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类型地下结构截排减压抗浮概念及应用-曹洪201612.pdf

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    1、第 35卷 第 12期 岩石力学与工程学报 Vol.35 No.12 2016 年 12 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec., 2016 收稿日期:2016 04 12;修回日期:2016 11 08 资助项目:“十二五”国家科技支撑计划项目 (2011BAG07B02);中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室资助项目 (Z015013);中央高校基本科研业务费 (20152M024) Supported by the National Science and Technology Support

    2、Project of Chinas 12th Five-year Plan(Grant No. 2011BAG07B02), Open Research Fund of State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences(Grant No. Z015013) and Fundamental Research Funds for the Central Universities(Gra

    3、nt No. 20152M024) 作者简介:曹 洪 (1954 ),男,博士, 1982 年毕业于湖南大学力学专业,现任教授,主要从事堤防渗流和岩土工程方面的研究工作。 E-mail:。通讯作者:骆冠勇 (1979 ),男,博士,现任讲师,主要从事岩土方面的教学与研究工作。 E-mail: DOI: 10.13722/ki.jrme.2016.0343 地下结构截排减压抗浮概念及应用 曹 洪1, 2,潘 泓1, 2,骆冠勇1, 2(1. 华南理工大学 土木与交通学院,广东 广州 510640; 2. 华南理工大学 亚热带建筑科学国家重点实验室,广东 广州 510640) 摘要:随着地下空间

    4、需求与日俱增,越来越大的地下结构体量给地下结构的抗浮设计带来严重的挑战。常规的以“抗”为主的采用抗拔桩 (锚杆 )抗浮方法往往导致经济和时间成本的大幅增加。结合实际工程,介绍一种以“截排”为主的地下室抗浮方法。方法的核心在于 2 点:一是“截” ,通过地下室周边的止水帷幕进行截水,减少基坑的涌水量,从根本上减少排水对周边的环境的影响;二是“排” ,通过在地下结构底板下设置敞口式大直径无砂混凝土减压井排水,降低水头,减小作用在结构底板上水荷载。截排联合,可控制排水带来的环境影响,增加排水减压系统的可靠性和耐久性。敞口式大直径无砂混凝土减压井组成的减压系统不易淤堵、可维修,保证减压系统长期有效运行

    5、。敞口开放式的设计也使得减压系统具有应急功能,确保地下室安全。最后指出,地层中存在一定厚度的强透水对截排减压抗浮是有利条件,在此种地层条件下,截排减压对环境的影响很小,可优先考虑使用其进行抗浮。 关键词:地下工程;地下结构;抗浮;排水减压;渗流;减压井 中图分类号:TU 943 文献标识码:A 文章编号:1000 6915(2016)12 2542 07 A new anti-floatation method by drainage: concept and application CAO Hong1, 2, PAN Hong1, 2, LUO Guanyong1, 2(1. School

    6、of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510640, China;2. State Key Laboratory of Subtropical Building Science, South China University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510640, China) Abstract: A sharp increase in the size of underground s

    7、tructures brings a great challenge to the anti-floatation design. A conventional passive method usually means a huge cost in finance and time. An efficient active method was thus proposed. The essential idea of the method is to reduce the water pressure by drainage and to control its environmental i

    8、mpact by cut-off walls(curtains). The application of the method in a practical case was addressed in details with the emphasis on how to make the drainage system reliable and maintainable. The drainage system has been on service over seven years successfully. It was found that a large diameter relie

    9、f well made of pervious concrete was not clogged and easy maintainable. A stratum with a strong permeable soil layer is a favorable condition for the proposed method because the environmental impact can be controlled easily. In this case, the method should be first choosed. Key words: underground en

    10、gineering; underground structure; anti-floatation; drainage; seepage; relief well 第 35 卷 第 12 期 曹 洪等:地下结构截排减压抗浮概念及应用 2543 1 引 言 当前地下结构抗浮措施主要采用抗拔桩或抗浮锚杆,利用它们提供的拉力抵抗作用在结构底板上的水荷载。水荷载一般取地表高程或历史最高水位进行计算。近年来,随着城市的发展,地下空间越来越受到重视,兴建大量带有地下室的高层建筑物、地下车库、下沉式广场以及地铁、地下商场等地下结构物,在广度和深度上都在迅速扩大,这导致水荷载剧增,给地下结构的抗浮设计带来严重

