地下室抗浮設計的探討與思考

地下室抗浮設計的探討與思考第一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日一、抗浮設計的基本原理第二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日水對地下建筑物的浮力大小遵循阿基米德原理，水對物體的浮力等于物體排開同體積水的重量。同時水的浮力作用也遵循連通管原理，即不同截面尺寸的各連通管水位等高，且壓強相等。因此，當?shù)叵陆ㄖ锱c周圍介質間存在薄層自由水膜時，無論水的性質是潛水、上層滯水或承壓水，即可產生強度為γh的浮力（γ為水的重度，h為建筑物基底以上的水深），當水浮力強度大于地下建筑物單位面積的重量時，建筑物即可浮起，當水不斷補充時，建筑物將不斷上浮，所以，建筑物浮起是一個漸進過程。水量的大小只是控制著建筑物上浮速度和上浮量，而水位高低則是控制建筑物上浮的基本要素。第三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日二、抗浮設計的方法第四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日三、抗浮設計的流程第五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日四、如何確定抗浮水位第六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日省標《建筑地基基礎設計規(guī)范》5.1.4條規(guī)定“地下水的設防水位應取建筑物設計使用年限內（包括施工期）可能產生的最高水位”，“如果巖土勘察報告中沒有提供地下水的最高水位時，地下水設防水位可取建筑物室外地坪標高”。行業(yè)標準《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》8.6.2條規(guī)定“當有長期水位觀測資料時，場地抗浮設防水位可采用實測最高水位；當無長期水位觀測資料或資料缺乏時，按勘察期間實測最高穩(wěn)定水位并結合場地地形地貌、地下水補給、排泄條件等因素綜合確定”。其條文說明中指出“我國南方濱海和濱江地區(qū)，經(jīng)常發(fā)生街道浸水現(xiàn)象，抗浮設防水位可取室外地坪標高”。規(guī)范規(guī)定第十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日行業(yè)標準《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》8.6.5條規(guī)定“地下水在穩(wěn)定水位作用下所受的浮力應按靜水壓力計算，對臨時高水位作用下所受的浮力，在粘性土地基中可以根據(jù)經(jīng)驗適當折減”。

其條文說明指出“即使地下室底板直接和基巖接觸的情況，由于基巖總是總在節(jié)理和裂隙等，且混凝土與基巖接觸面也存在微裂隙，靜水壓力也不宜折減”。第十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日行業(yè)標準《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》8.6.4條規(guī)定“對位于斜坡地段的地下室或其他可能產生明顯水頭差的場地上的地下室進行抗浮設計時，應考慮地下水滲流在地下室底板產生的非均布荷載對地下室結構的影響”。第十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日五、關于抗拔錨桿設計方法討論第十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日（一）錨桿桿體的截面面積的確定第十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日1.依據(jù)《巖土錨桿（索）技術規(guī)程》（CECS22：2005）

第十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日說明：以下討論均假定假定錨桿抗拔承載力設計值為Nt=600KN第十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日2.依據(jù)廣東省標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》（DBJ15-31-2003）

第十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日3.分析比較

第二十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日（二）錨桿錨固端長度（入巖深度）的確定

（假定全部入微風化泥質粉砂巖）

第二十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日1.依據(jù)《巖土錨桿（索）技術規(guī)程》

第二十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第二十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第二十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第二十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第二十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日2.依據(jù)省標《建筑地基基礎設計規(guī)范》

第二十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日3.總結

第二十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日六、關于抗拔樁的裂縫控制標準和計算方法討論第二十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日依據(jù)《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008第三十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日二a環(huán)境類別是指“室內潮濕環(huán)境；非嚴寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境”。根據(jù)上述規(guī)定可以推斷：處于穩(wěn)定水位以下與無侵蝕性的水或土壤接觸的樁可以按0.3mm裂縫控制。第三十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日依據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002根據(jù)上表可推斷：抗拔樁裂縫應按0.2mm控制。第三十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日依據(jù)廣東省標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》

DBJ15-31-200310.2.7條第4款明確規(guī)定“對受長期水平荷載或抗拔樁，應驗算樁身的裂縫寬度，其最大裂縫寬度不應大于0.2mm”

。第三十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日依據(jù)國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》

GB50007-20028.5.8條明確規(guī)定“當基樁承受拔力時，應對樁基進行抗拔驗算及樁身抗裂驗算”

。但該規(guī)范未明確裂縫寬度按0.2mm還是0.3mm控制。第三十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日各規(guī)范規(guī)定對比分析規(guī)范《砼規(guī)》《省基》《國基》《新樁》裂縫寬度0.2mm0.2mm未明確0.3或0.2個人觀點：贊同《新樁基》的規(guī)定。如珠江新城地區(qū)地下水對鋼筋混凝土無腐蝕性，當?shù)叵率逸^深時，基樁肯定是一致處于穩(wěn)定水位以下，因此可以按0.3mm裂縫寬度控制，沒有必要按0.2mm裂縫控制。第三十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日抗拔樁裂縫寬度的計算方法《砼規(guī)》8.1.2條規(guī)定“計算裂縫寬度時應按荷載效應的標準組合并考慮長期作用影響的最大裂縫寬度”，且條文說明中指出“考慮了短期裂縫寬度的擴大系數(shù)”。因此，個人認為：計算抗拔樁的樁身裂縫寬度時，不能采用最高水頭，而應采用“正常使用時的地下水位（而不是某一兩次下暴雨后的水位）”。當然這個正常使用的時的水位不容易確定，但顯然這個水位比最高水位要低一些。采用最高水位進行抗拔樁裂縫寬度驗算是不合理和不經(jīng)濟的。第三十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日某抗拔樁裂縫計算對比分析假定某抗拔樁直徑D=1200mm，最高水頭產生的抗拔樁拉力N=5000KN，常水頭產生的抗拔樁拉力N=4000KN，樁長已滿足設計要求，下面采用不同的水頭和不同的裂縫控制標準進行樁身配筋設計。鋼筋采用HRB335，混凝土采用C30.根據(jù)下表分析可以看出，當按常水位進行0.3mm裂縫寬度計算得到鋼筋與按最高水頭按承載力計算并考慮鋼筋腐蝕影響所得的鋼筋一致。按N=5000KN進行軸心受拉構件承載力設計按N=5000KN進行軸心受拉構件0.2mm裂縫寬度驗算按N=5000KN進行軸心受拉構件0.3mm裂縫寬度驗算按N=4000KN進行軸心受拉構件0.3mm裂縫寬度驗算需要34根25mm；考慮腐蝕，加大一級，為34根28mm。52根28mm41根28mm34根28mm第三十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日結論抗拔樁承載力設計和正常使用（裂縫寬度）應分別最高水頭和正常使用階段水頭，裂縫計算也采用最高水頭是不合理和不經(jīng)濟的?？拱螛读芽p寬度限值應根據(jù)地下水腐蝕性情況和地下水位變化情況確定是0.2還是0.3mm。不分情況均按0.2mm控制是不合適的，會造成不必要的浪費。當?shù)叵滤疅o腐蝕性且地下室較深時，按承載力計算并考慮腐蝕提高一級直徑后鋼筋量應與按0.3裂縫寬度計算所得的鋼筋量基本一致。第三十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日七、工程實例分析第三十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日（一）保利威座大廈第四十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第四十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第四十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第四十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第四十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第四十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第四十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第四十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日第四十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期日