地下室抗浮设防水位标高取值的讨论以及抗浮措施

地下水勘察是岩土工程勘察的一项重要任务。近年来,带有深基坑的高层建筑和地下广场式建筑大量兴建,一旦地下水可能高于地下室基础底板时,必须提供合理的抗浮设计水位,并对地下室抗浮有关问题提出建议。因此,抗浮水位的合理确定问题,它直接涉及到工程的安全性和成本问题,而实际中抗浮水位情况是比较复杂的,抗浮水位的标高取值尤其对一些水位变化大的地方,一直纠结于业内人士。抗浮水位取高了则造成浪费,估算低了则容易出事故,危险性很大。本文结合了不同的地貌地质和水文地质等条件探讨并总结了如何合理的确定地下室的抗浮水位以及相应抗浮措施,运用工程实例区别于传统的“拉压抗浮”设计方法,倡导节能绿色技术以“疏”代“抗”的疏水降压方法及时的降低地下水位,满足地下室抗浮要求。为相应的勘察与设计、施工单位确定抗浮水位或抗浮措施提供参考依据。     

地表水入渗引起工程抗浮问题及对策

城市地下空间利用日趋受到重视,工程抗浮问题成为岩土工程领域的一个重要部分。对于建筑物整个使用期的抗浮研究相对深入,但往往对于由工程施工本身引起的、改变水文地质条件后可能存在的抗浮问题不够重视。近年来,信阳市垄岗地貌分布区高层建筑及整体地下车库建设规模较大。由于垄岗地形地貌的岩土体渗透性较差,同时该地区5—8月份暴雨较为集中,地表水通过肥槽等薄弱环节进入基础底板以下,易造成地下结构破坏。结合具体案例,研究地表水入渗引起工程抗浮问题并提出相应措施,工程实践效果良好。     

MODFLOW在北京某工程抗浮分析的应用

简要介绍地下结构浮力研究方面的一些成果。应用MODFLOW软件进行数值模拟,结合具体工程进行分析论证,提出抗浮优化设防水位,降低抗浮设防投入。     

青岛星雨华府基坑抗浮锚杆方案设计与优化

抗浮锚杆是建筑工程中控制地下水浮力的重要技术。结合青岛星雨华府北区下沉广场基坑抗浮锚杆工程,基于现有抗浮锚杆设计理论进行了初步方案设计,并运用FLAC3D开展了数值模拟试验,分析了在结构荷载、地下水浮力和锚杆共同作用下基坑底板的受力和变形。在综合考虑受力和施工成本的情况下,得到了抗浮锚杆优化方案。     

临江地下结构主被动联合抗浮方法及应用

临江场地的地下水位受外江水位影响,具有长期水位较低、短期汛期水位极高的特点。临江场地内的地下结构,若仅采用抗拔桩或抗拔锚杆等常规被动抗浮措施进行抗浮,将抗浮设防水位取为地表高程显然是偏危险的,但按50年一遇和100年一遇水位采用常规被动抗浮措施进行抗浮设计又显然是不经济的,成本极高。基于此,提出抗浮范畴临江结构的定义及其“排水廊道+常规抗浮措施”的主被动联合抗浮的方法。根据临江承压圆湖公式,考虑越流效应,给出了临江排水廊道简化计算分析方法并进行了有限元验证。临江地下结构利用排水廊道进行防洪渡汛,保证汛期地下结构水荷载稳定,消除汛期高水压对结构产生的极端水荷载,而对于平时非汛期水位的作用则利用常规抗浮措施进行考虑。廊道只在汛期高水位时起防洪渡汛作用,排水减压不会引起环境影响问题,同时其耐久性也容易保证。最后介绍利用此方法进行抗浮的实际工程。     

部分粘结预应力抗拔(浮)桩的优化设计

介绍了一种新型的抗拔（浮）桩——部分粘结预应力抗拔（浮）桩。该新型桩有效改善了抗拔桩的桩身结构,能充分发挥抗拔桩的承载力,改变了混凝土受拉时的受力性状,克服了普通抗拔桩容易产生裂缝的弊病。结合有关地下结构浮力方面的研究成果及现场实际的部分粘结预应力抗拔桩荷载试验结果,对抗拔（浮）桩进行了优化设计。     

