地下水浮托力计算的探索.pdf

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1、浙江建筑，第33卷，第3期，2016年3月ZhejiangConstruction，Vo1．33，No．3，Mar．2016地下水浮托力计算的探索ExplorationontheCalculationabouttheUnderwaterBuoyancy姚育华，虞莹YAOYuhua，YUy(杭州北高峰电力工程设计有限公司，浙江杭州310007)摘要：指出了建筑的地下室在确定地下设计水位时应注意的事项，提出了地下室底板或水池底板的浮托力的合理取值，还提出了探索性的计算方法及其推导的原理，并提供了建议采用的计算式。关键词：地下水的类型；上层滞水；潜水；承压水；面积孔隙率；浮托力中图

2、分类号：TU46文献标志码：A文章编号：1008—3707(2016)03—0041一O3由于地下水变化受大气降水及周边环境等因素与建筑物使用年限相协调频率的地下水位。故对影响(包括建筑物施工后环境变化)，以及工程所在设计人员而言，它是尚属于不确定的、模糊的，并地地下水变化频率资料的缺乏，使得建筑物的地下不宜直接用于工程设计，需要设计人员与勘察人室如何考虑地下水作用，成为一个不能回避而又存员共同综合分析研究后才能取用一个接近本工程有模糊的问题。情况的地下水位数值。要分析地下水的作用，就必须对工程场地的地在对勘察资料和地下水类型进行分析后即须决层岩土结构和地下水的类型(包括含水

3、层厚度、渗定地下水位的设计取值。这时也须分两种荷载组合透性和水量)有充分了解。本文着重于建议谨慎地情况：当地下水压力对建筑物不利时宜取最高水位，确定设计地下水位，并推荐了计算公式确定地下水对建筑物有利时宜取最低水位。的浮托力。国家《岩土工程勘察规范(GB50021-2009)》规定确认地下水位的技术责任岗位是勘察部门，所1建筑工程中的地下水作用问题以，应以尊重勘察部门的资料为主，但可以进一步与其协调取得设计需要的，经勘察部门修正后的最高地下水分布类型一般可分为：上层滞水、潜水、(对建筑物不利时)、最低(对建筑物有利时)水位。承压水三种类型。建筑工程中地下水作用问题主要对基础底

4、处于上层滞水层时，目前工程设计中为以下两个方面。一般仍采用勘察资料提供的水位。但是按这个水位1．1如何确定地下水位的设计取值(哪怕是经过修正的)，仍沿用工程上常用的静水压工程场地的地下水位及类型应由岩土勘察部力原理确定对地下结构的作用，与实际情况是不是门提供，这在《岩土工程勘察规范(GB50021—相符值得商榷，有时会因使用不当造成工程投资增2009)》中有明确规定。虽然如此，但设计人员得大或使工程处于不安全状况。对此，笔者将在后面到的资料通常只是勘察期间的地下水位，并不是提出自己的一些看法。收稿日期：2015—12—10作者简介：姚育华(1939一)，男，浙江湖州人，高级工

5、程师，从事特种结构的分析研究。42浙江建筑2016年第33卷1．2如何确定地下水对建筑物的实际作用力土固体颗粒接触面地下水对建(构)筑物的作用一般有两种情况：对侧壁(地下室墙体)或水池壁的水平作用力(侧压力)；对地下室底板或池底板的向上浮托力。1．2．1地下水对侧壁或水池壁的水平作用力对于处在上层滞水土层中的地下室侧墙、水池侧壁承受的水和土的侧压力，笔者建议地下水位以接触面生L隙图l基底接触面示意图下，宜水土合一，取它们的综合重度(一般可取20kN／m)，其他计算步骤可按土压力计算的有关要应用这原理就必须知道并确定与基底接触的要求进行。有一点要特别注意的是，其侧压力模式土层在

6、其接触面上有多少面积是土颗粒接触的，有宜用静止土压力模式，这与按主动土压力为主要受多少面积是土的孔隙(地下水)接触的(也即是承受荷模式的单纯挡土墙是有很大区别的。水压力面积的多少)。对于处在潜水层及承压水层的墙壁的水和土的为此，笔者提出如下一个假设和新的单位名词：侧压力，笔者认为地下水位以下宜水、土(此时土用面积孔隙率m(即基底受地下水作用的接触面积与浮容重)分别计算再进行叠加为宜，其中土的侧压基底总接触面积的比)。以便用来近似估算基底接力模式也宜用静止土压力模式。触处的地下水的作用。1．2．2地下水对地下室底板或池底板的向上浮托力一般情况下，工程中地下水位设计取值确定后，水

7、压力是按静水压力作用原理来考虑的。也就是将地下水位至底板底的深度作为作用于底板的向上作用水头，以此为依据来核算建(构)筑物的整体稳定、抗浮及混凝土构件配筋。这对于处在潜水层的底板是较为接近工程实际情况的，然而对处于承压水层的底板还应考虑其附带的水头压力。2处在上层滞水层范围内的地下室底板的————__—一浮托力计算公式及推导原理图2接触处土层孔隙分布当底板处在上层滞水层范围内时，情况就复杂我们不妨假定接触处的土层的孔隙是沿垂直方多了，这是本文讨论的中心内容。向均匀分布的(图2)，并且对于单位体积而言其孔