    11、的挑战。尤其一些纯地下结构,由于没有上部荷载与浮力平衡,其抗浮问题更为突出。采取这种以“抗”为主的被动抗浮方法往往导致经济和时间成本的大幅增加。同时,设计水位并不易确定,由于土层的复杂多变,抗拔桩或抗浮锚杆也存在较大的不确定性,稍有不慎,引起后果。如深圳宝安中旅大酒店地下室最大隆起 160 mm1、深圳某坡地建筑地下室上浮160 mm2,广东佛山永丰大厦塔楼与裙楼内庭地下室地面上拱 213 mm3,深圳布吉某仓储蓄水池最大上浮 1.5 m4、江苏利港电厂废水处理滞留池上浮263.5 mm5,海口市梦幻园商住小区裙楼地下室基础上浮 4.5 m6等。 与上述常规的被动式抗浮方法不同,另一种是以“排

    12、”为主的主动排水减压抗浮方法。该方法核心是通过排水降低设计水位减小作用在结构底板上水荷载。设计水位的降低可由多种手段实现,如结构底板下设置疏水层、排水盲沟、减压井,或地下结构四周设置排水廊道。取决工程的具体条件,这些手段可以单独或组合应用。由于水荷载减少或消除,可取消大部分 (或全部 )的抗拔桩或抗浮锚杆,同时如果采用桩基,底板厚度和配筋也可大幅减少。减压的出水可做它用,足以平衡长期抽水的费用。所以,相对于常规的被动式抗浮,主动的排水减压抗浮具有巨大的经济效益。 但目前以“排”为主的方法的研究和应用尚处于起步阶段,要进一步推广和应用,有些关键问题亟待研究:比如如何有效控制排水引起的环境问题及如

    13、何确保排水减压系统的长期运行的可靠性和耐久性问题。本文围绕上述关键问题,介绍截排减压抗浮的概念及其在工民建地下结构中的应用。 2 截排减压抗浮的概念 排水减压抗浮方案成功与否关键主要取决于以下 2 个因素 (要求 ):一是排水减压对周边环境的影响大小,二是排水减压系统的可靠性和耐久性。但强调“排”很多时候无法满足这 2 个要求,因为大量的排水不但会引起较严重的环境问题,而且会造成排水结构负荷增加,水力坡降增大,淤堵几率上升,从而造成排水减压系统的可靠性和耐久性下降。所以为实现排水减压的环境和可靠性要求,必须对“排”进行控制。截排减压抗浮的主要概念如下: (1) 截排联合以控制排水的环境影响 排

    14、水引起的环境影响与排水量密切相关。控制排水的环境影响最根本措施在于减少排水量,在于“截” 。 “截”是控制“排”最为有效直接的措施。通过“截” ,减少排水量,减少环境影响的同时,减少排水结构周边土层的水力坡降,减少淤堵几率,增加排水减压系统的可靠性和耐久性。截水措施一般可直接利用基坑开挖时设置的止水帷幕,如地连墙,搅拌桩或旋喷桩等。由于共用,不会引起排水减压成本的额外增加。 (2) 优化排水结构以便维护和确保耐久性 减压井等排水结构通常会有淤堵问题。解决淤堵问题的解决涉及渗流破坏、悬浮细粒在多孔介质运移沉积等方面,是一个多场多尺寸问题,十分复杂,理论研究上还不成熟。追求永不淤堵,一劳永逸的排水

    15、结构不现实。实践上更可行的是采取优化排水结构的工艺以尽可能减少其淤堵概率,优化构造,令其方便维护、易维修等措施来确保其长期有效运行。 (3) 选取合适的地层 由于环境影响问题,显然并不是所有的地层都适用截排减压技术。一种可优先考虑截排减压抗浮的地层特点为:地层存在地下水相对补给充分的强透水层。在具有此特点的地层中进行截排减压抗浮,基坑内外的主要水力联系通道已被止水帷幕“截”断,经绕渗进入坑内的水量相对于地层中强透水层的导水能力而言,是“小量” 。此地层中的小量失水,地层中存在的强透水层有足够的能力迅速补充,抑制坑外地层出现过大的降水漏斗,从而有效控制截排减压的环境影响问题。同时,因为进入坑内的

