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文檔簡介
1、抗浮錨桿設(shè)計(jì)施工中相關(guān)問題的全面探討目錄前言抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析有關(guān)地下室抗浮問題的一些思考 前言 如今的高層建筑多采用高層塔樓帶大底盤地下室的建筑形式,在地下水位較高的場地,無上部高層結(jié)構(gòu)的純地下室部分就存在抗浮問題,此時(shí),一般可采用地下室配重、增設(shè)抗浮錨桿或抗拔樁的方式來解決地下室的抗浮問題,而其中的增設(shè)抗浮錨桿的方法是一種相對經(jīng)濟(jì)有效的解決方法。 但近幾年,隨著抗浮工程的越來越多,一些因抗浮不到位或?qū)垢≌J(rèn)識(shí)不足而產(chǎn)生的地下室上浮從而造成地下室樓板、梁或上部結(jié)構(gòu)梁、板、柱產(chǎn)生裂縫,均對整體工程產(chǎn)生了較大的影響。 這里就抗浮錨桿設(shè)計(jì)和施工中存在
2、的一些問題和大家一起商討學(xué)習(xí)。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 一、抗浮設(shè)計(jì)中存在的主要問題 這里所說的抗浮設(shè)計(jì)是指建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面的抗浮設(shè)計(jì)。 防止地下室整體上浮我們通常采用兩類做法:一類為“壓”,一類為“拉”。所謂的 “壓”就是結(jié)構(gòu)上采用的抗浮措施,即當(dāng)采用“壓”的做法時(shí),則是利用建筑的自重(包括結(jié)構(gòu)及建筑裝修、上部覆土等,不含樓面活荷載)平衡地下室水的總浮力。當(dāng)不能平衡時(shí),必須增加“拉”的做法,即采用抗浮樁或抗浮錨桿等來抵抗地下水的浮力。無論是“壓”還是“拉”的做法,都必須進(jìn)行整體抗浮驗(yàn)算,保證抗浮力(壓重+抗拉力)大于水的總浮力。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 此外,還有就是采用釋放水浮力法
3、來進(jìn)行抗?。杭丛诨紫路皆O(shè)置靜水壓力釋放層,使基底下的壓力水通過釋放層中的透水系統(tǒng)(過濾層、導(dǎo)水層)匯集到集水系統(tǒng)(濾水管網(wǎng)絡(luò)),并導(dǎo)流至出水系統(tǒng)后進(jìn)入專用水箱或集水井中排出,從而釋放部分水浮力。 存在的主要問題是: 1、重視地下室的梁、板、柱、墻的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì),忽視整體抗浮驗(yàn)算分析,忽視施工的抗浮措施; 2、地下室底板裂縫、漏水,甚至成為地下游泳池,把某些實(shí)質(zhì)上是因?yàn)榈叵滤淖饔眠h(yuǎn)大于設(shè)計(jì)荷載而造成的工程事故,錯(cuò)判為溫度應(yīng)力作用、砼施工質(zhì)量等; 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 3、對于基地為不透水土層的地基(堅(jiān)硬粘土、基巖),深基坑支護(hù)又采用了止水帷幕或樁、錨、噴射混凝土聯(lián)合支護(hù),忽視水的浮力。
4、 4、有些設(shè)計(jì)人員只對地下室底板的梁、板、墻在地下水浮力荷載作用下的的強(qiáng)度計(jì)算,未做整體的抗浮認(rèn)真分析,特別是獨(dú)立地下室、水池等,造成地下室整體上浮,給地下室結(jié)構(gòu)帶來嚴(yán)重破壞,難以進(jìn)行復(fù)原處理。 這里特別強(qiáng)調(diào)的是,地下室的抗浮設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行整體抗浮和局部抗浮驗(yàn)算。 整體抗浮驗(yàn)算,就是上述所說的保證抗浮力大于水的總浮力。 局部抗浮驗(yàn)算,除了梁板墻柱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度驗(yàn)算、變形驗(yàn)算和裂縫驗(yàn)算,還應(yīng)包括局部的抗浮驗(yàn)算,對于大面積地下室上建有多棟高層和低層建筑,建筑自重不均勻,當(dāng)上部為高層或恒荷載較大時(shí),該范圍的整體抗浮能力可能較高,但上部沒有建筑或建筑層數(shù)不多的局部范圍,特別應(yīng)進(jìn)行分區(qū)、分塊的局部抗浮驗(yàn)算,
5、如:柱、樁、墻的 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 壓力或拉力能否平衡它所影響區(qū)域里的水浮力總值。 局部抗浮驗(yàn)算主要存在以下問題: 1、設(shè)計(jì)利用上部結(jié)構(gòu)自重抗浮,只計(jì)算上部結(jié)構(gòu)總自重標(biāo)準(zhǔn)值大于總的水浮力設(shè)計(jì)值,就認(rèn)為抗浮設(shè)計(jì)滿足要求;既不分析其上部建筑荷載的分布,又未計(jì)算局部抗浮,局部范圍因抗浮力小于水浮力,底板隆起,造成地下室及上部結(jié)構(gòu)局部范圍內(nèi)大面積的破壞。 2、設(shè)計(jì)在地下室底板計(jì)算中只驗(yàn)算強(qiáng)度不進(jìn)行變形的裂縫寬度計(jì)算,造成底板產(chǎn)生裂縫,漏水嚴(yán)重。 3、設(shè)計(jì)和施工人員對地表水作用認(rèn)識(shí)不足,當(dāng)?shù)叵率业鼗鶠椴煌杆膸r土層、支護(hù)又嚴(yán)密的基坑,一般認(rèn)為不存在水的浮力,因此造成施工期間或使用期間地下室上浮
6、破壞的盲點(diǎn),一旦暴雨來臨,地面的地表水全流入基坑形成“腳盆”效應(yīng),即基坑為的“大腳盆”,地下室成為“小腳盆”,施工期間一旦未采取降排水措施就會(huì)將“小腳盆”浮起,使用期間若不將四周的回填土采用粘性土分層夯實(shí)形成止水層,也同樣會(huì)產(chǎn)生“腳盆”效應(yīng)。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 4、設(shè)計(jì)和施工人員忽視施工對地下室抗浮的重要性,設(shè)計(jì)圖紙對施工時(shí)抗浮措施的要求只字不提,施工人員在施工過程中不關(guān)注降水,沒有采取降水措施或在抗浮結(jié)構(gòu)未達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)定目標(biāo)時(shí)就停止了降水,導(dǎo)致在施工期間產(chǎn)生地下室上浮破壞。 目前在地下室采用抗浮錨桿的抗浮設(shè)計(jì)中,有下列兩種不正確的方法: 1)上部建筑結(jié)構(gòu)荷重不滿足整體抗浮要求,采用錨
7、桿抗浮。其計(jì)算方法為:總的水浮力設(shè)計(jì)值/單根錨桿設(shè)計(jì)值=所需錨桿根數(shù)。具體做法:底板下(連柱底或砼墻下)滿鋪錨桿,水浮力全部由錨桿承擔(dān),即不考慮上部建筑自重,也不考慮地下室底板自重可抵抗水浮力的作用,保守且不合理。 2)利用上部建筑結(jié)構(gòu)自重和錨桿共同抗浮,其計(jì)算方法為:(總的水浮力設(shè)計(jì)值-底板及上部結(jié)構(gòu)自重設(shè)計(jì)值)/單根錨桿設(shè)計(jì)值=所需錨桿根數(shù)。具體做法:將錨桿均勻分布在底板下(包括柱底或砼墻下),錨桿間距用底部面積除所需錨桿根數(shù)確定。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 上述兩種抗浮設(shè)計(jì)方法,都出現(xiàn)了傳力途徑不清晰的錯(cuò)誤。從理論上講,不管采用“壓”還是“拉”的方法抵抗水浮力,水的浮力都是均勻作用在底
