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第 31卷第 4期河北理工大学学报(自然科学版) Vol 31 No 4
2009年 11月 Journa l of Hebe i Polytechn ic Un iversity (Natural Science Edition) Nov 2009
文章编号: 1674 0262 (2009) 04 0111 04
地下结构抗浮设防水位和浮力计算
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肖林峻 1 ,杨治英 2
(1 聊城大学建筑工程学院,山东聊城 252000; 2 山东博远建筑设计有限公司,山东肥城 271600)
关键词:地下结构;设防水位;浮力;渗流
摘要:大量地下车库、下沉式广场等地下建筑的兴建,使抗浮问题非常突出。针对地下结构
设计时抗浮设计水位的确定和水浮力计算问题,分析了地下水赋存状态与渗流特性、基础埋深
与地下水层关系,介绍了设防水位的合理选取及水浮力实用计算方法,最后给出了工程算例。
中图分类号: TU 46 文献标志码: A
0 引言
随着现代化城市的建设发展,地下空间不断得到开发利用,诸如无上部建筑的地下车库、商场、下沉式广
场修建越来越多。这些地下建筑物设计的关键就是抗浮问题,核心内容无外乎抗浮设计水位的确定和结构
托浮力的计算。抗浮设计水位取值过高,为平衡设计浮力势必要增加结构自重或抗拔桩等复杂的抗浮措施,
使费用增加,造成浪费。抗浮设计水位确定过低,修建或使用期间遇到地下水位上升,则会造成结构开裂、渗
水,甚至失效浮起,国内此类安全事故已发生多起。
现行的有关规范对抗浮设计均有说明,但均不具体。《高层建筑岩土工程勘察规程》8 6 节中规定:“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,对抗浮设防水位进行评价,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、排泄等因素综合确定。”[ 1 ] 。《岩土工程勘察规
范》7 3节中规定:“对基础、地下结构物和挡土墙,应考虑在最不利组合情况下,地下水对结构物的上浮作
用,原则上按设计水位计算浮力,对节理不发育的岩石和粘土且有地方经验或实测数据时,可根据经验确
定。”[ 2 ] 。可见,规范都要求对结构物进行抗浮验算,但对具体方法没有明确。现有的岩土工程勘察报告也
是只提及最高水位及常年平均水位,常使一些对水文地质条件不太熟悉的设计人员出于安全的考虑简单地
以最高水位作为设计水位,这种简单的设计方法显然缺乏合理性和经济性,因此探讨该问题很有必要。
1 抗浮设防水位确定方法
1 1 设防水位的概念
《高层建筑岩土工程勘察规程》2 1 6给出了抗浮设防水位的概念,即“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。”[ 1 ] 。从该词条定义可以这样理解:设防水位是保证建筑物
服役安全,几十甚至上百年建筑使用期的安全,在此期间不致因地下水上升,浮力加大而引起抗浮失效,因而
应有足够安全度;另外,设防水位应是场地水位,要以区域水文地质条件为基础,从较大范围的整个场地来考
虑,而不是以某个单