浮力,对地下车站结构极为不利。
因此,在车站结构设计中必须进行抗浮验算。
1 地下抗浮水位的选择
抗浮设计首先要明确抗浮设防水位。
根据《高层建筑岩土工程勘察规范》对抗浮设防水位的定义: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。
由此可知,抗浮设防水位的确定要根据区域场地的水文地质条件来确定,而不仅仅限于地下车站站位处;同时,抗浮设防水位要保证结构安全,应取结构的使用年限时段内,场地可能出现的最高水位来做为抗浮水位。
因此,对于地勘报告中未提供明确的地下水位的地下车站,也应结合地质和场地条件,进行抗浮验算。
例如重庆地区,地质结构一般为上部覆盖少量填土,下部为砂岩或砂质泥岩,地下水主要为基岩裂隙水和孔隙水。
在基坑开挖时,破坏了地下岩体的完整性,在主体结构施工完成后,对于基坑肥槽一般采用填土回填。
在雨水较大的季节,整个基坑周边为弱透水性的基岩,基坑内积水无法排出,当水位较高时,就会对主体结构产生较大的浮力。
对于此类情况,本文认为在主体结构设计时,应当按场地周边地表最低点进行抗浮验算,也可对基坑肥槽采用弱透水性的材料回填,如用素混凝土回填,做到封闭基底、原槽浇注。
可有效的减小水浮力的影响。
2 地下明挖结构的抗浮方案选择
地下明挖车站的抗浮方案要根据基坑方案、周边环境、工程地质条件、主体结构方案等因素综合考虑。
目前,在地下结构施工中,基坑与主体结构的关系主要有以下几种:①复合墙。
指的是在围护结构和内衬之间设置防水层,有两种结构形式,一是围护结构与主体分开;二是围护结构借助压顶梁与主体相连;②叠
合墙。
指的是利用钢筋将围护结构和内衬相连,以抵御水土压力。
○3基坑与主体分离,如采用放坡开挖或板肋挡墙等。
若车站采用围护结构及主体分离的结构方式,则围护结构自重及侧摩擦力都不用考虑;若采用另外两种结构方式,在抗浮计算时必须对侧摩阻力纳入考虑范围。
目前地下明挖车站的抗浮方案主要有压重法、侧摩阻力、底板排水等:
压重法最常用的方式是将底板加宽,利用底板上的回填材料来增大抗浮力,由于回填材料也位于地下水位以下,只能采用浮容重;而且采用这种方式会增大基坑开挖范围,对一般建于城市中心的地铁车站结构来说,基坑开挖范围一般受周边建筑物、道路交通的限制,很难满足扩大基坑的要求。
对于地下水位不高的车站和周边场地不受限制的车站,可以采用该方法。
采用底板开泄水孔来降低周边地下水位,底板上的泄水孔容易积污堵塞,影响排水效果,而且降低地下水位有可能带来周边地质沉降等问题。
利用侧摩阻力抗浮,通常采用抗拔桩或抗拔锚杆。
抗拔锚杆耐久性缺乏可靠的技术控制,设置数量较多,间距较小,对于采用整体外包防水的地下车站,防水节点不好处理,影响车站的防水效果,目前在国内地铁车站的抗浮设计中缺少设计经验。
因此建议优先采用抗拔桩。
计算时,抗浮安全系数取为1.15。
3 抗拔桩设计
抗拔桩实质为摩擦桩,因此抗拔桩的布置要满足《建筑桩基技术规范》中对于摩擦桩的相关要求,间距应大于3倍桩径。
抗拔桩一般布置于地下车站底梁或侧墙下,布置于侧墙下时,应满足桩中心距底板边缘的距离不宜小于桩的直径或边长;对于布置于底板上的抗拔桩,应对底板的抗冲切进行验算。
桩的纵向钢筋锚入结构底板内的长度不应少于钢筋直径的45倍。
在计算时,抗拔承载力主要由两部分计算结果控制:
一是桩土提供的摩擦力及桩身自重之和,按《建筑桩基技术规范》第 5.4.5条计算;
二是桩身受拉承载力,按《建筑桩基技术规范》第5.8.7条计算,还应验算桩身裂缝。
对于侧摩阻力较大的地区,抗拔桩的抗拔承载力一般由自身强度和裂缝控制。
4 抗拔桩设计实例
某工程为地下三层明挖车站,宽23.4米,高23.78米,顶板覆土最小为2.3米,抗浮设防水位采用地面以下7.3米,水头高度为18.78米,基底以下全为中
风化砂岩,极限侧阻力标准值qsik=260Kpa。
取车站横向每延米进行抗浮验算:
结构自重标准值G=2922.5KN
顶板覆土自重G土=2.3*20*23.4=1076.4KN
水浮力
F=18.78*23.4*10=4394.5KN>(2922.5+1076.4)=3998.9KN,不满足抗浮要求。
经过分析,采用Φ1000的钻孔桩来解决车站的抗浮问题:抗拔桩布置于墙下和底梁下,横向布置4根,纵向采用8.7米的间距,与柱距相同,桩长取10米。
根据《建筑桩基技术规范》5.4.5条公式,基桩的抗拔承载力:
Nk=0.7*260*3.14*1*10/2+3.14*0.52*25=3053KN
每延米抗拔力为3053*4/8.7=1403KN
验算抗浮力:(1403+2922.5+1076.4)/4394.5=1.23>1.15,满足要求。
桩身强度和裂缝验算:桩身混凝土强度为C40,配27根Φ32的三级钢,按轴心受拉构件计算,拉力F=3053KN,计算得桩身最大裂缝宽度为0.287mm,钢筋应力为140.6Mpa,均满足规范要求。
5 结语
(1)地下明挖车站在设计中要做好抗浮设计,既使在勘测过程中无地下水位时,也应根据具体的地质情况和场地情况,选取合理的抗浮设计水位,进行抗浮验算。
(2)地下车站的抗浮措施工结合基坑方案、周边环境、工程地质条件、主体结构方案等因素综合考虑。
(3)抗拔桩设计时,应根据侧摩阻力值来选择合适的抗拔桩直径、桩长和布置方案,并验算桩身强度和裂缝。
参考文献:
[1]张旷成,丘建金.关于抗浮设防水位及浮力计算问题的分析讨论[J].岩土工程技术,2007,21(1):15-20.
[2]JGJ72—2004高层建筑岩土工程勘察规范[S].
[3]JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S].。