8、板上的,而結(jié)構(gòu)抗浮力作用(除底板自重外)都具有不均勻性,并不是在整個(gè)地下室底板區(qū)域均勻分布的,可能集中在一個(gè)點(diǎn)上(即柱、樁和錨桿)或一條線上(即墻、梁),因此,分析其傳力途徑尤為重要。 如下圖所示,由于與柱、墻相連的梁板一定范圍內(nèi)具有一定的剛度,水浮力可直接與上部結(jié)構(gòu)自重平衡,而上部自重很難傳遞至遠(yuǎn)離梁、柱、樁、墻的區(qū)域。因此,上述第一種方法全部采用抗浮錨桿,上部結(jié)構(gòu)自重為充分利用,造成浪費(fèi)。第二種方法,減去上部建筑結(jié)構(gòu)自重后的水浮力由錨桿平均承擔(dān),存在安全隱患,因?yàn)?,中間純底板區(qū)域的錨桿實(shí)際受力不會(huì)是減去上部自重的水浮力,上部建筑自重是集中在一個(gè)點(diǎn)(即柱)或一條線(即墻、梁)上的,一旦地下水
9、達(dá)到抗浮設(shè)計(jì)水位,首先中間純底板抵抗區(qū)域的錨桿破壞和失效,然后慢慢延伸至柱、墻、梁影響區(qū)域的錨桿,造成所有錨桿失效,最后底板隆起,梁板開裂破壞。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 上 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 合理的做法是:抗浮力與水浮力平衡計(jì)算可分為兩種區(qū)域:柱、墻、梁影響區(qū)域和純底板抵抗區(qū)域。純底板抵抗區(qū)域的計(jì)算方法應(yīng)是抗浮錨桿設(shè)計(jì)承載力除以每平方米水浮力(減去每平米底板自重),得到抗浮錨桿的受力面積;而柱、墻、梁影響區(qū)域應(yīng)充分利用上部建筑自重進(jìn)行抗浮,此時(shí)設(shè)計(jì)應(yīng)驗(yàn)算傳遞的上部建筑自重能否平衡該區(qū)域的水浮力,此外,還應(yīng)驗(yàn)算在水浮力作用下梁強(qiáng)度和裂縫是否滿足要求。 對于上述第二種抗浮設(shè)計(jì)方法,目
10、前結(jié)構(gòu)上按照底板的梁板采用倒置樓蓋計(jì)算,即將自重均勻分布到底板上,保證水浮力傳至柱上或墻上,自重不滿足抗浮要求的部分,采用抗浮錨桿予以解決。 二、抗浮錨桿設(shè)計(jì)中存在的主要問題 (一)地下室抗浮水位的確定 地下室抗浮水位的確定是一個(gè)很重要的問題,也是一個(gè)十分復(fù)雜的問題,擬建場地的地層分布及變化、場地水文地質(zhì)條件的復(fù)雜多變性等,都給抗浮水位的確定帶來了較大的問題,而抗浮水位又是地下室抗浮設(shè)計(jì)中一個(gè)決定性的參數(shù),抗浮水位的正確與否對后期地下室的 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題抗浮設(shè)計(jì)和施工是至關(guān)重要的。 根據(jù)高層建筑巖土工程勘察規(guī)程第條,場地地下水抗浮設(shè)防水位的綜合確定宜符合下列規(guī)定: 1、當(dāng)有長期水位
11、觀測資料時(shí),場地抗浮設(shè)防水位可用實(shí)測最高水位,當(dāng)無長期水位觀測資料時(shí),應(yīng)按勘察期間實(shí)測最高水位并結(jié)合場地地形地貌、地下水補(bǔ)給、排泄條件等因素綜合確定。 2、場地有承壓水且與潛水有水力聯(lián)系時(shí),應(yīng)實(shí)測承壓水位并考慮其對抗浮設(shè)防水位的影響。 3、只考慮施工期間的抗浮設(shè)防時(shí),抗浮設(shè)防水位可按一個(gè)水文年的最高水位確定。 如上所述,抗浮水位的確定是一個(gè)十分復(fù)雜的問題,在抗浮水位的確定中還存在很多特殊的情況,對這些特殊情況應(yīng)進(jìn)行必要的分析和論證:一是地下水賦存條件復(fù)雜、變化幅度大、區(qū)域性補(bǔ)給和排泄條件可能有較大改變或工程需要時(shí),應(yīng)進(jìn)行專門論證;二是對于斜坡地段的地下室或可能產(chǎn)生明顯水頭差的場地上的地下室的抗
12、浮水位的 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 確定,應(yīng)結(jié)合地下室(建筑物)的具體分布和場地內(nèi)的地形地貌確定,不能籠統(tǒng)的確定一個(gè)遠(yuǎn)高于室外地坪的抗浮設(shè)防水位(既要考慮地下水滲流在地下室底板產(chǎn)生的非均布荷載對地下室結(jié)構(gòu)的影響,也要考慮到水是往低處流的,若建筑物一側(cè)或多側(cè)是敞開的,水浮力不可能高出室外地坪);三是在有水頭壓差的江、河岸邊,且存在水力聯(lián)系,則應(yīng)按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的最高洪水位來確定其抗浮水位;四是對于雨水豐富的南方地區(qū),尤其應(yīng)注意因地面標(biāo)高變化后對原抗浮水位的修正,防止產(chǎn)生地表水聚集效應(yīng)對地下室的破壞。 (二)抗浮錨桿設(shè)計(jì)中存在的一些問題的探討 1、有關(guān)的分項(xiàng)系數(shù)的取值 目前在地下室抗浮設(shè)計(jì)中對于水浮
13、力的分項(xiàng)系數(shù)和抵抗力的分項(xiàng)系數(shù)如何取值是一個(gè)很有爭議的問題,我國不同規(guī)范對水浮力和抵抗力的分項(xiàng)系數(shù)有不同的取值,造成設(shè)計(jì)人員分項(xiàng)系數(shù)取值時(shí)的混亂。 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2012)中第條規(guī)定,抵抗水浮力的結(jié)構(gòu)自重作為永久荷載,對結(jié)構(gòu)有利組合時(shí)其分項(xiàng)系數(shù)rG取 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題是無爭議的,但水浮力是可變荷載,其分項(xiàng)系數(shù)rQ應(yīng)該如何取值呢?在該條第3款:“對結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算,荷載的分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)滿足有關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定”。在查閱相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中,民用建筑地下室及人民防空地下室均未涉及此項(xiàng)內(nèi)容,只有給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50069-2002)
14、提到了冠以水浮力可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)問題。 給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50069-2002)第條和條中比較清晰的表述了,對于抗浮結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),地表水或地下水作用應(yīng)是第一可變荷載,(1)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算時(shí),它的分項(xiàng)系數(shù)取值為;即在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算時(shí),水浮力的基本組合設(shè)計(jì)值為標(biāo)準(zhǔn)值乘上。(2)當(dāng)計(jì)算整體抗浮的穩(wěn)定性時(shí),抵抗力只計(jì)入永久荷載,水浮力采用標(biāo)準(zhǔn)值乘以抗力系數(shù)Ks(取1.05)。民用建筑地下室和給排水構(gòu)筑物在使用功能上存在著一定的差異,但其水浮力的作用和結(jié)構(gòu)的受力性能應(yīng)是相似的,所以,在相關(guān)規(guī)范還沒有作出明確規(guī)定之前,此規(guī)范的相關(guān)參數(shù)值得借鑒。(3)若設(shè)計(jì)者對抗浮水位存在
