一种岩溶地区地下室底板抗浮设计方法

摘要

本发明公开了一种岩溶地区地下室底板抗浮设计方法，首先开挖基槽，再根据开挖出的基槽统计岩体裂隙，计算裂隙面积；考虑地下室底板原槽浇筑的情况下，根据岩体裂隙面积计算地下室底板在抗浮水位下的浮托力；根据计算出的浮托力大小进行地下室底板的抗浮设计。本发明以原槽浇筑地下室底板为前提，通过统计基底出露的岩体裂隙面积，计算地下室在抗浮水位下的浮托力。由于地下室底板只受到裂隙水的浮力作用，与地下室底板完全受浮力作用相比，减少了地下室在抗浮水位下受到的浮力，从而大大降低了岩溶地区地下室抗浮工作的成本。

说明书

技术领域

本发明属于地下室底板抗浮设计领域，尤其涉及岩溶地区地下室底板抗浮设计。

背景技术

随着城市化进程的加快，城市用地变得越来越紧张，城市高层建筑或超高层建筑越来越多，基础埋深也越来越大。伴随而来的是大量地下商场、地下停车库、地铁以及多层地下室等不断涌现，因此，地下室的抗浮问题已成为一个事关工程建设的共性问题。在沿海部分城市，如上海、大连、厦门等，由于地下水浮力问题频发，已严重影响了工程建设。在西南山区如贵州、云南等地，由于大部分地区处于岩溶地带，地下水储量丰富，也极易产生地下水的浮力问题。

对于地下室底板的抗浮设计，工程上常见的设计方法有压重法(如增加底板厚度或覆盖土层厚度)抗浮、抗拔桩抗浮、抗浮锚杆抗浮等。然而，上述方法使用的前提都是在考虑地下室受完整浮力的情况下，即考虑抗浮水位以下的地下室部分全部受到浮托力作用，这无疑大大增加了抗浮成本。事实上，在岩溶山区，城市建筑场地地质环境非常特殊，基岩通常作为建筑物的持力层。在无大的爆破开挖震动或大的构造影响的情况下，基岩地基封闭性相对较好，这就使得减小地下室浮力成为一种可能(与考虑地下室受完整浮力相比)。

因此，如何提供一种岩溶地区地下室底板抗浮设计方法，以减少地下室在抗浮水位下受到的浮托力，从而降低抗浮成本，是岩溶地区进行地下室底板抗浮设计时必须考虑的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种岩溶地区地下室底板抗浮设计方法，以解决岩溶地区因地下室受浮托力过大，从而抗浮成本增大时面临的问题。

本发明的技术方案为：一种岩溶地区地下室底板抗浮设计方法，包括如下步骤：

步骤一，根据设计要求开挖地下室基槽。基槽开挖可以采用人工或机械开挖，或俩种方法结合使用，配以爆破方法时，必须采用浅眼爆破方式。当开挖至距离基坑底部设计标高0.5米时，不得使用爆破开挖，需采用人工凿岩至设计的标高位置。

步骤二，基槽开挖完成后，清底，保证基底无积水、杂物及沉渣。根据开挖并清理后的基槽统计岩体裂隙，计算所有出露的裂隙面积之和。

步骤三，考虑地下室底板原槽浇筑的情况下，根据计算出的岩体裂隙面积之和、抗浮水位及地下室底板基底标高，计算地下室底板在抗浮水位下所受的浮托力。

步骤四，根据计算出的浮托力大小进行地下室底板的抗浮设计。步骤三计算出的浮托力用于步骤四中的抗浮设计时，需乘以一个不小于1.5的安全系数。

本发明以地下室底板原槽浇为前提，通过统计基槽出露的所有岩体裂隙面积，计算建筑物地下室受到的浮托力。由于地下室底板只在裂隙处受到浮托力作用，且岩体裂隙面积远远小于基槽面积，因此地下室底受力面积大大减小，从而受到的浮力也大大减小。与考虑整个地下室底板受浮托力作用相比，本发明有效减少了岩溶地区地下室抗浮设计时的成本和工作量。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

一种岩溶地区地下室底板抗浮设计方法(见附图1)，包括如下步骤：

步骤一，根据设计要求开挖地下室基槽。基槽开挖可以采用人工或机械开挖，或俩种方法结合使用，配以爆破方法时，必须采用浅眼爆破方式。当开挖至距离基坑底部设计标高0.5米时，不得使用爆破开挖，需采用人工凿岩至设计的标高位置。

步骤二，基槽开挖完成后，清底，保证基底无积水、杂物及沉渣，保证基底平面位置、尺寸、标高、嵌入岩层满足设计要求。根据开挖出的基槽统计岩体裂隙，计算裂隙面积。设基槽上同时存在面积为a₁、a₂、…、a_n的几个节理面，则所有节理面的面积之和为X_e，则

X_e＝a₁+a₂+…+a_n

步骤三，考虑地下室底板原槽浇筑的情况下，根据计算出的岩体裂隙面积之和、抗浮水位及地下室底板基底标高，计算地下室底板在抗浮水位下所受的浮托力。设地下室底板面积为A,地下室抗浮水位与底板的水头差为h，则在原槽浇筑的情况下，地下室受到的浮托力F_浮为：

F_浮1＝X_e×h×Y_w

其中，Y_w为水的重度。

如考虑整个地下室底板受浮托力，则地下室受到的浮托力F_浮为：

F_浮2＝A×h×Y_w

由两个式子比较可知，由于X_e远远小于A，可知在原槽浇筑的情况下，

F_浮1<<F_浮2

步骤四，根据计算出的浮托力大小进行地下室底板的抗浮设计。由于地下室底板受到的浮力减小，故抗浮成本大大减小。实际使用时，为保证地下室底板的绝对安全，使用时须对X_e乘以一个不小于1.5的安全系数。即最终用于抗浮设计的浮力大小为：

F_浮1＝α×X_e×h×Y_w

其中，α为安全系数，其值不小于1.5。