地下结构抗浮

<正>著译者:唐孟雄胡贺松张程林版次:第一版出版时间:2016-05开本:小16开出版单位:中国建筑工业出版社装帧:平膜标准书号:978-7-112-19191-8【内容简介】本书将理论研究、数值模拟、工程设计、检测与监测有机结合,重点论述地下水设防水位、地下结构抗浮设计及抗浮结构试验。全书分为13章和1个附录,主要内容包括:抗浮设防水位、抗浮设计、地下结构抗浮措施、等截面抗拔     

岩溶区漓江河流阶地建筑场地地下水抗浮设防水位的确定

地下抗浮设防水位是勘察报告中的一项重要参数,影响抗浮设防水位的因素较多。该文结合工程实例,通过对河流阶地建筑场地内可能影响抗浮设防水位的因素进行综合分析,得出：抗浮设防水位要综合考虑场地不同的工程水文地质条件、建筑条件和地形地貌条件等因素,采用最不利组合综合确定。     

浅析天津市区地下水抗浮设防水位确定方法

确定抗浮设防水位是勘察报告中的重要一项参数,影响抗浮设防水位的因素较多。通过对天津市区范围内可能影响抗浮设防水位的因素进行分析,并结合工程实例探讨确定天津市区内地下构筑物的抗浮设防水位的方法。得出：抗浮设防水位要综合考虑场地不同的地质条件、建筑条件和地貌条件等因素,采用最不利组合综合确定。     

锚索抗浮桩试验及分析

当前,随着国民经济的快速发展,地下结构物如地下停车场、地下商场等的开发与利用越来越广泛,其抗浮问题亦日益受到关注。与压重法、摩擦抗浮法、基板延伸法、降排截水法以及大口径抗浮桩(如预应力管桩、钻孔桩、人工挖孔桩)等相比,抗浮锚杆(索)(一般直径小于300mm)由于采用高压注浆工艺,使浆液能渗透到岩土体的空隙与裂隙中,锚杆(索)的侧摩阻力较大,更有利于抗浮,具有受力合理、工期短、造价低、施工便捷、节省建材等诸多优点,已在各大中城市的工程建设中迅速推广使用。文章介绍了锚索抗浮桩在昆明某工程中进行抗拔试验概况,并对试验结果进行分析,得出相关结论并提出适用于下一阶段进行抗浮设计所需的土力学指标及有关施工工艺参数的建议。其锚索抗浮桩试验经验可供同类工程借鉴与参考。     

堆填岗地地下水水位动态特征及抗浮水位确定

在南方丘陵区工程建设的场地整平时，常形成一些人工堆填岗地，受到下覆黏性土的阻隔，岗地上的填土会形成独立的上层滞水地下水系统，但目前对于这个地下水系统的特征及其工程危害却鲜有研究。本文利用某人工堆填岗地导致地下室破坏的上层滞水水位监测资料，研究了该地下水系统的水位动态和流场及其变化特征，分析了水位和流场及其变化的影响因素。研究结果表明：堆填岗地上的集、排水工程易遭受填土不均匀沉降的破坏而出现渗漏；堆填岗地上的上层滞水虽属于“路过”型地下水，但系统的抗干扰能力弱，在汇集的雨水集中灌入时，因排泄相对缓慢，水位上升迅速，滞留时间较长，由此对地下工程造成破坏，因此工程建设时需引起重视。考虑到集、排水工程渗漏对上层滞水水位的影响，地下工程的抗浮水位应在考虑岗地的地下水水位的动态变化特征的基础上，以集、排水工程的埋深及可排泄标高为依据。本地下工程事故可用调整场地规划、封堵或重建渗漏集排水结构、盲沟疏排与拉锚结构的防治结合方式处理。     

内蒙古鄂尔多斯西北土壤水流动示踪实验及自流井群补给源讨论

降水模拟实验证明,鄂尔多斯北部沙土层单次降水入渗最大深度小于1 m,降水在土壤中受到蒸发后排泄到大气中。实验证实,只有当土壤含水率达到最大田间持水率,吸附在土颗粒表面的薄膜水才能克服电磁引力转化为重力水,在重力的作用下继续下渗。鄂尔多斯北部的年降水量小而蒸发量大,降水入渗土壤不能形成累积效应,无法形成连续下渗的重力水流。同位素示踪分析表明,土壤水主要来源于地下潜水,结合土壤含水率与TDS分析证实,地下水是通过薄膜水与蒸发-凝结方式补给到土壤水中,薄膜水从高温区向低温区流动,对于等温的薄膜水而言,薄膜水从厚层向薄层流动。同位素分析表明,都思兔河流域的河水、泉水、井水、湖泊、土壤水接受相同的外源水补给。鄂尔多斯盆地降水比地表水与地下水明显富集重同位素,不符合补给区降水同位素特征。鄂尔多斯盆地地下水分水岭与基底断裂带重合,据此推断,外源水以深循环方式通过基底断裂带补给鄂尔多斯盆地,在干旱地区形成自流井群。     

