地下结构抗浮设计中岩石锚杆的应用研究.doc

地下结构抗浮设计中岩石锚杆的应用研究.doc地下结构抗浮设计中岩石锚杆的应用研究
第一章绪论

随着城市化进程的发展,地下工程的建设更加普遍,比如地下广场、地下车库、地铁站、人防工程、地下水池等。在水浮力的作用下,这些工程在设计施工时都要考虑抗浮的相关问题。在很多地区,锚杆作为抗浮措施被采用。但是,现阶段由于相关的抗浮设计规范不够完善,很多设计以及施工人员对地下室的抗浮并没有引起相关的重视,因此导致了很多抗浮事故的发生,这些因为地下水浮力引起的事故轻则渗水,幵裂,重则造成上浮,带来许多的经济损失。归结起来抗浮设计中出现事故的主要原因有三个个方面:第一个方面就是抗浮设防水位的取值不合理;抗浮水位取值不合理主要表现在:勘察不能很好的得到完整的地层情况、不同的地形情况下不能得出合理的抗浮设防水位。工程案例一位于广东省东莞市,结构剖面图如图1-1所示:A点出设明沟,抗浮设防水位取A点明渠处的水头高度。地下结构施工完成后出现开裂事故,底板出现大面积裂缝,地下柱出现压碎现象。经分析可知,强降雨作用下,地下工程较高一侧水流向低测渗透,由于需要克服沿程阻力,B处的水头要大于A处的水头,所以在底板下形成很大的上浮水压力,导致工程事故的出现。现场勘察时的水位为1105m,由钻孔资料分析,现场地下水主要是大气降水、生活用水所形成的上层滞水和基岩裂隙水。地下水的水量并不是很丰富,地下水的水位标高是1103m。勘察报告提出:场地处于斜坡上,地下水比较容易排泄,地下水位变幅在Im左右,。但是,在基坑开fe后由于地下承压水层的破坏,水位实际可达到ll()。然而,在地下室结构施工完成后,由于未及时回填,基坑变成了一个四周封闭的大坑,在强降雨的作用下,实际基坑的水位可以达到1111m,这与工程勘察时提出的1105m的设防水位相差甚远。由于基底标尚尚于勘察水位,所以设计中未考虑抗浮在事后的抗浮验算中,水浮力远大于结构自重,上浮事故就因此发生了。


由于近些年来的抗浮工程事故频发,很多学者对于抗浮设防水位的取值进行了探究。黄志企、马金普、李丛蔚等15]通过对规范的讨论,指出在多层地下水的情况下,建筑物的抗浮设防水位应该是基础底板所处水层的最高水位。以北京市的地形地貌情况为例,给出了不同年代最高水位的对比。张欣海[6]分析了地下室抗浮设计水位的选取情况,结合了深圳市的情况,讨论了地下室处于不同地层情况时抗浮水位的选取,同时讨论了不同地层条件下水位折减。建议按地层最不利的情况确定抗浮设防水位。凌育洪、凌宏华、刘挺[7],采用对比分析的方法,分析了浮力荷载分类、抗浮水位、浮力计算、分项系数的选取、稳定性计算在中国和欧洲规范中的异同,指出水浮力分项系数在荷载规范不明确,国内欠缺对水位概率分布相关的规定,我国抗浮验算安全系数与欧洲相比偏小。张矿成,丘建金等[8]通过对国内大量文献和专著的分析,对抗浮设计水位的概念、取值以及水浮力计算进行了讨论,通过现场实测以及理论研究,提出了关于水位折减以及现场勘察工作的一些建议。建议每个场地只取一个抗浮设防水位,砂层卵石层按静水压力计算,,但应结合现场孔隙水压和水压力实测曲线。张国4等[9]通过渗流的相关理论,推导出在不同地下水类型情况下