    16、渗水是小量,能够轻易地被排水结构 (减压井等 )排走,从而有效减少作用在地下室底板上的水压力,实现减压抗浮的目的。 截排的联合,使得排水减压抗浮方法在经济、工期及环保等方面相对与常规以“抗”为主的抗浮方法拥有巨大优势。 2544 岩石力学与工程学报 2016年 3 应 用 3.1 工程概况 某世界贸易中心位于广州市,场地北面珠江,南靠黄埔涌,原始地貌为珠江三角洲冲积平原区,地面平坦开阔,地理位置如图 1(a)所示。根据勘察报告,场地地层自上而下主要可分为 4 层: 人工填土层、 第四系海陆交互相沉积层、 残积层和白垩系碎屑沉积岩。其中,第层主要为淤泥质土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂;场区砂土

    17、层分布普遍,厚度较大,透水性好,富水性强。第层在多数钻孔缺失,导致砂层下基本直接强风化岩层。第层中的强风化岩风化强烈,裂隙发育。图 1(b)为其中一个典型地质剖面。 珠江 地铁 广州市国际会展中心 项目所在地 0 250 500 750 m N 2.9 m 淤泥填土 2 砂层1 强风岩+8.0 m +4.3 m 13.0 m +2.0 m 8.0 m 底板底(a)(b) 华南大桥琶洲大桥黄埔涌 图 1 项目地理位置及典型的地质 Fig.1 Location and geological condition 该中心设 2 层地下室,地下室平面基本呈矩形,长约 335 m,宽约 223 m,总周长

    18、约 1 200 m,面积7.5104 m2。建筑 0.000 为绝对高程 9.20 m,整个场地平整到绝对高程 8.00 m 后进行基坑支护及开挖施工,地下室底板底绝对高程为 2.90 m。 基坑围护结构采用地下连续墙,墙底进入强风化岩层,强风化岩层风化强烈,当地下连续墙处强风化岩较厚时,地下水主要以绕渗形式进入基坑;当强风化岩较薄时,地下连续墙底处于中风化或微风化岩面,则有可能出现集中渗漏的情况。 项目上部建筑大部分为低矮的会展建筑,少量的高层建筑,下部的地下室连通。结构的基础形式为 (人工挖孔 )桩基础。 由于场地地下水位较高,正常情况其绝对高程在 5.09 7.94 m,设计水压力高达

    19、110 kPa。原设计采用 1 000 多根直径为 1.2 2.0 m 扩大头的抗拔桩进行地下室的抗浮。按此方案,抗浮造价高,工期长,十分有必要寻求其他解决方案。 3.2 截排减压抗浮方案 综合考虑环境、排水结构的耐久性和可维护性等因素,截排减压方案如图 2 所示。沿地下室周边 (内缩 10 m)共布置 15 个大直径混凝土减压井。减压井内直径 1.2 m,外径 1.8 m;减压井井口高程 3.5 m,处于底板底下 0.6 m。井壁穿过砂层进入强风层 1.5 m。减压井井壁外设反滤层,上设集水井。减压井出水自溢至集水井后,由水泵抽走。各减压井单元用PVC 管相互连通,实现集水井间的抽水设备共享

    20、,互相支持。 图 2 截排减压方案 Fig.2 Water pressure relief scheme 方案体现截排联合以控制环境及排水结构必须可维修以确保耐久性的思想: (1) 截排联合,控制环境影响。虽然本场地周边有地铁、会展中心等重要的构筑物,降水环境要求苛刻,同时本场地砂层较厚,渗透性强,两边临江,地下水供给充分,不利降水,但是因为有地连墙止水有效截水,有效减少坑内渗水量, 排水减压周边环境的影响不会大。 原因是基坑止水措施 (地连墙 )截断地下室内外强透水层的水力联系, 有效减少减压排水量,在有效控制环境影响的同时,减少排水结构出水量及其周边的水力坡降,减少排水结构淤堵动力源,增强

    21、其耐久性。 (2) 大直径无砂混凝土减压井,具有良好的防淤性能。无砂混凝土井壁为全断面透水,渗透系数大,井周边不容易形成集中渗流,又具有一定的强度,可以作为结构构件,同时取材易,施工简单。另外,大直径进一步减少井周边的水力坡降,从构造上有效减少井淤堵的几率。北江大堤 1968 年建成的一批无砂混凝土减压井,至今运行良好,是无砂混凝土减压具有良好防淤性能的例证。 123 56789 1011121314154 335 m 入岩 1.5 m 水泵底板 格栅井盖 集水井 井间连通管 无砂砼井壁减压井井间 PVC 连接管地下连续墙 223 m第 35 卷 第 12 期 曹 洪等:地下结构截排减压抗浮概

