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1、地 下 水 与 地 下 室 抗 浮2011-03-15 08:50 来 源 ： 浏 览 次 数 ： 16 关 键 字 ： 地 下 室 上 浮 ， 特 别 是 大 面 积 地 下 室摘 要 ； 是 构 成 水 圈 的 重 要 水 体 之 一 ， 是 埋 藏 在 地 表 下 土 体 孔 隙 、 岩 石 孔 隙 、 空 洞 中 的 水 的 总称 。 地 下 水 的 运 动 有 层 流 和 紊 流 两 种 形 式 ， 以 层 流 为 主 ， 它 的 运 动 遵 循 达 西 定 律 。 地 下 水 作 为 岩土 介 质 的 组 成 部 分 ， 直 接 影 响 着 岩 土 的 性 质 和 行 为 。关 键
2、 词 ； 地 下 室 上 浮 ， 特 别 是 大 面 积 地 下 室 的 不 均 匀 上 浮 ， 造 成 结 构 严 重 受 损 的 事 故 屡 见 不鲜 。近 年 来 ， 地 下 室 上 浮 ， 特 别 是 大 面 积 地 下 室 的 不 均 匀 上 浮 ， 造 成 结 构 严 重 受 损 的 事 故 屡 见 不鲜 。（ 一 ） 地 下 水 的 基 本 类 型1) 上 层 滞 水A. 主 要 靠 大 气 降 水 和 地 表 水 下 渗 补 给 ；B. ；C. 以 蒸 发 或 向 下 渗 透 到 潜 水 中 的 方 式 排 泄 ；D. 水 量 小 ， 季 节 变 化 大 ， 容 易 污 染 ；
3、E. 引 起 土 质 边 被 滑 塌 、 黄 土 路 基 沉 陷 、 路 基 冻 胀 等 病 害 的 重 要 因 素 。2) 潜 水 潜 水 的 分 布 及 潜 水 面 特 征潜 水 面 潜 水 的 无 压 的 自 由 水 面 。 通 常 ， 潜 水 面 不 是 一 个 延 伸 很 广 的 平 面 ， 是 一 个 有 起 有伏 、 有 陡 有 缓 的 面 ， 潜 水 面 形 态 一 般 与 地 表 地 形 相 适 应 。 潜 水 埋 藏 深 度 ： 潜 水 面 至 地 面 的 垂 直 距 离 。 潜 水 层 厚 度 ： 潜 水 面 至 下 部 隔 水 层 顶 面 的 垂 直 距 离 （ 含 水
4、 层 厚 度 ） 。 潜 水 位 ： 潜 水 面 上 每 一 点 的 绝 对 标 高 。 潜 水 的 补 给 、 径 流 和 排 泄大 气 降 水 、 地 表 水 、 承 压 水 潜 水 地 表 水 （ 河 流 、 泉 山 区 ） 、 蒸 发 （ 平 原 区 ） 确 定 任 一 点 的 潜 水 流 向 ； 确 定 沿 潜 水 流 动 方 向 上 两 点 间 水 力 坡 度 ； 确 定 任 一 点 潜 水 埋 藏 深 度 ； 确 定 潜 水 与 地 表 水 之 间 的 补 给 关 系 。 承 压 水 的 分 布 自 流 盆 地 及 自 流 斜 地承 压 水 头 ： 承 压 水 位 到 隔 水 层
5、 顶 板 间 垂 直 距 离 。含 水 层 厚 度 ： 隔 水 层 顶 、 底 板 间 的 垂 直 距 离 。（ 三 ） 典 型 案 例工 程 概 况某 大 夏 由 A 座 (26 层 )、 B 座 (18 层 )及 东 西 两 座 裙 楼 (3 层 )组 成 。 塔 楼 与 裙楼 共 同 围 成 了 一 个 30m38m 的 内 庭 。 B 座 有 一 层 地 下 车 库 ， A 座 、 裙 房 及 内 庭 下面 有 两 层 地 下 车 库 。 上 部 结 构 为 框 架 剪 力 墙 体 系 ， 基 础 为 人 工 挖 孔 灌 注 桩 ， 长 度 为18-23m。 A,B 座 塔 楼 下 人