15、質(zhì)疑,應(yīng)將水浮力按荷載規(guī)范中的永久荷載和可變荷載的方 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 法來確定分項(xiàng)系數(shù)。即根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2012)第條的條文說明:“在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,有時(shí)也會(huì)遇有水壓力作用的情況,對水位不變的水壓力可按永久荷載考慮,而水位變化的水壓力應(yīng)按可變荷載考慮”。是否可以理解為當(dāng)抗浮水位平室外地坪時(shí),水壓力就不可能再增加了,視為不變的水壓力,在驗(yàn)算抗浮時(shí),水浮力為主要可變荷載效應(yīng)來控制的組合,它的分項(xiàng)系數(shù)宜取;當(dāng)抗浮水位低于室外地坪,水壓力有可能再增加,視為可變荷載,它的分項(xiàng)系數(shù)宜取為。 此外,在中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院于2009年編制出版的全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措
16、施結(jié)構(gòu)(地基與基礎(chǔ))第七章 基礎(chǔ)抗浮設(shè)計(jì)中的 抗浮錨桿設(shè)計(jì)中,其分項(xiàng)系數(shù)采用的是。 2、有關(guān)抗浮錨桿設(shè)計(jì)中四種不同規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)計(jì)算比較 我們在此將建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2011)-與其配套的是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2010)、建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2002)、建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2013)、 巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程(CECS 22:2005)以及全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施結(jié)構(gòu)(地基與基礎(chǔ))(2009年)四種規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)錨桿的設(shè)計(jì)計(jì)算公式列出,并依據(jù)相同的工程實(shí)例進(jìn)行計(jì)算比較。 2.1巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程(C
17、ECS 22:2005) 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 第條 鋼錨桿的桿體的截面面積應(yīng)按下式確定: () 或 Kt 為錨桿桿體的抗拉安全系數(shù),按條選??; Nt 為錨桿的軸向拉力設(shè)計(jì)值(KN); fyk、fptk為鋼筋、鋼絞線的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)。 第條 錨桿或單元錨桿的錨固長度可按下式估算,并取其中的較大值: 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 () () K 為錨桿錨固體的抗拔安全系數(shù),按表選?。?Nt 為錨桿或單元錨桿的軸向拉力設(shè)計(jì)值(KN); 注:拉力設(shè)計(jì)值錨桿在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)可能出現(xiàn)的最大拉力值。 La為錨桿錨固段長度(m); fmg為錨固段注漿體與地層間的粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa),通過試驗(yàn)
18、確定;當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí),可按表或表取值; fms為錨固段注漿體與筋體間的粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa),通過試驗(yàn)確定;當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí),可按表取值; 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 D為錨桿錨固段的鉆孔直徑(mm); 為采用兩根或兩根以上鋼筋或鋼絞線時(shí),界面的粘結(jié)強(qiáng)度降低系數(shù),?。?為錨固長度對粘結(jié)強(qiáng)度的影響系數(shù),應(yīng)由試驗(yàn)確定;無試驗(yàn)資料時(shí),可按表取值; n為鋼筋或鋼絞線根數(shù)。 2.2 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2002) 第條 錨桿的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算: (7.2.1-1) Na=Q Nak (7.2.1-2) 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 Nak 錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN);
19、Na 錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值(kN); Htk 錨桿所受水平拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN); 錨桿傾角(); Q 荷載分項(xiàng)系數(shù),可取,當(dāng)可變荷載較大時(shí)應(yīng)按現(xiàn)行荷載規(guī)范確定。 第條 錨桿鋼筋截面面積應(yīng)滿足下式要求: (7.2.2) As錨桿鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線截面面積(m2); 2 錨桿抗拉工作條件系數(shù),永久性錨桿取,臨時(shí)性錨桿取; 0 邊坡工程重要性系數(shù); Na錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值(kN); 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 fy,fpy錨筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa)。 第條 錨桿錨固體與地層的錨固長度應(yīng)滿足下式要求: () La 錨桿錨固段長度(m);尚應(yīng)滿足條要求; Nak 錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值(kN);