    22、念及应用 2545 (3) 减压井可维护,保障耐久性。减压井内径为 1.2 m,如发现淤堵,可进人维护,确保其长期有效运行。 (4) 敞开式井口,确保主体结构安全。减压井处的底板设口敞开,盖以铁格栅井盖,如果发生停电,地下室渗水自溢至地下室内,保证底板上下底板受力的平衡,不会引起地下室上浮事故。由于排水量小,而地下室面积大,停电 1 d 地下室的水位仅约升高 2 cm,即使停电一个月,地下室内的淹没水深仅 0.6 m。 3.3 分析计算 3.3.1 分析方法、计算模型和边界 (1) 分析方法 渗流场分析时将区域渗流场概化为多层土模型,采用越流补给关系的形式建立层间及土层与地表间的水流关系。每一

    23、土层均按水平面二维渗流考虑,并假定各土层内垂直方向水头按线性分布,采用水平面二维渗流方程可建立层内的平均水头与流量关系,层与层之间取各土层厚度的一半串联形成类似于越流补给关系,地表直接由边界条件控制。 水平面二维渗流连续性方程为 0iiii ii ihhkT kTxxyy+=(1) 式中:ik ,ih 和iT 分别为第 i 层透水层的渗透系数、水头值和过水断面厚度;i 为层间越流补给或地表边界入渗、溢出项。有限元网格按统一的平面划分,每个单元为包含各层土的土柱,在每个单元内建立层间关系,通过迭代计算完成有限元求解。具体算法详见曹 洪等7的研究。 减压井点的计算采用任意三角形单元井点修正法进行模

    24、拟,同时考虑井损的作用,具体方法详见曹 洪等8-9的研究。 (2) 计算模型 场地内第四纪砂土层厚度较大,分布普遍,透水性好,是地下水的主要通道。白垩系碎屑沉积岩的强风化带在地块场区大部分钻孔均有揭露,风化强烈,裂隙发育,富含一定量的裂隙水,也是地下水不容忽视的渗透通道。基于此,计算时将地层从地面往下简化分为 3 层:覆盖层、砂土层和强风化层。其中覆盖层由各地质钻孔中填土和淤泥合并而成。各层的层顶和层底的标高由场地所有地质钻孔相应土层的层顶和层底标高插值得到。模型底面 (强风化底面 )为不透水边界;模型表面为透水边界,控制地表的出溢及入渗,其具体处理方法详见曹 洪等7的研究 计算区域如图 3(

    25、a)所示。南北分别取至黄埔涌河中心和地铁 2 号线边缘。东西两侧外扩足够远的距离,以消除边界不确定对关注区域的影响。场地北面地铁 2 号线沿东西方向通过,隧道为明挖施工,其原止水帷幕基本截断珠江水此段向南的渗透路径,地块地下水主要由南面的黄埔涌补给。西边外扩 400 m 至会展中心三期工程西侧,而东侧外扩560 m 至科韵路。 (a) 计算区域与边界 (b) 计算模型 图 3 计算模型和边界 Fig.3 Numerical model and boundary conditions 计算区域内,西侧的会展中心三期工程设计有地下室,目前大部分基坑施工刚完成,考虑到其设有止水防渗措施,可认为此范围

    26、为不透水体,故在模型中将此区域中单元删除,如图 3(b)所示,不参与计算。东面建成的中洲广场也类似做此处理。 由于地下连续墙完全截断砂层进入强风化岩,坑内渗水量主要来自强风化岩层的绕渗。建模时对地连墙与强风化层的关系进行了细致的刻画,以期求得较准确结果。 (3) 边界条件 除南面黄埔涌为面状水头边界外,其他三面为不透水边界。黄埔涌平常潮位 5 6 m,一天涨落 2次,但基坑防渗墙外附近地下水位测管连续监测的水位变化很小 (见图 4),区域内地下水位对潮水位变化不敏感,属于长周期变化情况。计算时,黄埔涌水位正常工况取 5.5 m,暴雨工况取 8.0 m。同时,考虑暴雨时地表存在入渗,暴雨工况下地