6、 工 挖 孔 桩 桩 径 为 1.2-2m， 桩 端 直 径 扩 大 0.6-1.2m， 桩端 入 中 风 化 砂 岩 一 倍 桩 径 。 裙 楼 和 内 庭 范 围 内 的 人 工 挖 孔 桩 长 10-15m， 桩 径 为1.2m， 无 扩 大 头 ， 桩 端 入 中 风 化 砂 岩 0.5m. 工 程 所 在 场 地 为 河 流 冲 积 地 带 ， 地 表 有 水 塘 ， 地 下 水 主 要 赋 存 于 第 四 系 砂 层 及素 填 土 层 中 ， 稳 定 水 位 较 高 ， 为 0.10.70m， 水 量 丰 富 ， 受 大 气 降 水 补 给 的 影 响而 变 化 。佛 山 市 年
7、降 雨 量 2500mm 左 右 ， 集 中 在 510 月 ， 雨 季 的 到 来 使 得 基 坑 内 外 的地 下 水 位 不 断 提 高 ， 周 边 的 地 下 水 也 通 过 基 坑 底 部 、 支 护 侧 壁 及 其 破 损 处 流 入 基 坑 ，造 成 底 板 下 的 上 浮 力 不 断 增 加 ， 由 于 桩 的 抗 拔 力 不 够 ， 导 致 内 庭 范 围 内 的 地 下 室 底板 在 浮 力 的 作 用 下 持 续 向 上 起 拱 。 而 内 庭 四 周 的 塔 楼 和 裙 楼 的 自 重 均 大 于 浮 力 ， 塔楼 和 裙 楼 不 可 能 上 浮 ， 从 而 导 致 地
8、 下 室 的 局 部 (内 庭 )产 生 了 上 浮 ， 内 庭 下 地 下 室与 周 边 塔 楼 、 裙 楼 相 交 处 的 梁 不 断 出 现 新 的 裂 缝 并 进 一 步 扩 大 。水 文 地 质 条 件该 基 础 所 处 地 貌 单 元 属 山 前 二 级 阶 地 与 海 成 一 级 台 地 交 替 变 化 部 位 ， 距 二 级 阶地 前 缘 100 多 米 ， 地 形 对 大 气 降 水 给 地 下 水 相 当 有 利 。 还 有 山 坡 前 沿 补 给 的 深 层 承压 水 以 泉 水 形 式 溢 出 ， 承 压 水 头 接 近 地 表 。 第 一 层 地 下 水 和 第 二
9、层 承 压 水 都会 直 接 影 响 着 地 下 室 基 础 的 稳 定 性 。 根 据 该 工 程 工 程 地 质 勘 察 报 告 ， 对 该 基 础 有 影响 的 地 层 是 : 杂 填 土 :褐 红 色 ， 含 粘 土 、 砂 类 土 及 玄 武 岩 碎 屑 ， 含 孔 隙 水 ; 淤 泥 质 粘 土 :灰 色 一 深 灰 色 ， 含 腐 植 质 ， 中 间 常 夹 有 中 纫 砂 透 镜 体 富 的 孔 隙 水 。该 松 散 砂 层 含 较 丰 ; 中 砂 层 :黄 色 一 褐 黄 色 ， 为 长 石 、 石 英 质 颗 粒 ， 含 水 层 厚 度 1.5-3.3m; 中 粗 砂 层
10、:黄 色 一 褐 黄 色 ， 质 地 相 当 松 散 ， 渗 透 性 好 ， 含 水 层 厚 度 0.8-3.2m.; 粘 土 层 :褐 黄 色 ， 层 间 含 粉 细 砂 薄 层 ， 厚 度 3.2-3.5m， 为 相 对 隔 水 层 。 其 二 ， 裙 楼 基 础 底 板 以 下 为 相 对 隔 水 层 ， 裙 楼 东 西 两 侧 己 建 成 的 两 栋 主 楼 地 下室 基 础 距 离 很 近 ， 从 基 坑 南 面 补 给 的 地 下 水 ， 遇 到 基 础 底 板 以 下 地 层 及 两 栋 主 楼 地下 室 边 墙 的 阻 隔 ， 形 成 一 个 一 面 进 水 ， 三 面 封 闭
11、 的 “洼 坑 式 ”结 构 构 造 。 这 种“储 水 构 造 ”， 当 基 础 箱 体 空 着 或 排 水 系 统 失 效 时 ， 造 成 的 基 础 整 体 上 浮 或 箱 体 扭裂 破 坏 更 大 。地 下 室 上 浮 所 致 )。 同 年 2 月 14 日 进 行 系 统 沉 降 观 测 时 ， 发 现 -0.05m 板 上浮 ， 最 大 点 达 149mm， 位 于 E 区 ； 此 时 在 E、 C 区 段 一 些 近 柱 边 的 框 架 梁 端 出 现 上宽 下 窄 的 贯 穿 性 结 构 裂 缝 。原 因 分 析(1)设 计 对 地 下 水 位 高 度 估 计 不 足 ， 设