深基坑开挖卸荷对下卧既有地铁隧道的影响分析

长沙田汉大剧院地下空间商业项目一期基坑工程位于地铁1号线某区段正上方,坑底距隧道顶的最小距离约为6.2m。基坑坑底位于圆砾层中,地下水较丰富,考虑到降水对周边环境的影响,基坑工程采用封闭式止水帷幕并设置抗浮锚索。基坑开挖、降水引起的土体卸荷、地下水渗流,以及施工的抗浮锚索,共同影响坑底土体回弹,从而对下卧地铁隧道产生影响,如何分析与计算其影响成为该项工程的重点和难点。为此先通过两种常用的回弹变形估算方法计算坑底回弹量和隧道隆起位移;然后利用MIDAS GTS有限元软件建立三维数值分析模型,分别进行3种工况的模拟,包括不考虑地下水渗流影响并不采用抗浮锚索工况,考虑应力渗流耦合但不采用抗浮锚索工况,考虑应力渗流耦合并采用抗浮锚索工况。对比分析表明:帷幕渗透率较低时,考虑应力渗流耦合与不考虑渗流影响的坑底回弹和隧道隆起位移模拟结果基本一致;规范推荐估算方法在合理修正其卸荷应力,并确定合理的卸荷影响深度后,其计算结果与数值模拟结果相近。所得成果可为优化设计和施工提供有益的参考,并为类似工程提供借鉴。     

开采沉陷土体变形与孔隙水压相互作用研究进展

本文通过实验、实测和理论分析研究了开采沉陷土体变形与孔隙水压力之间的相互作用,结果表明,随着开采的进行,土体的应力变形发生变化造成了超静孔隙水压力的产生和消散,反映在土体变形上出现随开采时间延续而发展的附加压缩和膨胀变形,这种压缩或膨胀在土体的不同部位相互叠加,有时还叠加了底部含水层水位下降引起的地面下沉。这些结果揭示了厚松散含水层地区开采沉陷特殊性的机理,对开采沉陷预测及水体下采煤具有重要意义。     

贵州贵定尖山营特大桥基础异常升降成因探讨

尖山营特大桥桥墩每年均出现雨季抬升,旱季沉降的异常现象。本文针对桥墩异常升降问题,采用野外地质调绘、现场监测、钻探、物探以及室内试验等方法相结合,分析造成尖山营特大桥墩体异常升降的主要原因。通过现场地质调绘和钻孔岩芯发育情况获取研究区地质构造分布,分析构造作用对异常升降的影响;基于天然音频大地电法勘探与对研究区地表水出露情况的勘察,研究承压水的赋存情况;将钻孔岩芯进行室内膨胀特性试验,研究了桥址区地基岩土体的吸水膨胀特性对桥墩升降的潜在作用。结果表明:排除地质构造和承压水原因,引起桥墩异常升降的主要原因是膨胀岩土体与地下水物理化学反应带动上部结构抬升及沉降引起的。桥址区二叠系吴家坪组（P2w）地层岩土体的膨胀力试验预估值在3～59 MPa之间,上部总荷载1.38～13.5 MPa,膨胀力大于上部结构重力载荷;原状膨胀岩试样在1.05 MPa的轴压作用下吸水,存在0.35%的膨胀应变,结合已有研究可确定130 m厚的膨胀性地层可造成上部结构抬升45.5 mm。二叠系吴家坪组（P2w）地层的吸水膨胀、失水收缩性能,与地下水的补给与排泄相结合,是引发桥墩异常升降的主要原因。     

