地下室抗浮設計水位到底如何確定

2022-01-14 19:13:29 字數 5594 閱讀 8357

1樓:付付付付付

當有長期水位觀測資料時,場地抗浮設防水位可採用實測最高水位;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水位並結合地形地貌、地下水補給、排洩條件等因素綜合確定;場地有承壓水且與潛水有水力聯絡時,應實測承壓水位並考慮其對抗浮設防水位的影響;只考慮施工期間的抗浮設防時,抗浮 2 設防水位可按一個水文年度的最高水位確定。

城區、近郊區的建築場地勘察,尚應提供歷年最高地下水位和3-5 年最高地下水位,當缺少長期觀測資料時,可根據實地調查的水井水位等資料推測歷年最高地下水位;第 4.1.5 條規定;對防水要求嚴格的地下室或構築物,其設防水位可按歷年最高水位設計;對防水要求不嚴格的地下室或構築物,其設防水位可參照3-5 年最高地下水位及勘察時的實測靜止水位確定。

擴充套件資料

中國工程院張在明院士關於地下水作用機理的論述 關於地下水的作用機理,張在明院士所著《地下水與建築基礎工程》 一書作了科學詳盡的闡述。

在院士厚厚一本的著作中,摘抄如下內容:

(1)真正處於靜止狀態的地下水是很少的,水在土體中多是流動狀態(滲流),滲流是複雜的三維空間課題,飽和土與非飽和土的滲流現象在工程性狀上有很大的差異。

(2)土中的孔隙是下水儲存的場所,又是地下水運動的通道,由滲流分析引伸出的孔隙水壓力分析,是地下水對建築工程作用分析的基礎。

(3) 歷史最高水位、近期最高水位,都不能直接作為抗浮水位提供。要提供一個比較客觀的設計抗浮水位標高,必須要有長期觀測資料,瞭解各層地下水的賦存形態和運動規律,作滲流分析求取地下水對基底的壓力,按基底最大壓力提供抗浮水位標高。也就是說,正確確定基礎底面處地下水的壓力,是提供建築物設計抗浮水位標高的前提。

(4) 基底的水壓力並不完全取決於水位的高低,還和水的存在形態相關。書中舉了2 個例子,例1:按最高水位和近年最高水位確定的浮力分別是 92kpa 和 69kpa,而經過滲流分析得出的浮力只有 36 kpa。

例2:基底埋深11m,按傳統設計方法,抗浮設計水壓力是10t/㎡左右,而經過滲流分析得出的基礎底水壓力只有1t/㎡左右,相差10 倍。說明將水壓力按傳統靜水狀態確定的做法,估計過高,造成浪費。

(5) 誠如張院士所述,以基底的孔隙水壓力作為抗浮水位標高提供才是科學的,基底的孔隙水壓力與水位高低有關,還與水在土體中的連通條件有關。就以現場為例,現在已經挖至 2.85 米,按勘測提供的水位資料那麼就有3t/㎡左右的水壓力,那麼水是很難抽乾的,而事實是現在根本沒有出現地下水。

(6) 地下水在土體中的連通(滲透)作用,除了與土體本身的性質有關之外,還與人為的外界因素有關.在施工期間,四周開敞,下雨積水, 雨停抽水,容易造成基底區域性或者全部與四周積水連通,地下室重量小於水的浮力時,被抬起來,因此施工抗浮是要認真重視的。

(7) 安徽省蕪湖市地質環境監測站日前釋出監測資料顯示,2006 年~2007 年該市地下水降落漏斗消失,地下水環境得到了恢復。

2樓:

1 防水水位與抗浮設防水位

在《規程》8.2「天然地基評價」7款中要求:對地下室防水和抗浮進行評價.

由此可知地下室的防水和抗浮是兩回事,即兩種概念.前者是為防止地下水對地下室的使用功能產生危害(如滲漏、腐蝕等作用)而採取的防水措施;後者是為防止地下水的浮力對基礎的作用而危害地下室和整個建築物安全的抗浮起而採取的措施.從地下水位來說,地下室的防水水位和地下室的抗浮設防水位也不是一回事.

這裡不談防水水位,僅對抗浮設防水位談談看法與體會.

2 在多層地下水情況下各層地下水具有各自的水位和最高水位

《規程》第8.6.2條第1款規定:

當有長期水位觀測資料時,場地抗浮設防水位可採用實測最高水位;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定水位並結合場地地形地貌、地下水補給、排洩條件等因素綜合確定.

《規程》第5.0.4條又規定:當場地中有多層對工程有影響的地下水時,應採取止水措施將被測含水層與其它含水層隔離後測定地下水位或承壓水頭高度.

