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抗浮水位合理性的评判?

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cdddd 发表于 2013-6-29 10:12:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
现在很多地方都在建地下室,抗浮水位的准确性,关乎造价和安全,怎么鉴别其合理性?

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 楼主| cdddd 发表于 2013-6-29 10:44:55 | 显示全部楼层
第一:从地下水位坡降分析入手:水位坡降0.6%,
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 楼主| cdddd 发表于 2013-6-29 10:49:46 | 显示全部楼层
注意观察,地下水位宏观上流向

1.GIF
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 楼主| cdddd 发表于 2015-1-6 16:46:39 | 显示全部楼层
2.抗浮水位在勘察报告中提法。抗浮水位在勘察报告中,一般提供一个标高数值;若拟建场地不平且占地较大时,还是根据地势不同,提出不同抗浮水位标高值吗,若地形呈缓坡性,地下水位线是随地形起伏的(一般地下水线坡率一般在1%~3%这种说法科学吗),那么怎么提抗浮水位标高值,好像只有提场地地下水随地形起伏,水位近年来最高在地面下1.5~2.0m处,抗浮水位按此设计,这种说法可行吗?
http://www.eswnman.net/forum.php?mod=viewthread&tid=229391
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 楼主| cdddd 发表于 2015-1-6 17:19:26 | 显示全部楼层
防水问题是2001版提出的问题,GB50021在2009年修订的时候已有说明,看条文说明
抗浮水位是概念评价值,没有准确之说。一般是一个地区的共识,江苏是“宜取建成后的室外地面0.5米”。与规范对应词是“宜取场区的地面整平标高下0.5米”。“场区的地面整平标高”见勘察规范4.1.11条第1款。供参考哈。
抗浮设计水位标高很难确定;原则上应该是该地区场地历年最高水位标高(包括历年最高洪水位、海水最高潮汐水位),岩土勘察规范说了,复杂场地的复杂水文地质条件应该做专门的水文地质勘察,要了解多少个水文年的最高水位才能提供。为这个问题,我们这曾经有甲方找勘察单位和审图单位理论过,说他们不能冤枉多花一两百万去设计抗浮桩。因此我们这儿没有足够依据就绝不提供抗浮设计水位。以前也有说法,按室外设计地坪标高减0.5米提供,其实那也是没有根据;常常引起扯皮官司。
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 楼主| cdddd 发表于 2015-1-6 17:35:26 | 显示全部楼层
抗浮设防水位最保守的是提至设计室外地坪标高吗,对于处于低洼地段或江河岸边,这些地段有可能被洪水淹没,假设有下面两种情况:

①室外地坪设计相对标高为±0.0m,地下室顶板相对标高在-1.0m,大底板纯地下室,顶板以上覆土,地下室底板和侧壁所处地层为透水层,当50年一遇洪水位淹没至地面标高以上0.5m时,当抗浮设防水位按室外地坪标高设计时,虽然超出地下室顶板部分的地下水自重作用在顶板上,有利于整体抗浮,但底板的水压力应包括超出室外地坪部分的水头,底板局部抗浮可能不能满足。因此我觉得抗浮设防水位应取室外地坪以上0.5m;

②室外地坪设计相对标高为±0.0m,地下室顶板相对标高在+1.0m,大底板纯地下室,顶板以上无覆土,地下室底板和侧壁所处地层为透水层,当50年一遇洪水位淹没至地面标高以上0.5m时,当抗浮设防水位按室外地坪标高设计时,底板的水压力应包括超出室外地坪部分的水头,底板整体抗浮可能不能满足。因此我觉得抗浮设防水位应取室外地坪以上0.5m;
按当地的防洪标准设计。
内涝地区的抗浮水位应考虑内涝水位。岸边建筑应考虑防洪水位。
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 楼主| cdddd 发表于 2015-1-6 17:41:54 | 显示全部楼层
向大家请教一个问题:在一个坡地上建一个高层,有一层地下室,勘察时地下水各孔水位不一,均都在1~2米左右,没有统一的标高.为上层滞水,
   没有统一的地下水位.地下室在坡上全埋于地下,但在坡下则有一半出露于地表.
请问如何确定该建筑的抗浮水位及防水水位?哪位老师有高见,请赐教!
为什么上层滞水不用考虑抗浮?我们这边无论哪种情况都要求考虑自地表,因为南方地区雨水较多。
如果雨水较多,难道还在地面上当成抗浮水位?上层滞水,一般厚度不大,分布范围也比较小。影响也比较小。但是,可能你们南方与我们北方差别大吧。
可不考虑设防水位,因为有一部分地下室是出露,有地下水就会从出露地方流走,可建议对地埋处作好盲沟,改善流水通道即可。
不行,深圳出现过坡地上高层基坑与持力层之间冲填50cm泥砂的情况,见JGJ72-2004第8.6节及其条文说明。广东地方标准建议取室外地坪标高(见DBJ15-31-2003 第5..1.4条及条文说明 ),楼主的抗浮水位应为“抗浮设防水位”(GJ72术语),防水水位与我们无关,由建筑设计人员确定(GB50108第3.1.3条),




