文档介绍：关于“抗浮水位”的讨论
中国有色金属工业长沙勘察设计研究院曾昭建
二○一○年十一月
关于“抗浮水位”的讨论
一、基本概念
二、抗浮设防水位的应用
三、抗浮设防水位的确定
四、关于长沙地区抗浮设防水位
五、结语
一、基本概念
1、几个相关的名词解释
根据与来源:《水文基本术语和符号标准》(GB/T50095-98)及《岩土工程基本术语标准》(GB/T50279-98)
——狭义指埋藏于地面以下岩土孔隙、裂隙、溶隙饱和层中的重力水,广义指地面以下各种形式的水。(存在于地面以下岩石和土孔隙、缝隙的孔洞中的水。)
——自由水面相对于某一基面的高程。
一、基本概念
——地面以下潜水面以上与大气相通的地带。
——包气带中局部隔水层上所积聚的具有自由水面的重力水。(包气带中局部隔水层或弱透水层上积聚的具有自由水面的重力水。)
——地表以下第一个稳定隔水层以上具有自由水面的地下水。(埋藏在地表以下具有自由表面的地下水。)
——充满于上、下两个隔水层之间的含水层,对顶板产生静水压力的地下水。(充满在上下两个隔水层之间的含水层中,水头高出其上层隔水顶板底面的地下水。)
一、基本概念
——当土垠水的含量超过土垠颗粒的吸引力和毛管力所能保持范围,在重力作用下,由上往下运移多余的水。
——存在于岩土孔隙中的重力水。
——结构致密、透水性极弱的导水速率不足以对井或泉提供明显水量的岩土层。(渗透率小到可以忽略不计的岩土层——又称不透水层。)
一、基本概念
2、定义
在二十一世纪之前,或者更早一点的九十年代之前,在工程界,对于“抗浮”及“抗浮设防”没有提到重要的议事日程,也就是没有普遍提到或者引起足够的重视,那个时候,在工程界注意得多的是地下水的“静水压力”、“动水压力”、“动态变化”等等。
1998年12月11日发布,1999年5月1日起实施的《水文基本术语和符号标准》(GB/T50095-98)以及1998年12月11日发布,1999年6月1日起实施的《岩土工程基本术语标准》(GB/T50279-98)均没有给出“抗浮”、“抗浮水位”或者“抗浮设防水位”的定义。
一、基本概念
随着城市的高速发展,特别是上世纪八十年代后期以来,城市的高层建筑及超高层建筑的大量兴建,地下室及超深地下室,纯地下室及地下广场等,地下水的赋存和渗流形态对基础工程的影响日渐突出。地下水的抗浮设防水位成为了一个重要的议题。
2000年以后的相关的工程建筑领域的规范都不廻避抗浮这个课题,均都对抗浮设防水位作出了相应的规定。
·《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72—2004,J366—2004)对抗浮设防水位给予了明确的定义:
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。
一、基本概念
·关于抗浮水位与抗浮设防水位。
抗浮水位是一个广义的,是一个“俗称”——也就是人们一个习惯的叫法。
抗浮设防水位是一个狭义的,是一个具有工程价值的定名——也就是直接为工程服务的。
一般来说,抗浮水位与抗浮设防水位,对于工程来说,应该就是一回事,也就是说是同一个概念。
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。
二、抗浮设防水位的应用
1、什么情况需要考虑抗浮
·对于高层建筑的地下室,在建成之后的使用阶段,一般抗浮是没有问题的。
·在地下室的施工阶段,当地下室的侧墙已经施工完毕,如果场地没有采取降水措施或者已经停止了降水,即浮力就已经产生,这时如果荷载由于过小的话将是相当危险的,但如果高层建筑采取了桩基,桩基本身是能够承受拉力的,如果这时桩基能起作用的,也是没有问题的。
·抗浮问题比较严重的是纯地下车库或地下广场式建筑,上面没有楼房,一般只覆盖了些土做些绿化,这种情况在工程的使用期间的抗浮验算一般是通不过的,这时就应考虑抗浮设防需要抗浮桩或抗浮锚杆。
二、抗浮设防水位的应用
·如果使用期间的验算抗浮没有问题,不需要考虑设置抗浮桩等的话,但是,一定要注意施工期间的验算,也就是当地下室的侧墙已经做好,顶板和上部荷载尚未完全施加时,千万不能因为施工已不再需要降水而将其停了,如果停了肯定要浮起来。
·很多高层建筑的基础埋深超过10m,甚至超过20m,高层建筑的基础埋置超深或较深时,一般都有地下室抗浮问题,尤其是施工期间地下室刚做好而上部建筑还未施工时,如果遇暴雨,常发生地下室上浮等问题。