從上述兩條規定可以體會到在多層地下水條件下,各層地下水具有各自的獨立水位和最高水位.因為,如果各層水水位不獨立存在就不可能測出各層水的水位.對多層地下水進行分層水位長期觀測的主要目的之一也是為了測出各獨立水層的最高水位.

3 關於抗浮設防水位的最高水位

從上述可見:第

一、抗浮設防水位應是最高地下水位;第

二、在多層地下水場地,各層水具有獨立的水位(水頭);第

三、多層水的情況下各層地下水具有各自的水位和最高水位(水頭).

特別引人注意的是,本《規程》和其它一些有關規範、規程一樣也都沒有指出在多層地下水條件下如何選擇作為抗浮設防水位的最高水位.

《規程》中提出以「最高水位」作為「場地抗浮設防水位」,對這個「最高水位」可以有兩種理

1)指場地內第一層地下水的最高水位:傳統的方法是用第一層地下水的最高水位與基礎底面的高程差來計算基礎底面地下水的浮力.這一方法存在兩方面的問題:

(1)如果基礎底面所在層的地下水最高水位低於第一層地下水的最高水位,則計算浮力過大,據此而採用一些不必要的抗浮措施,將造成工程投資大、施工困難、延長工期.(2)當基礎所在層的最高水位高於第一層地下水的最高水位時,那就必將使浮力計算偏低,而趨於不安全,可能造成工程事故.

2)「最高水位」指場地內第一層潛水層以下任一層地下水的最高水頭,這層水的水頭超過第一層潛水的最高水位;,亦即不管基礎底面位於那一層地下水中,浮力的計算都以那層水的最高水頭為準,這顯然是不合理的.

由上述可見抗浮設防水位的選擇是非常重要的,如果選擇不當,必將造成不良後果.

4 如何確定抗浮設防水位

關於這個問題有關文獻已作了論述.本文參考文獻1及2中,用圖示的方法說明當基礎底面位於那一層地下水(廣義地說相對隔水層也是含水層)中時,哪層地下水的最高水位就是抗浮設防水位(水頭).在本文參考文獻3中更是明確地提出「地下建築物的抗浮設防水位應是基礎所在地下水層的最高水位」.

如果基礎底面位於相對隔水層中時,其所受浮力的計算方法請參看本文參考文獻1.

因此,在提供抗浮設防水位時,要搞清場地內有幾層地下水,基礎底板位於哪一層水中,查明該層水的最高水位(水頭),該水位(水頭)就是抗浮設防水位(水頭).在勘察資料中,一般應提出基礎可能涉及的各層地下水的最高水位.

確定地下水最高水位,在一般地下水沒有受到人為干擾但沒有長期觀測資料的地區,只要精心作好調查,並觀測好(包括進行長期觀測)各層地下水的水位,比較正確的確定各層最高水位是不難作到的.在沒有地下水位長期觀測資料又受自然因素和人為因素強烈影響的地區,由於這些因素的不確定性,要正確確定(復原)最高水位無疑是困難的,此時,就應從安全出發來確定最高水位.

5 關於「場地抗浮設防水位」

《規程》中有「場地抗浮設防水位」一詞,由於在多層地下水場地有多種建築物,各自有自己的基底深度,可能涉及不同的地下水層而有不同的抗浮設防水位,因此,並不存在統一的場地抗浮設防水位.

3樓:音色

同時,根據地下水型別、各層地下水位及其變化幅度以及補給、排洩條件等諸因素,提供抗浮設防水位,並在第 8.6.2 條做了如下規定:

當有長期水位觀測資料時,場地抗浮設防水位可採用實測最高水位;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水位並結合地形地貌、地下水補給、排洩條件等因素綜合確定;場地有承壓水且與潛水有水力聯絡時,應實測承壓水位並考慮其對抗浮設防水位的影響;只考慮施工期間的抗浮設防時,抗浮 2 設防水位可按一個水文年度的最高水位確定。 1 .4 北京標準〈北京地區建築地基基礎勘察設計規範〉(dbj01-501-92) 在第4 章對地下水做了專門規定,要求建築地基應確定建築場地地下水的型別及靜止地下水位;在第 4.1.

2 條規定:城區、近郊區的建築場地勘察,尚應提供歷年最高地下水位和3-5 年最高地下水位,當缺少長期觀測資料時,可根據實地調查的水井水位等資料推測歷年最高地下水位;第 4.1.

