水盆效应解释及抗浮水位确定建议

水盆效应:在地下工程的抗浮事故中,因地表水渗入基坑四周肥槽,使地下水位上升,形成“水盆效应”。
水盆效应导致地下室底板受水浮力而浮起破坏的案例频发,甚至发生诉讼纠纷。

《水盆效应解释及抗浮水位确定建议》- 投稿作者:赵升峰武侠岩土 - 发布于:翻身猫建筑自学网

抗浮意义

抗浮是地下建筑物设计的关键问题之一, 核心内容无外乎抗浮设计水位的确定和结构托浮力的计算。如果抗浮设计水位取值过高,为平衡设计浮力势必要增加结构自重或抗拔桩等复杂的抗浮措施,使建设费用增加,造成浪费;而抗浮设计水位确定过低,施工或使用期间遇到地下水位上升,则会造成结构开裂、渗水,甚至失效浮起,引发安全事故,或留下了很大的安全隐患。

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现有地下工程的抗浮水位确定原则中,抗浮设防水位需有近5年和历史最高水位及其变化规律的观测资料;还需考虑地下水补给与排泄条件以及地下水年变化幅度,甚至与场地周边环境、设计方案、施工方式等都息息相关,因此,确定准确的抗浮设防水位存在相当大的难度,这对抗浮治理设计造成相当大的困扰。

抗浮建议

抗浮设计应同时考虑建造过程的抗浮设计和正常使用状态下的抗浮设计和建造过程中由于地下室周边基坑未回填或地下室顶板未回填,上部结构未完成建造,此时工程抗浮处于最不利状况。
实际工程抗浮设计中常常出现正常使用阶段抗浮可以满足,而建造过程中抗浮严重不足。因此,建造过程中的抗浮设计除进行永久抗浮设计外,还应考虑临时抗浮措施,它包括临时抗浮水头的取值、构造措施、工程排水措施等。由于临时性的抗浮水头的确定与气候条件、场地状况有重大关系,是一个短期时效的取值,相关规范也未见明确规定,需要加以研究。

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目前规范要求抗浮水位要综合考虑多种因素,包括地质条件、水文条件、历史水位等,它涉及的是区域性的、历史性的水文地质资料,但针对具体情况却未能给出相应的分析算法,地下水抗浮设防水位大部分都是根据自己的经验来取值,有很大的局限性。

地下水位的动态变化应是项目所在地根据长期的监测数据、现场实测及分析结果综合预测判断,确定的结果应该符合相关的概率分布。而这种相关的规律和概率需要长期、稳定的监测,收集、整理相关数据,而这项工作单靠某个单位,一般很难实现,建议地方政府或企事业单位通过大数据平台来完善这项基础工作,形成区域性的数据库,这样我们的抗浮水位预测取值才能更加合理,才可以避免不必要的浪费,同时也能保证建筑的安全。


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