20、 frb 地層與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度特征值(kPa),應(yīng)通過試驗(yàn)確定,當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)可按表和表取值; ; D錨固體直徑(m); 1 錨固體與地層粘結(jié)工作條件系數(shù),對永久性錨桿取,對臨時(shí)性錨桿取。 第條 錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長度應(yīng)滿足下式要求: 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 () La 錨桿鋼筋與砂漿間的錨固長度(m); 0 邊坡工程重要性系數(shù); Na 錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值(kN); fb 鋼筋與錨固砂漿間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa),應(yīng)由試驗(yàn)確定,當(dāng)缺乏試驗(yàn)資料時(shí)可按表取值。 d錨桿鋼筋直徑(m); 3 鋼筋與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度工作條件系數(shù),對永久性錨桿取,對臨時(shí)性錨桿取; n錨桿鋼筋(鋼絞線)根數(shù)(根)
21、。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 2.3 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2013) 第條 錨桿(索)的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式計(jì)算: (8.2.1) 式中: Nak 錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN); Na 錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值(kN); Htk 錨桿所受水平拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN); 錨桿傾角(); 第條 錨桿(索)鋼筋截面面積應(yīng)滿足下列公式的要求: 普通鋼筋錨桿: (8.2.2-1) 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 預(yù)應(yīng)力錨索錨桿 () As錨桿鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線截面面積(m2); Kb錨桿桿體抗拉安全系數(shù),應(yīng)按表取值; fy,fpy普通錨筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa)。 第條 錨桿(索)錨固
22、體與巖土層間的長度應(yīng)滿足下式要求 () la錨桿錨固段長度(m);尚應(yīng)滿足本規(guī)范條的規(guī)定; K錨桿錨固體抗拔安全系數(shù),按表取值; D錨桿錨固段鉆孔直徑(m); frbk巖土層與錨固體極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa),應(yīng)通過試驗(yàn)確定,當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)可按表和表取值; 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 第條 錨桿(索)桿體與錨固砂漿間的錨固長度應(yīng)滿足下式的要求: () la 錨筋與砂漿間的錨固長度(m); d錨筋直徑(m); n桿體(鋼筋、鋼絞線)根數(shù)(根); fb鋼筋與錨固砂漿間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa),應(yīng)由試驗(yàn)確定,當(dāng)缺乏試驗(yàn)資料時(shí)可按表取值。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 2.4建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(G
23、B50007-2011) 第條 對于設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物,單根錨桿抗拔承載力特征值Rt應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定;對于其他建筑物應(yīng)符合下式規(guī)定: Rt1lf () Rt單根錨桿抗拔承載力特征值(kPa); d1 錨桿孔直徑(m); l 錨桿的有效錨固長度(m); f 砂漿與巖石間的粘結(jié)強(qiáng)度特征值(kPa),可按本規(guī)范表選用; 與此規(guī)范相配套的錨筋的配筋面積是按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2010)第6.2.22 條軸心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計(jì)算公式: 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 () As縱向普通鋼筋的全部截面面積(mm2); N軸向拉力設(shè)計(jì)值(kN); fy普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N
24、/mm2)。 第條 錨桿預(yù)應(yīng)力筋的截面面積應(yīng)按下式計(jì)算: () 式中: Nt 相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí),錨桿所承受的拉力值(KN) P 錨桿張拉施工工藝控制系數(shù),當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋為單束時(shí) 可取,當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋為多束時(shí)可??; fPt鋼筋、鋼絞線強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa)。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 第條 土層錨桿錨固段長度(La)應(yīng)按基本試驗(yàn)確定,初步設(shè)計(jì)時(shí)也可按下式計(jì)算: () D錨固體直徑(m); K安全系數(shù),可??; qs土體與錨固體間粘結(jié)強(qiáng)度特征值(kPa),由當(dāng)?shù)劐^桿抗拔試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析算得。 注:第和條為基坑支護(hù)錨桿,為臨時(shí)錨桿。 全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施結(jié)構(gòu)(地基與基礎(chǔ))(2009年) 第條 抗
25、浮錨桿的設(shè)計(jì) 1 對設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物,單根錨桿軸向抗拔承載力應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定;對于其他建筑物可按式(7.3.2-1)和式(7.3.2-2)估算,宜取較小值。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 Rt = Dlafrb (7.2.3-1) 即 Rt 錨桿豎向抗拔承載力特征值; D錨桿錨固段注漿體直徑; la錨桿錨固段有效錨固長度; frb錨桿錨固段注漿體與地層的粘結(jié)強(qiáng)度特征值,應(yīng)由試驗(yàn)確定,當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)可參見表和表選用; 經(jīng)驗(yàn)系數(shù),對于永久性錨桿取,對于臨時(shí)性錨桿取。 n Rt = Diqsiali (7.3.2-2) i=1 i第i土層的抗拔系數(shù),可按表取值; qsia第i土層的錨桿錨固段側(cè)