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 楼主| cdddd 发表于 2015-1-6 17:45:46 | 显示全部楼层
1. 正如前面有网友说的,对地层的地下水情况需要全面地分析,有没有潜水或上层滞水?也就是说,你这个图中的黏土层中的地下水条件对抗浮问题是至关重要的。
2. 如果只对承压水而言,你提的这些问题是对的,但要得到数值上的解答有些难度,不是难在渗流理论上,而是难在计算参数与边界条件的确定如果不准确,计算的结果可能与实际相差比较大。
3. 如果在建筑物使用年限内,能使基础底面的水头达到威胁抗浮稳定性的地步,那么在漫长的地质年代里,怎么还能保持那么高的承压水头呢?这虽然是一种判断,但可以通过监测来验证。
4. 例如,在基础底面埋设传感器,观测水头随时间的变化,就可以验证了。
5. 在工程上,如果对抗浮水位既没有把握,但又没有在设计时考虑抗浮稳定性,那可以做减压的设施,有水就抽,没有水上来,那就是安全的,既保险而又节省投资。

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 楼主| cdddd 发表于 2015-1-6 17:55:08 | 显示全部楼层
1. 按照现行勘察规范国标的要求,详细勘察时要求提供建筑物施工期的地下水位;
2. 至于建筑物使用期间的最高地下水位,需要时应委托做专门研究;
3. 历史最高水位资料指的是根据长年观测的地下水位资料推算的历史最高水位,没有数据是给不出来的。
即正常情况下地下水比较深,暴雨时地表水有排泄条件(地下水的水力坡度也相对较大)。建议抗浮水位按地面整平后的标高来取,取整平标高下1.5m应该是比较保险的了(平坦场地取0.5-1.0m)。且这个抗浮水位,对1层地下室,设计单位可不用采取专门的抗浮措施,结构自重即可抵消地下水浮力。
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 楼主| cdddd 发表于 2015-1-6 17:59:35 | 显示全部楼层
http://www.geot.com.cn/netpx/bbs/BView_83948_45_1.html
浮力作用于基础底板,假设如果浸水深度不同,浮力不同,那会出现什么情况?建筑物会发生倾侧,对不对?从地下水来看,能稳定地保持水位的高差吗?除非有水源不断补充,不然就会在渗流过程中使水位趋于一致。
http://www.geot.com.cn/netpx/bbs/BView_83754_45_1.html
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 楼主| cdddd 发表于 2015-1-6 18:05:12 | 显示全部楼层
按照上述理论,建筑物的抗浮水位,要根据建筑物的埋深及顶板情况,分别选取!
第一情况: 参考一下民用建筑工程设计技术措施 结构(地基与基础)第7章的内容,纯地下室部分,选取
按地面标高提供最高地下水位即可。
第二情况:建筑物高度超过最高洪水位时,按洪水位进行计算,这是最终答案!
关于基坑支护设计时基坑外侧采用的地下水位,规范没用特别说明。我想主要是基坑支护属于临时工程,使用期较短暂,所以没有详细研究。
    从道理上来说,应该采用基坑开挖和使用期内的最高水位。这个需要根据历史观测数据、开挖支护季节进行预测和综合判定。多数情况下应该不需要采用基础设计抗浮水位。
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lazzy 发表于 2015-1-6 21:15:33 | 显示全部楼层
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 楼主| cdddd 发表于 2015-4-29 16:01:48 | 显示全部楼层
现在有一个工地,就是地下室三层,埋深15-17m。
现在地层是3.0m填土,3-25m为膨胀土粉质粘土,发现有上层滞水。
25m以下为泥岩,怎么提供抗浮水位?
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 楼主| cdddd 发表于 2015-4-29 16:05:48 | 显示全部楼层
地下水抗浮水位是为防止地下水的浮力对基础的作用而危害地下室和整个建筑物安全的抗浮起而采取的措施。在建筑地基基础设计时常常涉及的抗浮水位是指历史上最高地下水水位。抗浮水位有两种,一种用于永久性建筑如地下商场、地下车库,另一种是临时性工程的抗浮水位主要是在地下室施工期间,建筑物竣工或未竣工时建筑物的荷载已经大于抗浮要求。
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 楼主| cdddd 发表于 2015-4-29 16:14:43 | 显示全部楼层
抗浮水位分为:整体稳定的抗浮水位及结构设计的抗浮水位。规范规定,抗浮水位应由岩土工程勘察单位提供。 《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)第4.1.11-6条,第4.1.13条,第7.1.1-5条以及《建筑地基基础技术规范》(DB42/242-2003)第11.4.11-3条均对抗浮水位作了规定。可见,抗浮水位的确是一个复杂的问题,抗浮水位的高低与地形、地下水类型、土质等多种因素相关,应综合多种因素分析确定,不能简单地取用勘察报告提供的勘察时的水位。(1)地下室基底位于含水层内,含水层有承压水存在时,抗浮水位应按照历史最高或丰水期最高承压水头计算。当承压水与潜水或上层滞水有水力联系时,应按二者的混合最高水位计算。(2)当建筑物所处所处场地地势低洼,场地有可能积水时,应按可能发生的积水标高计算。(3)一般情况下,出于安全考虑,在场地无积水的情况下,可取地面标高为抗浮水位标高。当场地地势高于周边地面时,可按设计年限内可能产生的最高地下水位或丰水期稳定水位计算。
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 楼主| cdddd 发表于 2015-4-29 17:03:45 | 显示全部楼层
1.这种情况勘察最难办。场地并没有勘察需要查清楚的地下水,也不具备含水层。只存在未来设计和施工改造时引发的地下水问题。严格说,这不是一个勘察问题,而应该是一个基础设计和基础施工如何去改造场地、使用场地的问题。但是如上所说:水位总是需要勘察来提供。水位提到室外,设计和业主会骂勘察保守。不提水位。则不安全。