基于长观水位及历史降雨量的建筑抗浮水位取值研究

以贵阳市地铁2号线三桥站主体结构基坑抗浮为研究对象,根据长观孔3~5年地下水位与降雨量关系对地下水位动态变化进行分析,提出一种定量计算抗浮水位的取值方法:抗浮水位值包括三个部分,勘察期间场区地下水最高水位（Hkmax）、可能的意外补给造成该层地下水位的上升值（ΔH0）及该层地下水相对勘察时的最大变幅值（ΔHe）;长观孔地下水位呈雨季升高、枯季下降的变化规律,最高水位出现在6、7月份;通过对4、5、6月份的降雨量与观测孔水位进行线性拟合,得到地下水位变化量与月降雨量变化量的线性变化关系;结合历史降雨量推测场区地下水位的最大升幅为2.26 m,进而计算场区的抗浮水位为1 128.46 m。      

Bearing capacity of unsaturated expansive soils

It is difficult to determine the bearing capacity of a foundation in unsaturated expansive soil, although this is most important. The bearing capacity of unsaturated expansive soil is related to the drying and wetting environment. Swelling pressure occurs when the soil volume change is constrained as an expansive soil is inundated. The expansive lateral pressure, induced by the swelling pressure is similar to the passive earth pressure. By considering the effect of the expansive lateral pressure in Terzaghi's bearing capacity formula, the bearing capacity of unsaturated expansive soil is derived. Because it is very difficult to measure suction in situ, the bearing capacity is expressed using the expansive lateral pressure offers a feasible approach to calculate the bearing capacity of a foundation in unsaturated expansive soil, when suction is not measured. Plate load tests to measure the bearing capacity in situ were performed for the foundation in natural soil and saturated soil immersed by water. The verification of the bearing capacity formulae presented in this paper is conducted by comparing the predicted results with the results of the plate load tests on unsaturated expansive soils in Handan and Bingxia, China.     

多级荷载下弱膨胀土的膨胀变形特性试验研究

为研究压实弱膨胀土的膨胀变形特性,对取自高淳某边坡的弱膨胀土进行固结及浸水膨胀变形试验,研究了在300,200,150,100,75,50,25和12.5 kPa共8种上覆压力下不同初始干密度及初始含水率土体的固结及膨胀变形特征。试验结果表明:初始含水率及初始干密度对弱膨胀土的膨胀变形特性均存在一定的影响,在其余条件相同的情况下,膨胀土的膨胀变形量随着初始干密度的增大而增大,随着初始含水率的增大而减小。分析了膨胀土固结及膨胀变形过程的典型曲线特点,研究了不同初始干密度及初始含水率下土体固结与膨胀曲线膨胀区与压缩区分界点特征,得出在初始含水率相同时,分界点的上覆压力与分界点孔隙比及土体的初始干密度均呈正比关系。通过对土体试验数据的分析拟合,结合土体变形过程中的孔隙比与初始状态关系的推导,提出了弱膨胀土的膨胀变形量计算方法,结合工程包边法路堤填筑的荷载分布,采用分层总和法推导了工程包边法膨胀土路堤填筑的膨胀变形量计算方法,并用于路堤膨胀量的预估中。     

荆门非饱和膨胀土的变形与强度特性试验研究

通过压力板试验,对比分析了荆门原状膨胀土与石灰改良土持水特征的差异性;应用非饱和土三轴仪,开展了原状膨胀土、石灰改良膨胀土与重塑膨胀土的变形及强度特性试验。结果表明：①石灰改良膨胀土与原状膨胀土相比,其进气值有显著降低,残余含水率显著升高,土-水特征曲线两个特征点的斜率较为平缓,说明其水稳定性较好,土体性状更为稳定;②原状膨胀土和石灰改良膨胀土在非饱和与饱和状态的应力-应变关系曲线均呈应变软化型,随净围压的增大,应变软化的程度趋缓;随含水率的减小,峰值应力增大,应力峰值点有所提前,应变软化现象更加显著。饱和重塑膨胀土的应力-应变关系呈应变强化型,非饱和重塑膨胀土则呈现为应变软化型,但其应变软化的程度较前两类土大为趋缓;③经石灰改性后,膨胀土强度参数值有大幅度提高,即使在湿化饱和后,石灰改良膨胀土仍保持了相对稳定的力学性质和较高的抗剪强度参数值。相比之下,无论是重塑膨胀土,还是原状膨胀土,对湿化作用均十分敏感,其强度参数值或波动较大,或整体水平较低。