5 條規定;對防水要求嚴格的地下室或構築物,其設防水位可按歷年最高水位設計;對防水要求不嚴格的地下室或構築物,其設防水位可參照3-5 年最高地下水位及勘察時的實測靜止水位確定。 1.5 湖北省地方標準〈建築地基基礎技術規範〉(db42/242-2003) 第11.4.11 條的第3 條規定,抗浮設防水位若有長期水文觀測資料和歷史水位記錄時,地下水作用力的計算可採用歷史水位;若無長期水文觀測資料和歷史水位記錄時,地下水作用力的計算可採用豐水期最高穩定水位;在第4 條規定:場地有承壓水且與潛水有水力聯絡時,應按承壓水和潛水的混合最高水位計算地下水位對地下室的浮力作用;在第6 條規定:

地下室在穩定水位作用下所受的浮力應按靜水壓力計算。臨時高水位下的浮力,在粘性土中適當折減,折減係數由勘察單位提出,在砂土中不折減。 2.

中國工程院張在明院士關於地下水作用機理的論述 關於地下水的作用機理,張在明院士所著《地下水與建築基礎工程》 3 一書作了科學\詳盡的闡述。在院士厚厚一本的著作中,摘抄如下內容: 1) 真正處於靜止狀態的地下水是很少的,水在土體中多是流動狀態(滲流),滲流是複雜的三維空間課題,飽和土與非飽和土的滲流現象在工程性狀上有很大的差異。

2) 土中的孔隙是下水儲存的場所,又是地下水運動的通道,由滲流分析引伸出的孔隙水壓力分析,是地下水對建築工程作用分析的基礎。 3) 歷史最高水位、近期最高水位,都不能直接作為抗浮水位提供。要提供一個比較客觀的設計抗浮水位標高,必須要有長期觀測資料,瞭解各層地下水的賦存形態和運動規律,作滲流分析求取地下水對基底的壓力,按基底最大壓力提供抗浮水位標高。

也就是說,正確確定基礎底面處地下水的壓力,是提供建築物設計抗浮水位標高的前提。 4) 基底的水壓力並不完全取決於水位的高低,還和水的存在形態相關。書中舉了2 個例子,例1:

按最高水位和近年最高水位確定的浮力分別是 92kpa 和 69kpa,而經過滲流分析得出的浮力只有 36 kpa。例2:基底埋深11m,按傳統設計方法,抗浮設計水壓力是10t/㎡左右,而經過滲流分析得出的基礎底水壓力只有1t/㎡左右,相差10 倍。

說明將水壓力按傳統靜水狀態確定的做法,估計過高,造成浪費。 4 5) 誠如張院士所述,以基底的孔隙水壓力作為抗浮水位標高提供才是科學的,基底的孔隙水壓力與水位高低有關,還與水在土體中的連通條件有關。就以現場為例,現在已經挖至 2.

85 米,按勘測提供的水位資料那麼就有3t/㎡左右的水壓力,那麼水是很難抽乾的,而事實是現在根本沒有出現地下水。 6) 地下水在土體中的連通(滲透)作用,除了與土體本身的性質有關之外,還與人為的外界因素有關.在施工期間,四周開敞,下雨積水, 雨停抽水,容易造成基底區域性或者全部與四周積水連通,地下室重量小於水的浮力時,被抬起來,因此施工抗浮是要認真重視的。

7) 安徽省蕪湖市地質環境監測站日前釋出監測資料顯示,2006 年~2007 年該市地下水降落漏斗消失,地下水環境得到了恢復。 上世紀50 年代中期,由於對蕪湖市東郊灣裡一帶地下水的開採,到 70 年代形成了一個區域性的地下水降落漏斗。到 1995 年,地下水位月均最高下降值0.

93 米~3.03 米,形成了一個呈橢圓形的地下水降落漏斗,降落漏斗的面積達70 平方千米,降落漏斗中心地下水位為-18.96 米。

蕪湖市地質環境的惡化,引起了當地**及安徽省地礦部門的重視,並及時採取了加強監測及管理等措施,逐步關閉部分生產井,減少單井的日開採量,使地下水水位逐漸回升。根據蕪湖市地質環境監測站歷年監測資料表明,2006 年~2007 年地下水水 5 位已基本穩定,水位升至 1.61 米,地下水降落漏斗消失,灣裡一帶地下水環境得到了恢復。

說明蕪湖目前的平均水位時 1.61 米。根據現場的實際挖土標高已至2.

85 米,未見地下水,可見1.61 米的資料符合實際當前的地下水位。 8) 上述分析說明,我們單位有理由建議勘察單位根據基底的孔隙水壓力,也應該針對現場的土質情況將穩定水位打個折扣提供抗浮水位標高。

參考文獻:鍾暉:《土木工程施工》重慶大學出版社,2001 張在明:

《地下水與建築基礎工程》中國建築工業出版社,2001

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