地下结构的浮力计算与抗拔桩设计方法研究

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1、第23卷第2期结构工程师Vol.23,No.22007年4月StructuralEngineersApr.2007地下结构的浮力计算与抗拔桩设计方法研究李镜培孙文杰(同济大学地下建筑与工程系，上海200092)摘要针对地下建筑设计时杭浮设计水位的确定和杭拔桩的合理设计问题，简要分析了对于不同含(隔)水层地层组合及地下室埋深，选取合理的抗浮设计水位方法。结合工程经验，提出了水浮力计算的实用方法，以及考虑水位变化下抗拔桩的合理设计方法。关键词地下空间.设计水位，杭拔桩设计StudyonDesignofUpliftPil

2、esandCalculationofFloatinUndergroundStructuresLIJingpeiSUNWenjie(DepartmentofGeotechnicalEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)AbstractAsthedevelopmentofthecityandtheincrementinthelevelofourlife,itisatendencyforustousetheundergroundspace.Themostimp

3、ortantcoreproblemisdesignoffloat-resistant.Thekeyistofindthedefinitionofthewaterlevelandtheappropriationofthedesignofupliftpiles.Thedifferenceofthesoillayersandthedepthofundergroundstructureswilleffectthedifferenceofdesignoffloat-resistantwaterlevel.Basedonthe

4、experienceofprojects，theconculationmethodofwaterfloatandthesuitabledesignoftheupliftpilesinthechangingwaterlevelareproposed.Keywordsundergroundspace，designofwaterlevel，designofupliftpile故。因此，如何正确地进行地下结构的抗浮设计，1引言已成为岩土工程界共同关注的问题。随着人们逐渐意识到对水浮力计算方法规范随着城市建设的发展和居民生活

5、水平的不断化、统一化的必要性，学者提出了一些符合本地区提高，地下空间(地下室、地下车库、地下商场等)地质情况的水浮力计算方法，并取得了不错的成的利用已经成为了一种趋势。地下建筑设计中最果。如王建英等川建议利用总安全系数法，裴豪重要的核心问题就是抗浮设计，其关键是以抗浮杰[[2]利用水头折减系数法考虑各种情况下的水设计水位的确定和抗拔桩的合理设计方法为主。头折减，李广信等【’〕提出的粘土地基水浮力计虽然，现行的设计规范中要求，在进行设计时算，以及杨瑞清等〔‘〕提出的浮力折减系数等。需对所有地下结构物进行抗浮验算，然而

6、，规范没本文在水浮力分类计算方法〔’]的基础上，提有具体的设计方法规定。因此，对设计人员而言，出了通过对含水地层的不同分布，对地下水赋存抗浮验算方法以及设防水位的选取没有统一规状态的不同情况与产生地下水位的不同，有针对定，造成了很多不合理的设计。从经济角度来看，性地选取合理的抗浮水位;并根据水位变化的范经常考虑抗浮原因而大量使用抗拔桩，地下工程围来考虑桩基础的抗拔与抗压受力性状的变化，以此提出抗拔桩的合理设计方法。造价与地上结构相比大了许多;从安全角度来看，时常造成施工过程中或竣工后结构物的上浮事收稿日期:2006

7、-09-05·地基基础·结构工程师第23卷第2期2抗浮设防水位的确定方法根据赋存状态，一般将地下水划分为上层滞2.1对抗浮设防水位认识的现状水，潜水和承压水[151。(1)上层滞水:是指埋藏在地表浅处，且具有现有的岩土工程勘察报告只提及最高水位及自由水面的地下水。它的分布范围有限，其来源常年平均水位。因此，设计人员出于安全考虑，通主要是由大气降水补给。常以最高水位作为设计水位。但以勘察报告提及(2)潜水:是指埋藏在地表以下第一个稳定的最高水位作为设计水位显然缺乏合理性和经济隔水层以上，具有自由水面的地下水。潜水直接

8、性。受雨水渗透或河流渗入土中而得到补给，同时也其实，地下水位包括历年最高水位、最低水直接由于蒸发或流人河流而排泄。位、静止水位、稳定水位等，它是随季节或补给条(3)承压水:是指埋藏在上下两个隔水层之件而变化的。地下水位变化是一个随机过程，受间的地下水。承压水主要是依靠大气降水与河湖人为因素和自然因素影响很大，因此，确定合理的水通过潜水补给的。抗浮水位十分困难