    27、表水位取为室外地坪标高 8 m,作为模拟地表入渗的边界条件。 xzyx y z = 1 1 5 2546 岩石力学与工程学报 2016年 0 2 4 6 8 时间 SW1 SW2 SW3 黄埔涌潮位范围 9月7日24:009月8日12:009月8日24:009月9日12:009月9日24:00水头/m图 4 抽水期间基坑周边水位观测值 (2007 年 ) Fig.4 Measured water level during pumping test(in 2007) 3.3.2 主要土层参数的反算 砂层和强风化层是本模型的主要透水层,其渗透系数取值的准确与否影响对结果的影响很大。粗砂的渗透系数为

    28、 210 2 110 1cm/s,强风化岩层渗透系数为 110 3 110 5量级范围10, 本文在此范围内根据基坑涌水量及地下水位实测数据进行反算。其他参数则按经验取值,如河涌内河床表层淤积物覆盖层含一定淤泥成分,渗透系数取 210 4 cm/s,其他地表覆盖层取 510 4 cm/s,防渗墙材料渗透系数取 510 6 cm/s,减压井井损系数取 0.2 等。 (1) 基坑涌水量实测 实测时基坑已开挖到底,正在进行基础人工挖孔桩施工。基坑现有 35 口施工降水井正常工作,其抽水汇集于基坑内设置的 7 个集水井,设水泵进行抽水外排。本次试验是利用挖孔桩抽水设备,直接测定基坑每天的总抽水量。 实

    29、测时先用量水堰或量水桶测定各抽水泵单位时间流量,然后记录每个抽水泵在 48 h 内的开关机时间,得到每天抽水总时间,再根据以上测定的单位时间流量得到单位天数总流量。测试结果如表 1所示, 2007 年 9 月 8 日总流量为 2 168 m3/d, 2007年 9 月 9 日总流量为 1 876 m3/d。 表 1 实测基坑涌水量 (2007 年 ) Table 1 Measured discharges inside the pit(in 2007) 实测流量 /(L s 1) 抽水时间 /min 泵号 9 月 8 日 9 月 9 日 9 月 8 日 9 月 9 日1#8.6 8.6 185

    30、 20 2#8.9 8.9 185 60 3#12.3 12.3 720 605 4#14.1 14.1 195 125 5#16.1 16.1 605 350 6#13.3 13.3 150 80 7#26.9 26.9 355 545 从表 1 可知,单位天数内平均总抽水量为 2 021 m3。由于该抽水量是在目前施作人工挖孔桩、地下水位降至基坑底面以下 2 3 m 的情况下测定的,地下室正常使用阶段地下水位在底板底面左右即可满足抗浮要求,其排水措施排出的水量应小于以上抽水量。 (2) 基坑边水位 在上述抽水过程中,在连续 30 h 内对基坑周边的 3 个地下水位测管 (SW1, SW2

    31、和 SW3(见图 3)内的水位进行了观测,结果如图 4 所示。 3 处的水位在测试的 30 h 内基本保持稳定,说明基坑周边的地下水位基本不受邻近珠江及黄埔涌潮汐变化 (5 6 m)的影响。同时基坑北侧 SW1 处水位较高,应与该处附近的市政井渗漏有关,基坑西侧 SW3 处水位较低,可能与该处西侧邻近的会展三期基坑开挖有关。 (3) 参数反算 参数的反算方法是设定基坑内 35 口施工降水井的流量边界,将计算水头与坑内外实际水头进行比较,如果两者相近,则认为参数取值合理。 35 口施工降水井的流量按实测的基坑总涌水量均分得到。 经多次试算,当砂层和强风化岩层的渗透系数分别取 510 2和 510

    32、 4 cm/s 时,计算结果与实测结果吻合较好,如图 5 所示。从图中可以看出,坑内的水头在 4 6 m 范围,与抽水期间观察到的坑内水位位于坑底面以下 2 3 m 的情况基本吻合。而坑外水头方面, SW1, SW2 和 SW3 处的计算水头分别为 2.9, 3.8 和 2.4 m。 SW2 与实测水头差 0.8 m,基本相符;而 SW1 和 SW3 与实测值相差较大,其原因如前所述, SW1 测值因其附近的市政井渗漏而偏高, SW3 因邻近的基坑开挖渗漏而偏低。 图 5 由反算参数得出水头等值线 (单位: m) Fig.5 Back analyzed hydraulic head conto

