文档介绍：地下结构抗浮设计中的几个问题
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船建学院安全与防灾工程研究所
陈龙珠, 张第轩(现在广州军区任职)
主要内容
地下结构上浮事故实例
地下结构抗浮设计规范
地下水浮力模型试验
地下结构抗浮设防水位
抗拔桩承载力的计算
一、地下结构上浮事故实例
随着我国经济快速发展, 城市地下空间开发和地下轨道交通建设日益增多。当地下结构基础底面处于地下水位以下时,它们在施工、使用阶段将不可避免地要承受地下水的浮力作用。
工程处于高水位地区,地下室底板长期处于地下水位线以下=>静水压力;
地下室底板短时间内处于水位线以下,如暴雨、潮汐、洪水的作用=>渗流水压力;
饱和砂土地震液化=>动-静水压力。
承压水压力
地下水浮力作用的类型
茂名污水池上浮开裂事故
~,。
1995年5月污水处理厂主体基本完工,6月当地连降暴雨,降水量达到400mm。当时构筑物周围基坑尚有部分未回填。由于未采取有效的排水措施,致使基坑内积满水,数日后两池的底板上拱开裂。
后经事故分析,由于当时的地质勘探是在旱季进行,地下室水位偏低,不能反映雨季的情况,致使结构设计中的上浮荷载取值偏小,底板配筋不足,从而导致在地下水位及浮力突然增加后,底板开裂。
海口某商场地下室上浮事故
该商场为地上4层,地下2层的框架结构,筏板基础,基底面标高-,地下室顶板面-,。
工程于1994年春完成地下室主体结构,后因故延至1996年夏才做完外防水。在尚未完成回填的情况下,有关单位为防止地下室进水,将其所有的进出口和预留孔进行了严密封堵。1996年9月20日,强热带风暴侵袭海口,潮位上涨,地下室顶板浸水深度约50cm。体积达3万立方米的地下室在封闭后犹如一个空箱,在地下水浮力的作用下,21日凌晨上浮高出地面5~6m。
深圳阳光花园地下室上浮事故
为全埋的单建式地下一层人防工程,,,结构设计抗浮方式主要为压重抗浮。该工程所处地原为填海造地滩涂,常年地下水位较高。
该地下室于1999年4月18日开始开挖基坑并用井点降水,8月13日地下室主体结构施工完毕,8月21日基坑土方回填。
施工单位在未采取其它抗浮措施的情况下,于8月23日停止降水,4天后南侧上浮6cm,;后因大雨,地下结构整体上浮倾斜(南侧上浮达68cm,北侧上浮13cm),并造成回填土塌陷,外墙柔性防水层接脱落,严重影响结构的整体使功能。
佛山某大楼上浮事故
该大厦由26层和18层的两幢塔楼和两幢3层裙楼构成一井字形平面布局,18层塔楼下设一层地下车库,26层塔楼、裙楼及内庭设2层地下车库。
1995年12月,当主体结构施工到地上9层时,地下室基底主梁和塔楼相交处出现裂缝,当时认为是差异沉降引起,但后来一个月在原有裂缝处又发现新的裂缝并逐渐扩展,柱脚和柱顶也出现了反对称的裂缝,内庭室内地板发生了明显的上拱现象,上拱值最大为213mm,表现为结构受地下水浮力作用引起的破坏。
厦门世贸中心地下室上浮事故
厦门世贸中心远景
采用人工挖孔桩和箱形地下室基础,地下室部分为地下3层,埋深14m,上部有塔楼及周边的裙楼,局部地方无裙楼。2000年8月完成裙楼主体结构施工,10月底完成地下室基坑回填,四周停止降水-> 半个月后进行沉降观测未发现异常,一个月后在无裙楼的部分地段出现地下室楼板裂缝现象,后在其它部位发现不同程度的裂缝。三个月后系统观测沉降时发现,位于无裙楼区的地下室发生上浮,最大上浮达149mm,与主体结构连接处出现裂缝。
结构的破坏形式小结
构件破坏:如底板拱起、地下室结构裂缝、柱子破坏等。
地下结构整体上浮、倾斜,但构件完好。
结构构件损坏且整体上浮。