12、计 抗 浮 力 取 值 小 于 实 际 值 ， 是 地 下 室 在 施工 阶 段 上 浮 的 主 要 原 因 。 事 后 实 测 最 大 水 头 大 于 12.00m， 复 核 地 下 室 底 板 水 压 达38.5KN/m2； E 区 和 C 区 段 地 下 室 的 人 工 挖 孔 桩 不 能 承 受 差 距 极 大 的 抗 拔 力 (原设 计 为 承 受 竖 向 荷 载 的 受 压 桩 )。(2)设 计 未 考 虑 基 础 地 下 室 结 构 局 部 抗 浮 受 力 差 异 。 上 部 建 筑 高 低 悬 殊 ， 甚 至 同体 地 下 室 局 部 区 段 无 上 部 建 筑 ， 造 成 上
13、 部 建 筑 结 构 竖 向 荷 载 重 心 与 地 下 室 底 板 平 面形 心 不 重 合 ， 基 底 作 用 力 (地 基 反 力 ， 包 括 浮 力 )对 地 下 室 底 板 的 荷 载 分 布 不 均 。地 下 室 上 浮 差 值 最 大 达 138mm， 地 下 室 局 部 结 构 强 度 不 足 以 抗 拒 ， 导 致 混 凝 土 梁 板开 裂 ； 上 浮 最 大 区 段 正 是 位 于 无 裙 楼 部 位 ， 裂 缝 情 况 也 最 严 重 。(3)施 工 组 织 抗 浮 防 范 意 识 不 强 ， 在 地 下 室 回 填 后 即 停 止 了 降 水 ， 地 下 水 位 恢 复
14、 ，又 因 其 他 原 因 暂 停 施 工 而 未 作 沉 降 观 测 。 以 致 发 现 混 凝 土 结 构 出 现 裂 缝 仍 未 觉 察 是地 下 室 上 浮 所 致 ， 未 能 在 第 一 时 间 内 采 取 有 效 措 施 ， 加 剧 了 地 下 室 和 裙 楼 数 层 混 凝土 结 构 构 件 裂 缝 的 发 展 程 度 。 原 因 归 纳引 起 地 下 室 上 浮 的 原 因 是 地 下 水 浮 力 大 于 建 筑 物 当 时 的 上 部 荷 重 ， 造 成 这 种 情况 有 （ 1） 勘 察 单 位 提 供 的 抗 浮 水 位 失 真 （ 地 下 扩 抗 浮 设 防 水 位 标
15、 高 取 值 有 误 ；（ 2） 设 计 上 的 疏 失 。 设 计 人 员 忽 视 了 大 体 积 地 下 室 主 体 建 筑 外 上 部 荷 重 较 轻 的受 力 单 元 的 浮 力 验 算 ；（ 3） 施 工 单 位 的 大 意 。 施 工 过 程 中 ， 过 早 停 止 降 低 地 下 水 的 措 施 、 地 下 室 回 填土 的 回 填 质 量 太 差 无 法 形 成 有 效 摩 擦 力 或 施 工 场 地 排 水 不 畅 、 地 表 水 倒 灌 等 ；（ 4） 天 灾 连 续 的 暴 雨 和 海 水 大 潮 倒 灌 造 成 地 表 水 位 急 剧 升 高 是 地 下 室 上 浮的
16、不 可 抗 力 因 素 。（ 四 ） 规 范 中 有 关 抗 浮 的 内 容 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 第 3.0.2 条 规 定 ： “当 地 下 水 埋 藏 较 浅 ， 建 筑 地 下 室 或 地 下 构 筑 物 存 在 上 浮 问题 时 ， 尚 应 进 行 抗 浮 验 算 ”， 这 条 规 定 列 为 强 制 性 条 文 。第 3.0.3 条 文 规 定 ： “地 基 基 础 设 计 前 应 进 行 岩 土 工 程 勘 察 ， 并 应 符 合 下 列 规定 ： 当 工 程 需 要 时 ， 尚 应 提 供 用 于 计 算 地 下 水 浮 力 的 设 计 水 位 ”， 也 就 是 说 ， 用于 计 算 地 下 水 浮 力 的 设 计 水 位 应 通 过 岩 土 工 程 勘 察 确 定 。 岩 土 工 程 勘 察 规 范 第 7.1.1 条 规 定 :“岩 土 工 程 勘 察 应 根 据 工 程