    33、urs(unit: m) 3.3.3 计算结果 减压后流场的水头分析结果如图 6 所示,其中图 6(a)为正常工况的结果,图 6(b)为暴雨工况的结果。 第 35 卷 第 12 期 曹 洪等:地下结构截排减压抗浮概念及应用 2547 (a) 正常工况 (b) 暴雨工况 图 6 减压后砂层水头等值线 (单位: m) Fig.6 Hydraulic head contours(unit: m) 从图 6(a)中可以看出,基坑外地下水主要由黄埔涌沿南和南东方向渗入,逐步沿东西侧由可渗通道向西北方向降低。基坑外最大的水头降约为 3 m,发生在基坑的西北角。而基坑内为地下室范围内的水头分布比较均匀,其水

    34、头值约为 3.2 m,比井口高程略高。减压后,地下室范围内的水头比地下室底板低,底板不受水压力。 图 6(b)暴雨工况的情况基本类似,只是坑外的水头值整体提高约 3 m,但坑内水头的大小分布则与正常工况基本一样,保持在 3.2 m。这反映了出排水减压抗浮的一个显著特点:即减压保护范围内的水头基本不受边界的变化而保持恒定。只有减压井的井口高程保持一定,地下室底板的所受水压力就恒定,而不像常规抗浮方法对地下水位的变化十分敏感。 虽然地下室范围内的水头不受周边水位变化的影响,但减压井的出水量却深受影响。由于基坑内外的水头差增加近 3 m,相对于正常工况,暴雨工况下计算所得所有减压井的出水量增加近 4

    35、0%,由1 790 m3/d 增至 2 530 m3/d。注意到暴雨工况为极端工况,现实中出现的概率很小。 减压井自流出水均由水泵抽至室外蓄水池,作为景观灌溉或生活用水使用。 3.4 实施效果 项目于 2007 年开始实施运行至今已有 9 a,运行良好,通过了时间的初步检验。截排减压方案仅用 15 个减压井代替了原设计所采用的所有的 1 000多根直径 1.2 1.8 m 扩大头抗拔桩,并令底板的配筋有效减少,总计节约成本约 1 亿,取得的显著的经济效益,具有较好的推广价值。 对于运行期间地下室底板所受的水压力和减压井排水量,因没有布设相应的监测设备,难获取实测的数据进行分析,但其减压效果可以

    36、从图 7 大概了解,图 7 为 2015 年 7 月份所拍的其中一个减压井照片。从图 7 可以看出,由于抽水机长期在设定的高低水位限之间往复运行,在集水井井壁处已形成明显的水迹线,其高程约在 3.1 m。由于各井之间有 PVC 管相互连通,各集水井之间的水位基本保持相同,最高水位也应该在 3.1 m 左右。由图 6 可知,地下室中心点处水头比井处高约 0.3 m,基本与地下室底板高程 2.9 m 平齐,即地下室底板不受水压力。 图 7 运行期间的减压井 Fig.7 A relief well at service 4 结 论 本文首次提出截排减压抗浮的概念,并结合实际工程,介绍其应用,经过了

    37、9 a 的时间检验,效果良好,得到以下几点认识: (1) 由于水荷载减少或消除,可取消大部分 (或全部 )的抗拔桩或抗浮锚杆,同时如果采用桩基,底板厚度和配筋也可大幅减少。所以相对于常规的以“抗”为主的采用抗拔,以“排”为主的抗浮方法在经济上具有很大优势。但仅依靠“排”不但会引起环境问题,而且会造成排水减压系统的可靠性和耐久性下降,所以必须对“排”进行控制。 (2) “截”是控制“排”最为有效直接的措施。通过“截” ,减少排水量,减少排水减压环境影响的同时,增加排水减压系统的可靠性和耐久性。截水措施一般可直接利用基坑开挖时设置的止水帷幕,由于共用,不会引起截排减压抗浮成本的额外增加。 (3)

    38、减压井等排水结构要可靠,具有良好的防减压井口水迹线 3.5 m b 2.9 m b 底板底7.7577.75767 6 5.567.75-3.25(b)7 6 5 5 6 6 3.25 7.75 7.75 7.75 7 5454423453355.25-3.255.257 6 5 5(a)3 2 4 5 3 4 4 4 5 5 5.25 5.25 3 5.25 5 2548 岩石力学与工程学报 2016年 淤性能,同时易维护可进人维修,以实现保证其长期有效运行。大直径无砂混凝土减压井可较好实现这一要求。 (4) 地下室内部的减压井井口应敞开,如发生停电等意外,地下室渗水自溢至地下室内,保证底板