2.以前工程经验不多,勘察总是说:没有水,不需要抗浮。对不对?对!但是事实上这类基坑总是出抗浮事故,原因是开挖后,形成了水盆,下雨的水排不走。追究起来,施工说:没有设计抗浮。设计说:勘察没有提抗浮水位。勘察说:本来没有水,那是你们没有搞好排水措施!

3.我觉得,此类地层的抗浮水位由勘察提供,不对。这种情况是,是设计根据设计措施、施工工艺自行决定抗浮水位。

4.我给勘察单位的推荐是,讲清楚以下几层意思:

a、勘察场地和地层本来无水;

b、未来你们开挖基坑会有水盆淤积,在瞬时暴雨期间,并不可能及时排泄,从而引起施工期间的抗浮事故;

c、未来回填后,回填土料和质量如何,有无超挖空隙,也是未来基坑是否赋含地下水的因素。设计和施工如果不能保证做好无间隙回填,则应做好抗浮;如果全断面无缝隙采用素混凝土或粘土压实回填,则可不抗浮。

d、故,具体抗浮水位多少请设计酌定。

勘察推荐永久性抗浮:预估的极端不利状态的抗浮水位,是未来地面最低点;最有利水位是不抗浮(前提是做好无缝隙密实回填)。

勘察推荐的基坑未回填前的临时抗浮水位:地面。

5.我这个做法,意思面面俱到,但是把球推给设计。其实不是推,本来就不是勘察的事情。
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-17 08:41:35 | 显示全部楼层
关于饱水粘性土中地下水对建筑物产生的浮力问题的讨论
http://www.eswnman.net/forum.php?mod=viewthread&tid=57584
http://www.eswnman.net/forum.php ... hlight=%BF%B9%B8%A1
众位专家,各路好手:
1、轮船之于海中,其所受浮力等于其排水的体积。
2、潜水位以下的卵石及砂类土含水层,建筑物砌置其中所受的浮力可与上例所比拟,无可厚非;
但若建筑物埋深范围以内的土层好几层,其中含饱和粘性土层,地下水类型众多,有上层滞水、层间潜水、承压水,建筑物所受的浮力如何计?饱水粘性土中的地下水浮力贡献与上例相类吗?
3、浅基础受力模式,区别于深基础的重要一点就是不计侧壁土摩擦力,对于埋深20M的筏基,虽属浅基础范围之内,但其所受侧壁摩擦力可忽略吗?
4、浅基础深基坑的肥槽内回填不密实怎么办?对改变多层水赋水条件后产生的浮力如何考虑呢?
5、如何通过增加配重抵消地下水浮力问题?
6、采用深基坑、长桩基础改变后的地下水赋存条件的基坑,对纯地下水库及裙房的浮力影响如何计?
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-17 08:45:09 | 显示全部楼层
理论上说,饱和土(包括粘性土和无粘性土)对土中构筑物的浮力,等于其基础底板处的孔隙水压力乘以基础底板的面积。
我来回答:
1、正确!
2、当有好多层土时,只需考虑基底面所在土层的透水性即可。我认为,不管是强渗透性或弱渗透性,在地下水位以下,基础与土粒之间总是有水充填的,故所有土层均应考虑地下水浮力。
3、由于基础四周一般为回填土,为非正常固结,故不论基础埋深如何,均不考虑侧壁摩阻。
4、应按施工技术要求进行回填。当按第2层计算后,可不再考虑。