26、阻力特征值; li第i土層的錨桿錨固段有效錨固長度。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 2 抗拔錨桿桿體的橫截面積A可以按下式計(jì)算: () Ntdt (7.3.2-4) A抗拔錨桿鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線橫截面面積; Ntd 荷載效應(yīng)基本組合下的錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值; Rt錨桿豎向抗拔力; fy鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值; 錨桿抗拉工作條件系數(shù),永久錨桿取。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 3 錨桿鋼筋與砂漿間的錨固長度還應(yīng)滿足下式驗(yàn)算要求: (7.3.2-5) ns 鋼筋或鋼絞線根數(shù); D 單根鋼筋或鋼絞線直徑; fb 鋼筋或鋼絞線與錨固注漿體間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)由試驗(yàn)確定,當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)可參見表選
27、用; 3 鋼筋與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度工作系數(shù),對于永久性錨桿取,臨時(shí)性錨桿取。 計(jì)算比較 成都某工程,三層地下室,水頭高度,地下室部分結(jié)構(gòu)主體自重2,錨桿間距2m2m。則水浮力標(biāo)準(zhǔn)值為2,設(shè)計(jì)值為2(水位常年變化幅度不大)。單根錨桿的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值為161kN,設(shè)計(jì)值為234kN。錨桿錨固土為中密卵石層。 2.6.1巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程(CECS 22:2005) 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 式中:,Nt=234kN,D=150mm, fmg=220kPa, =1.3, 則 ; 式中:n=3,d=22mm, ,fms=2000kPa, 則 。 由上可知,錨桿最小長度應(yīng)為。 式中:Kt,Nt=234k
28、N,fyk=335kPa 則 =1118mm2 即3根22的鋼筋(As=1140mm2)。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 2.6.2 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2002) 式中:Nak=161kN, , frb=110kPa。 則 ; 式中: ,Na=Q Nak =; n=3,fb=0.72.11000=1470kPa; d; 。 則 。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 式中:Na=Q Nak =; ; ;fy =300kPa。 則 = 1011mm2(若 =1.1,則As=1112mm2) 根據(jù)上述配筋計(jì)算結(jié)果,取3根22的鋼筋(As=1140mm2)。 2.6.3 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)
29、范(GB50330-2013) 式中:K=(二級(jí)邊坡工程安全等級(jí)下的永久性錨桿),Nak=161,D=,frbk=160(中密碎石土下限值-160220)。 則 。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 式中:K=,Nak=161,d=, fb=(MPa)。 則 。 式中:Kb=(二級(jí)邊坡工程安全等級(jí)下的永久性錨桿), Nak=161,fy=300。 則: = =2。 根據(jù)上述配筋計(jì)算結(jié)果,取3根22的鋼筋(As=1140mm2)。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 2.6.4建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2011) 根據(jù)Rtd1lf l 式中:Rt=161kN,f=110kPa,d1, 則 l =。
30、 式中:N =234kN,fy =300kPa; 則 =780mm2。 全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施結(jié)構(gòu)(地基與基礎(chǔ))(2009年) 式中:Rt=161(錨桿豎向抗拔承載力特征值); 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 D=(錨桿錨固段注漿體直徑); la錨桿錨固段有效錨固長度; frb=110(錨桿錨固段注漿體與地層的粘結(jié)強(qiáng)度特征值,按中密碎石土取值:80110); 經(jīng)驗(yàn)系數(shù),對于永久性錨桿取,對于臨時(shí)性錨桿取。 則 。 此外 式中: ta=錨桿鋼筋與砂漿間的錨固長度; ns=3(鋼筋根數(shù)); D=(單根鋼筋或鋼絞線直徑); 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 fb=24000.70=1680(鋼筋與砂漿間
31、的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值); =(鋼筋與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度工作條件系數(shù),對于永久性錨桿取,臨時(shí)性錨桿)。 則 = =m。 式中: Ntd=Rt =1.35161=(荷載效應(yīng)基本組合下的錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值); A抗拔錨桿鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線橫截面面積; 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 Rt=161錨桿豎向抗拔力; fy=300鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值; =錨桿抗拉工作條件系數(shù),永久錨桿取。 則 = =1050mm2。 根據(jù)上述配筋計(jì)算結(jié)果,取3根22的鋼筋(As=1140mm2)。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 2.6.6 結(jié)果比較 規(guī)范 錨桿長度(m)錨筋面積(mm2)巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程 3.8211
32、18建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(2002版) 3.111011建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(2013版) 5.151073建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 3.88780建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(基坑工程土層錨桿) 4.97805全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施-2009 結(jié)構(gòu)(地基與基礎(chǔ)) 3.881050 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 單從上表綜合來看,似乎比較合理的的是采用巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程計(jì)算的結(jié)果,但上述利用巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程公式計(jì)算錨桿長度時(shí),并未完全采用其表和表中的fmg采用,而是采用的勘察報(bào)告所提供的值,該值(中密卵石層fmg=220kPa)比表中所列值小,所以依據(jù)其公式計(jì)算出的錨桿長度相對較長,若采用表