    39、上下底板受力的平衡,不会引起地下室上浮事故。 (5) 减压保护范围内的水头基本不受边界的变化而保持恒定,作用在地下室底板的水压力不像常规抗浮方法,对地下水位的变化不敏感。 (6) 地层中存在一定厚度的强透水对截排减压抗浮是有利条件,能够有效地控制排水减压带来的环境影响,在此种地层条件下可优先考虑使用截排减压抗浮。 参考文献(References): 1 江蝉辉, 赖有修 . 运用井点降水和地面堆载处理地下室上浮一例 J. 土工基础, 1999, 13(1): 49 51.(JIANG Canhui, LAI Youxiu. An example of treating the floating

    40、-up of a basement by well point dewatering and surface loadingJ. Soil Engineering and Foundation,1999, 13(1): 49 51.(in Chinese) 2 汪四新, 屈 娜 . 某坡地建筑地下室抗浮问题绿色技术处理方法 J. 建筑技术, 2012, 43(10): 925 928.(WANG Sixin, QU Na. Dealing with the problem of sloping building basements anti-uplift with green technolo

    41、gical methodsJ. Architecture Technology, 2012, 43(10):925 928.(in Chinese) 3 徐春国 . 地下室上浮开裂事故的鉴定与加固处理 J. 建筑结构,2002, 32(11): 26 28.(XU Chunguo. A anti-floatation failure case of a basement: reason and treatmentJ. Building Structure, 2002, 32(11):26 28.(in Chinese) 4 曾国机,王贤能,胡岱文 . 抗浮技术措施应用现状分析 J. 地下空间,

    42、 2004, 24(1): 105 110.(ZENG Gguoji, WANG Xianneng, HU Daiwen. State of the art: the anti-floating technology underground spaceJ. Underground Space, 2004, 24(1): 105 110.(in Chinese) 5 高宪民,孔 宏 . 泄水抗浮技术在深圳地铁工程中的应用 J. 现代隧道技术, 2012, 42(增 ): 541 543.(GAO Xianmin, KONG Hong. Application of anti-floatation

    43、 by drainage on a metro project in Shenzhen modern tunneling technologyJ. Modern Tunnelling Technology, 2012, 49(Supp.): 541 543.(in Chinese) 6 陈飞铭 . 地下室上浮破坏及处理措施研究 硕士学位论文 D. 重庆:重庆大学, 2004.(CHEN Feiming. Study on floating destory and treatments of basementM. S. ThesisD. Chongqing: Chongqing Universi

    44、ty, 2004.(in Chinese) 7 曹 洪,张 挺,陈小丹,等 . 多层强透水地基渗流计算的应用研究 J. 岩石力学与工程学报, 2003, 22(7): 1 185 1 190.(CAO Hong, ZHANG Ting, CHEN Xiaodan, et al. Application of seepage calculation for mult-layered strong permeable soilJ. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2003, 22(7): 1 185 1 190.(in Chin

    45、ese) 8 曹 洪, 周红星, 吴海峰, 等 . 考虑减压井井损的计算方法研究 C/ 第五届全国水利工程渗流学术研讨会 . 南京:黄河水利出版社,2006: 134 140.(CAO Hong, ZHOU Hongxing, WU Haifeng, et al. Research of computational method in consideration of well loss of relief wellsC/ Proceedings of Progress in Seepage Research and Application for Hydraulic Engineering.

    46、 Nanjing: The Yellow River Water Conservancy Press, 2006: 134 140.(in Chinese) 9 曹 洪,尹小玲,张 挺 . 水平面渗流有限元计算中减压井点处理 J. 水利学报, 2003, 34(4): 74 79.(CAO Hong, YIN Xiaoling, ZHANG Ting. Relief-well point adjustment in finite element method for 2D seepage in horizontal planeJ. Journal of Hydraulic Engineering,2003, 34(4): 74 79.(in Chinese) 10 毛昶熙 . 渗流计算分析与控制 M. 2 版 . 北京:中国水利水电出版社, 2003: 1 4.(MAO Changxi. Seepage computation analysis and controlM. 2nd ed. Beijing: China Water Power Press, 2003: 1 4.(in Chinese)

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