5、正常使用可采用抗拔桩抵消地下水浮力,施工时可通过降水解决,也可通过在坑底堆放建筑材料等(但作用有限),具体视情况而定。
6、参见第2条。
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-17 08:47:44 | 显示全部楼层
我们沿海地区地下水位一般在1-3m之间变化,丰枯水期对地面标高应该影响不大,其值可能忽略不计吧。
一般埋深大于5米就可以视为深基础了,20米的筏基应该按深基础的模式来计算。我见过一个例子,一个三层的地下车库的两端因为地下水高差不一致,大概相差60厘米,结果地下车库翻船了,个人认为,浮力应该考虑,当其他力与浮力处于一个重量级时,设计者却忽略了浮力,呵呵,情况不会太好。
  本人还认为,侧阻力与速度是有关系的,它们之间相互作用,相互制约,尤其软土地区,软土其实是一种特殊的流体。大家在做这种项目时,在做好承载力与变形的计算外,还可以试试用流体力学的一些公式进行验算,也许会有一些收获与突破。
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-17 08:51:59 | 显示全部楼层
地铁车站抗浮,在施工阶段是先进行施工降水,有承压水的地层先降掉水头,降水至底板下若干,后对基底进行加固后施作抗拔桩,结构封顶后是依靠车站顶层的压顶梁。这个是沪杭地铁车站的标准措施。由于地铁深基坑穿越地层地质情况比较复杂,施工工序也比较繁复,确切的浮力计算实际上在设计过程中难以进行。
答复:1.此乃阿基米德定律,真理不辩。但是若箱基置于糊状流塑淤泥软土中,敢于引用的属胆大妄为,工程上需退避三舍。
   2.地下室侧壁必须考虑地下水影响,不管勘察报告认为分成几层、是否承压水,都照章计算。建筑物所受的浮力以基底土性决定,若为粘性土(不管是否饱和)均不计;若为透水砂层、卵石层,需按承压水头或滞水水位计算,特例要按照洪水水位考虑(如江河边)。若基底为岩石裂隙承压水,应高压灌缝处理,上部不再考虑(如河边泵站取水头建筑)。
  3.埋深20M的筏基,认为属浅基础范围之内是概念错误。基坑深度超过5米即算深基坑,相应的基础也应该是深基础,只不过计算可以按照浅基础公式计算而已。基础侧面考虑摩擦是不现实的,其一,侧面肯定是回填土,参数与原状土不一至;其二,破坏时会有一个破坏角,应为土体剪切破坏,参照锚固计算理论,但尺度不一至,怎么取系数没有参考资料,只能不予考虑,最多取挑出墙外板上覆土重。
4.多层赋水条件在施工时肯定破坏完毕,没见过一边开挖,坑壁一边流水的。可以认为多层水层之间在基础外已经斩断,不会相互影响。考虑同2点。但是,回填土的顶面不能开放,需要做表面隔水层,如素土夯实,或者素混凝土地面。
5.可以合理增加配重抵消地下水浮力问题:梁筏基础采用反梁,梁格间填素混凝土或回填土;筏板增加外挑,其上土压可计入压重。
6.普通深基坑、长桩基础不会改变地下水赋存条件,只有设置止水帷幕时才会发生。此时浮力影响应计帷幕下的透水层,抗覆力需计入透水层顶板(不透水土层)重量。若抵抗不了浮力,在考虑增压不划算后,只好设抗覆桩了。
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