33、中所列值計(jì)算,則其錨桿長度的計(jì)算結(jié)果與建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2002)計(jì)算結(jié)果差別不大,而計(jì)算的錨筋面積的結(jié)果二者也比較接近。對于建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2013)的計(jì)算結(jié)果,無論是從錨桿長度還是錨桿配筋上說,都是比較大的,主要原因是該新規(guī)范將錨桿的有關(guān)計(jì)算(錨桿截面、錨固體與地層的錨固長度和桿體與錨固體的錨固長度)由原規(guī)范的概率極限狀態(tài)計(jì)算方法轉(zhuǎn)換成安全系數(shù)法所致。對于建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范,其錨桿主要是用在巖層錨桿擋墻中,加之其未考慮鋼筋的安全系數(shù),所以不太適用抗浮錨桿設(shè)計(jì)計(jì)算。而用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2011)基坑工程土層錨桿計(jì)算的錨桿長度和
34、配筋,由于為臨時(shí)錨桿,所以并不適用于永久性的抗浮錨桿;全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施-2009結(jié)構(gòu)(地基與基礎(chǔ))關(guān)于抗浮錨桿的設(shè)計(jì)計(jì)算,其長度計(jì)算公式采用的是建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2011)中的相關(guān)公式,所以其計(jì)算的錨桿長度一樣,而錨桿桿筋截面計(jì)算中加了一個(gè)的分項(xiàng)系數(shù)和錨筋抗拉工作條件系數(shù)(永久錨桿取0.69)。 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 個(gè)人建議:在抗浮錨桿相關(guān)規(guī)范未出臺(tái)之前,若相關(guān)單位沒有指定采用哪本規(guī)范進(jìn)行抗浮錨桿設(shè)計(jì)時(shí),從相對安全的角度出發(fā),抗浮錨桿的設(shè)計(jì)計(jì)算可優(yōu)先采用巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程(CECS 22:2005)的相關(guān)公式計(jì)算錨桿長度和桿筋的配筋面積,其分項(xiàng)系數(shù)r
35、Q建議取或;其次也可采用建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2013)進(jìn)行抗浮錨桿的設(shè)計(jì)計(jì)算(關(guān)于采用建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范需注意:2002年版的規(guī)范已經(jīng)于2014年6月1日作廢,而2013版的規(guī)范中有下列說明:“8.1.2 錨桿(索)主要分為拉力型、壓力型、荷載拉力分散型和荷載壓力分散型,適用于邊坡工程和巖質(zhì)基坑工程?!迸c2002版中“7.1.1 錨桿(索)為拉力型錨桿,適用于巖質(zhì)邊坡、土質(zhì)邊坡、巖石基坑以及建(構(gòu))筑物錨固的設(shè)計(jì)、施工和試驗(yàn)?!庇袇^(qū)別,所以有些審圖單位認(rèn)為抗浮錨桿設(shè)計(jì)計(jì)算已不宜采用建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2013)),同時(shí)需要注意以下問題: 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存
36、在的問題 1、設(shè)計(jì)計(jì)算錨桿的長度和桿筋配筋面積應(yīng)采用(上述兩規(guī)范中)同一規(guī)范中的公式,不能兩種規(guī)范混用; 2、上述設(shè)計(jì)計(jì)算中,應(yīng)采用相關(guān)勘察報(bào)告所提的巖土參數(shù),若勘察報(bào)告未提供相關(guān)參數(shù),則采用相關(guān)規(guī)范中所列巖土參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值(對于規(guī)范中所列參數(shù)的區(qū)間值,應(yīng)采用對計(jì)算結(jié)果相對安全的值); 3、錨桿的設(shè)計(jì)計(jì)算,其巖土層的相關(guān)參數(shù)一般均為經(jīng)驗(yàn)值(包括勘察報(bào)告所提的參數(shù)值),所以在錨桿正式施工前,均應(yīng)按照規(guī)范進(jìn)行錨桿的基本試驗(yàn),以驗(yàn)證參數(shù)的準(zhǔn)確性,并應(yīng)根據(jù)其調(diào)整設(shè)計(jì)。 三、抗浮錨桿施工中存在的主要問題 (一)抗浮錨桿成孔 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 抗浮錨桿成孔中主要存在以下問題: 1、成孔工藝選擇不當(dāng)
37、,造成成孔質(zhì)量較差;例如在裂隙較發(fā)育的泥巖中采用氣動(dòng)潛孔錘成孔工藝,造成排渣困難,孔內(nèi)沉渣較多,影響成孔質(zhì)量等; 2、成孔孔徑及垂直度不滿足設(shè)計(jì)要求; 3、成孔深度不滿足設(shè)計(jì)要求; 4、成孔時(shí)局部地段地層的分布與設(shè)計(jì)工況不符時(shí),沒有及時(shí)和設(shè)計(jì)溝通并調(diào)整孔的深度,造成由于錨桿長度的不夠而達(dá)不到設(shè)計(jì)抗拔力。 (二)抗浮錨桿填礫、注漿 一般抗浮錨桿設(shè)計(jì)中,其砂漿(或純水泥漿)的強(qiáng)度采用的是M30,但施工中由于存在以下問題,常常導(dǎo)致砂漿或漿液強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求: 1、通常在卵石層中施工的抗浮錨桿,采用的是跟管鉆進(jìn)成孔,然后在制安好桿筋的孔內(nèi)填入礫料,最后進(jìn)行注漿;由于礫料的填筑是邊拔護(hù)壁套管邊填礫料,
38、所以當(dāng)施工不當(dāng)時(shí)(拔管速度較快,礫料填量不飽滿等),就會(huì)造成錨桿局部地段錨固體的直徑達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,從而影響錨桿質(zhì)量; 2、漿液(或砂漿)的配合比未按照設(shè)計(jì)(其中最主要的是漿 抗浮設(shè)計(jì)和施工中存在的問題 液的水灰比、砂灰比未按照設(shè)計(jì)要求配制)進(jìn)行,導(dǎo)致漿液強(qiáng)度降低影響錨桿質(zhì)量; 3、灌漿設(shè)備及工藝選擇不當(dāng),造成灌漿質(zhì)量低下:水泥(砂)漿采用注漿泵通過高壓膠管和注漿管注入錨桿孔,注漿泵的操作壓力范圍為12MPa,多采用擠壓式或活塞式兩種注漿泵,通常采用擠壓式注漿泵注入水泥砂漿,活塞式注漿泵注入純水泥漿;目前對于水灰比不大于的純水泥漿,用擠壓式注漿泵注漿的效果好于活塞式注漿泵。許多時(shí)候由于壓漿設(shè)備
39、的選型不當(dāng),造成注漿效果和質(zhì)量不佳,直接影響錨桿質(zhì)量; 4、注漿時(shí)其注漿壓力、注漿時(shí)間及注漿量(主要是注漿的飽滿度不夠)控制不好,導(dǎo)致錨桿質(zhì)量下降,無法滿足設(shè)計(jì)要求。 (三)抗浮錨桿的后期保護(hù) 1、在錨桿注漿材料的強(qiáng)度還未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的時(shí)候,對錨桿進(jìn)行搖動(dòng)或其他的破壞,造成錨桿的損傷; 2、各類機(jī)械設(shè)備對錨桿端頭桿筋及錨固砂漿(水泥漿)固結(jié)體的碾壓損傷破壞。有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 一、青衣人家限價(jià)商品房項(xiàng)目地下車庫上浮 (一)情況簡介 1、場地地形地貌及地層情況 該工程位于樂山市中區(qū)蘇稽鎮(zhèn),由六棟26層住宅樓及地下車庫組成,地下車庫分布在六棟高層建筑周圍,獨(dú)立結(jié)構(gòu)體系,為地下兩
40、層建筑。該工程場地地貌單元屬青衣江水系I級(jí)階地,地貌成因?qū)贈(zèng)_洪積類型;地形開闊平坦,地面標(biāo)高(局部因挖坑取卵石所致);地層從上到下主要為:耕土、粉土、細(xì)砂、卵石、中等風(fēng)化砂質(zhì)泥巖。場地內(nèi)的地下水類型為第四系孔隙潛水,賦存在粉細(xì)砂、卵石層之中。據(jù)施工降水資料,粉細(xì)砂:K=12m/d、卵石K=2030m/d??碧狡陂g為4月平水期,測得地下水埋深m,水位高程m。補(bǔ)給來源為大氣降水和地表徑流水;地下水年變幅m。據(jù)調(diào)查、訪問汛期年內(nèi)最高地下水位高約,故勘察報(bào)告提出的本工程地下車庫抗浮設(shè)防水位標(biāo)高按計(jì)。 2、地下車庫簡介 地下車庫為地下兩層框架結(jié)構(gòu),與高層建筑塔樓結(jié)構(gòu)分開,僅 有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例
41、及原因分析 在車庫人行通道處有擋土墻連接;對應(yīng)的絕對標(biāo)高為,頂板面低于室外地面1.2m(地下車庫頂板覆土厚度最厚不大于1200mm);該地下車庫結(jié)構(gòu)總高度,地下車庫頂板頂面絕對標(biāo)高,地下車庫底板底面絕對標(biāo)高,地勘抗浮設(shè)計(jì)水位,抗浮設(shè)計(jì)水頭,地下車庫頂蓋覆土厚。以地下車庫基本柱網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算書表明地下車庫施工完畢后的自重(包括上部覆土)能滿足抗浮要求;地下車庫抗水板計(jì)算采用柱網(wǎng),設(shè)計(jì)計(jì)算表明抗水板配筋能滿足地下車庫抗浮要求。 如上所述,該地下車庫未使用諸如抗浮錨桿之類的抗浮措施,而是采用地下車庫的結(jié)構(gòu)自重加上厚覆土即可抵消高的水浮力。 3、地下車庫上浮開裂情況 青衣人家限價(jià)商品房工程于2012
42、年9月開工建造,截止2013年7月27日,六棟高層建筑(9#、10#、11#、12#、13#、14#樓)主體已施工至15層左右,地下車庫已完成混凝土澆筑,尚未按設(shè)計(jì)工況形成上部覆土,各單體已完成基礎(chǔ)分部工程驗(yàn)收。 2013年7月27日,現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)地下車庫頂板出現(xiàn)貫通性裂縫,地下車庫中間部位與邊緣區(qū)域有明顯高差,7月27日現(xiàn)場測得高差為350mm左右,地下車庫梁、柱在節(jié)點(diǎn)位置出現(xiàn)不同程度的開裂。 有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 地下車庫隆起變形、構(gòu)件開裂示意圖有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 地下車庫頂板開裂照片一 地下車庫頂板開裂照片二有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 柱上節(jié)
43、點(diǎn)截面受拉開裂 頂板梁與擋土墻交結(jié)位置柱截面開裂有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 柱下節(jié)點(diǎn)截面開裂 頂板梁與擋土墻交結(jié)位置下部U形開裂有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 (二)地下車庫上浮開裂原因 1、勘察報(bào)告所提場地地下車庫抗浮設(shè)防水位偏低 據(jù)樂山氣象站資料出具的氣象證明:“2013年7月樂山市中區(qū)降雨量為,比歷史同期平均降雨量偏多27.5%?!保^了2008年20年一遇的最大降雨量的25.7%。資料表明,2013年7月自然降雨量的大幅度增高,造成場地地下水位異常增高,2013年7月27日發(fā)現(xiàn)地下車庫上浮開裂后,于2013年7月29日實(shí)測已停用的降水井內(nèi)的地下水水位,其水位標(biāo)高值
44、為,已超過抗浮設(shè)防水位。綜合分析表明,勘察報(bào)告抗浮設(shè)防水位偏低,與場地實(shí)際情況不符,是造成地下車庫上浮的原因之一。 2、施工環(huán)節(jié)沒按相關(guān)規(guī)范對場地降水實(shí)施嚴(yán)格管理 根據(jù)青衣人家限價(jià)房、統(tǒng)建還房工程基坑降水專項(xiàng)施工方案(修改),方案要求基坑采用管井降水,主體3層混凝土澆筑施工完畢后停止降水作業(yè)。該方案中無地下車庫修建至何種狀態(tài)停止降水作業(yè)條件。根據(jù)相關(guān)資料顯示,該工程于2013年1月26日停止基坑降水,此時(shí)高層建筑塔樓均已澆筑至以上,但未澆筑至三層梁、板;地下車庫混凝土已澆筑至頂梁、板;截至2013年7月27日發(fā)現(xiàn)地下車庫上浮開裂時(shí),地下車庫頂板尚未覆土(按設(shè)計(jì)要求頂板覆土厚),而其間測得該場地
45、地下水位為 有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 ,在此工況下,車庫自重不能抵抗地下水浮力(地下車庫自重與浮力的比值為)。隆起變形發(fā)生過程中地下水位可能更高,自重與浮力的比值可能更低??梢哉f降水的停止是造成此次地下車庫上浮開裂的主要原因。 二、望江水岸工程地下室結(jié)構(gòu)開裂隆起 (一)工程概況 1、場地地形地貌及地層分布 該望江水岸工程位于成都市錦江區(qū),擬建場地位于沙河堡片區(qū),為舊房拆遷后空地,東面臨望江賓館,北、南臨近現(xiàn)狀道路,北面距沙河約 50m,地面地形起伏不大,相對高差 。地貌單元屬成都平原泯江水系三級(jí)階地,所處場地地層特征為:第一層為第四系全新人工填土層,分布厚度 ;第二層為第四系中、
46、下更新統(tǒng)冰水沉積層(依次是粘土、粉質(zhì)粘土、中砂、含粘土卵石);第三層為白堊系上統(tǒng)灌口組,含強(qiáng)風(fēng)化泥巖(分布厚度 )和中風(fēng)化泥巖。 場地分布的地下水主要為埋藏于人工填土層中的上層滯水(主要補(bǔ)給來源為大氣降水),以及賦存于第四系中、下更新統(tǒng)冰水沉積層含粘土卵石中的空隙裂隙水和白堊系上統(tǒng)灌口組泥巖地層中的裂隙水(主要補(bǔ)給來源為大氣降水、河水及區(qū)域地下水)。本工程抗浮設(shè)計(jì)水位地勘報(bào)告建議取值(標(biāo)高)為m。有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 2、地下室簡介 該工程位于成都市錦江區(qū)靜居寺路 20號(hào)沙河旁,由地上 4棟高層主樓建筑及與主樓地下室連通的二層裙樓地下室(以下簡稱純地下室)組成,其 1#、4#
47、主樓為地下兩層地上 21層的剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅房屋,其 2#、3#主樓為地下兩層地上 31層的剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅房屋,純地下室部分為二層框架結(jié)構(gòu)的車庫。其設(shè)計(jì)標(biāo)高為,抗浮設(shè)計(jì)水位標(biāo)高為,地下室頂板相對標(biāo)高為(結(jié)構(gòu))。該工程總建筑面積為,總占地面積為22381.36 m2,地下室建筑面積為,建筑基底面積為;地下室負(fù)一層層高為,負(fù)二層層高為。 純地下室為二層框架結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)+500mm厚防水底板(雙層雙向滿布14150鋼筋),基礎(chǔ)以強(qiáng)風(fēng)化泥巖為持力層,地基承載力特征值為fak=280KPa。通過上述數(shù)據(jù),地下室需抗浮的水頭高度約,未采用抗浮錨桿等抗浮措施,而是經(jīng)過計(jì)算利用地下室本身的
48、結(jié)構(gòu)自重(包括頂板一些覆土)即可滿足抗浮要求。 有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 設(shè)計(jì)要求地下室外墻周圍在地下室部分混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后應(yīng)立即進(jìn)行周圍土的回填工作,回填施工應(yīng)均勻?qū)ΨQ進(jìn)行,分層夯實(shí),回填土不得采用淤泥、耕植土、膨脹土、生活垃圾及有機(jī)質(zhì)土。 3、地下室開裂隆起情況 該工程于 2011年 11月 23日開工,主體結(jié)構(gòu)于 2012年 10月完工且均已驗(yàn)收。相關(guān)單位于 2013年 4月對地下室的后澆帶部分進(jìn)行施工作業(yè)后,除個(gè)別井外陸續(xù)停止了地下室降水作業(yè)。2013年8月5日隆起開裂時(shí)正在進(jìn)行裝飾部分的施工,其純地下室部分的頂板上部大部分已堆土(或覆土)綠化。 2013年7月初幾場
49、大雨(暴雨)后,相關(guān)單位發(fā)現(xiàn)純地下室部分的基礎(chǔ)抗水板(地下室底板)有上拱變形現(xiàn)象,其上部框架部分的柱、梁、板構(gòu)件出現(xiàn)不同程度的裂縫及損傷。為遏制損傷進(jìn)一步加劇,施工單位于 2013年 7月 10日對地下室底板進(jìn)行開孔(鉆孔直徑約 100mm)導(dǎo)水,開孔時(shí)有大量水從底板冒出,其中位于 2#、3#樓北側(cè)中間位置孔的涌出水頭達(dá)到負(fù)二層底板位置(不小于),約2小時(shí)后涌出水頭高度回落為,之后約6小時(shí)左右逐漸回落至底板表面,隨后用水泵進(jìn)行抽水,在此過程中地下室底板積水最深約 。 有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 據(jù)工程施工單位對其地下室持續(xù)進(jìn)行的變形位移觀測資料顯示:該工程純地下室存在整體上浮及局部
50、構(gòu)件(地下室底板、頂板和獨(dú)立柱基礎(chǔ))上拱變形現(xiàn)象,其變形值在 10160mm范圍;至 2013年 7月 10日對底板開孔導(dǎo)水后上述出現(xiàn)上拱變形的底板開始逐步下沉。之后相關(guān)單位于2013年7月16日對地下室底板的豎向位移進(jìn)行了抽測,抽測結(jié)果表明,純地下室抗水板(底板)的豎向位移最大值約 41mm(含底板施工誤差)。有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 開孔導(dǎo)水時(shí)的水柱照片有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 地下室框架柱柱頂水平裂縫照片 地下室框架柱柱頂斜向裂縫照片 有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 地下室框架柱柱頂角部混凝土壓碎照片 地下室框架
51、柱角部混凝土壓碎照片 有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 地下室底板裂縫照片 地下室填充墻交叉裂縫照片 有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 (二)地下室隆起開裂原因 望江水岸工程上述地下室上浮事件的主要原因系2013年7月初的幾場大雨(暴雨)所形成的豐富大氣降水(地表水)短時(shí)間內(nèi)快速涌入地下室基坑,由于地下室周邊部分土層滲透性差,加之基坑護(hù)壁對水流滲透的阻礙作用,使得滲入基坑的大氣降水產(chǎn)生的水頭壓力無法通過土層短期內(nèi)自然消散;封閉的底板下的水和地下室擋土墻側(cè)壁外的水形成較高的水頭壓力使得地下室上浮開裂。此外,依據(jù)現(xiàn)場鉆孔處涌水高度判斷,該地下室同標(biāo)高底板水頭壓力不一致,后續(xù)處理過程中應(yīng)
52、對其影響進(jìn)行充分考慮。 該工程地下室上浮開裂原因?qū)嵸|(zhì)就是我們前面所說的腳盆效應(yīng),由于基坑周邊肥槽回填不密實(shí),暴雨期間大量的雨水沿肥槽下滲至地下室底板處,形成較高的水頭差,從而造成地下室的上浮開裂。 除上述兩個(gè)實(shí)例外,還有一些例子就不在此詳細(xì)說明了,只把主要的造成地下室上浮破壞的一些原因列舉如下: 1、勘察報(bào)告所提地下水抗浮設(shè)防水位不準(zhǔn)確,與實(shí)際情況有有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 出入; 2、由于后期周邊環(huán)境的變化(例如某工程地下室位于府南河附近,場地地層顯示地下水與河水有一定的水力聯(lián)系,勘察報(bào)告所提抗浮水位考慮了地表水的歷史最高洪水位,但后期有關(guān)部門決定在靠近該工程的府南河上建一座人
53、工橡皮壩,由此造成了該段地表水位和地下水位的上升,并對抗浮設(shè)防水位產(chǎn)生了影響),造成抗浮設(shè)防水位變化,而地下室抗浮設(shè)計(jì)中又未能考慮后期的變化,造成對地下室的上浮破壞; 3、設(shè)計(jì)單位(主要是指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))對抵抗水浮力的梁、板的強(qiáng)度計(jì)算錯(cuò)誤,導(dǎo)致由于梁、板強(qiáng)度(包括裂縫)不夠和整體抗浮不夠?qū)е碌纳细¢_裂; 4、抗浮錨桿設(shè)計(jì)中,由于錨固體與地層之間的摩阻力參數(shù)取值不當(dāng)、而錨桿的基本試驗(yàn)也未按照要求去做,造成錨桿的實(shí)際承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)計(jì)算的承載力,導(dǎo)致錨桿在水浮力作用下失效; 5、由于抗浮錨桿施工質(zhì)量不合格產(chǎn)生的錨桿失效導(dǎo)致的地下室上浮開裂,其中多數(shù)是由于錨桿壓漿質(zhì)量較差和錨桿長度未按照設(shè)計(jì)施工所致,尤其是前者,主要原因一是漿液未按照設(shè)計(jì)的 有關(guān)地下室上浮破壞的一些案例及原因分析 灰比配置,二是壓漿過程中壓漿量和灌漿壓力未按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,導(dǎo)致一些錨桿的由純水泥漿或水泥砂漿組成的固結(jié)體的直徑和長度均偏小,造成的結(jié)果就是錨桿的抗拔承載力不滿足設(shè)計(jì)要求; 6、由于后期保護(hù)不力,各種外力(包括機(jī)械碾壓、其強(qiáng)度還未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)的搖晃等)造成錨桿在接近地表的相當(dāng)長的一部分遭到破壞,導(dǎo)致其承載力無法滿足設(shè)計(jì)要求。 7、錨桿施工當(dāng)中由于實(shí)際工況與設(shè)計(jì)工況不符或有差異時(shí),未能及時(shí)反饋設(shè)計(jì)進(jìn)行
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