论文部分内容阅读
摘要:从水文、地质、建筑物地下室现状等因素入手,阐述水库蓄水后,库区水位上升对建筑物地下室渗漏的影响,并提出了相应的防渗处理方案。
关键词:浅淹;地下室;防渗
中图分类号:TV44文献标识码: A
引言:
在工程建设中,库区浅淹影响区建筑物地下室防渗处理案例很少,特别是像小南海水电站这样涉及大面积建筑物地下室防渗处理的工程,在国内尚属首例,没有类似工程的可参考经验,防渗分析、论证和处理难度很大。
正文:
1 工程概况
小南海水电站位于长江干流重庆河段,是三峡工程和向家坝水电站之间的重要开发梯级,坝址座落于重庆市巴南区鱼洞街道、大渡口区跳磴镇和江津区珞璜镇交界处,电站正常蓄水位为197.00m,死水位195.00m,总库容13亿m3,电站装机容量2030MW。
城市集镇浅淹影响区建筑物主要位于江津城区,含几江街道、鼎山街道和德感街道,其中地下室防渗处理建筑物25栋。
2水文
几江、德感紧邻长江,两镇隔江相望。自上游的江津大桥到下游的江津化肥厂,沿岸有长江堤防护岸,堤顶高程200.1m~202.5m,堤岸高度一般15m~19m。几江、德感段长江枯水期水位一般181m~182m,丰水期水位一般186m~188m,常水位一般183m~185m。建库前后各集镇水位变化条件详表1。
表1 建库前后各集镇水位变化情况表
集镇 距坝里程(km) 天然干流 建库后干流
多年平均流量 汛期平均流量 20年一遇主汛期天然水面线 多年平均流量 20年一遇淤积回水外包线
几江鼎山 下糖房 25.04 182.79 186.94 198.21 197.18 198.60
长风机器厂 26.72 183.26 187.35 198.55 197.18 198.85
28.59 183.76 187.93 199.17 197.21 199.44
德感 31.17 184.39 188.61 199.97 197.28 200.22
江津长江大桥 34.49 185.13 189.53 201.00 197.30 201.27
3地质(地下水上升对砂卵石地基的影响)
工程区建筑物基础多为桩基,基础持力层为砂卵石层或基岩。沿江地带水文地质结构主要为单一砂卵砾石强透水层结构,砂卵石处于较密实状,且经历过多次洪水,且长期处于地下水位以下,地下水对砂卵石咬合力等的影响已趋稳定,对抗剪强度指标的影响很小,且众多工程实践中也往往没有考虑咬合力作用。对于砂卵砾石地基,受地下水及毛细水的作用,其承载力下降甚微,其压缩变形亦很小,因此,水库蓄水对此类土层地基建筑安全影响轻微,主要对建筑使用功能和生活环境有一定影响,对建筑物安全性基本不构成影响。
4 浅淹区建筑物定义
浅淹影响区建筑物特指同时符合以下范围和特征的建筑物:
(1)区域范围:在开展城市集镇建筑物防护范围内,建筑物底层或地下室高程低于城市集镇处理线高程。
(2)淹没高程不超过建筑物底层、淹没高度一般不超过3.5m(相对于室外高程)、建筑物层数在5层以上、从观感判断建筑物外观相对较新、搜集到的建筑物设计或竣工等资料比较完整、现场初步判断具备防护处理条件的建筑物。
(3)为了减少移民搬迁、减少工程投资、降低移民难度,对符合上述特征的建筑物,经现场判断,初步判断其具备采取防护措施的条件,具有可以采取防护措施的可能性,但尚需经过下一步工作进一步研究才能最终确定是否可以防护的建筑物,特别划定为浅淹影响区建筑物。
5 浅淹影响区建筑物特点
小南海水电站城市集镇浅淹影响区建筑物有其特殊性,主要特点表现在:
(1)涉及建筑物位于城区沿江区域,人口集中,周边配套设施完善,搬迁难度大。
(2)建筑物比较密集,建筑新旧、高低交错,建筑物结构及基础型式差异较大。
(3)部分建筑物结构比较新,层数比较高,多采用桩基础。
6 地下室防渗处理适用条件
对于地下室确有保护价值,地下室面积较大,空间大,便于施工机具展开操作,便于施工布置安排的,采取地下室防渗处理。防渗处理建筑物一般具有如下特点:
(1)建筑年代较近,结构安全状态良好。
(2)多为小高层或高层框架结构,多带地下室,地下室主要功能为车库、水电设备用房等,地下室无防水设计。
(3)建筑物基础多为人工挖孔桩基础、钻孔灌注桩基础或振动沉管灌注桩基础,桩基持力层为中密、稍密卵石层或中、微风化泥岩。
(4)淹没对其地基承载力及结构安全影响甚微且在安全范围内,建筑物淹没形式主要为20年一遇干流主汛期天然水位对建筑物基础和地下室造成的临时淹没影响。
7建筑物地下室防渗处理设计
对带有地下室建筑物的地下室进行防渗等处理,消除淹没水头对地下室底板、侧墙、基础的浮力影响,消除地下水对车库底板、墙面潮湿的影响,确保建筑物的结构安全,保全地下室车库的使用功能。
原地下室底板和侧墙大部分为钢筋混凝土结构和浆砌石结构,基本上不具备防渗功能。设计新增钢筋混凝土底板及侧墙,厚度250~400mm,底板与侧墙现浇为整体。
新增结构底板及侧墙会增加主体结构桩基的荷载。需要进行防渗处理的建筑物一般层数较高,桩基较大较深,增加的250~400mm厚底板荷载相对很小,对主体桩基基本不构成影响。
新增地下室底板须满足局部抗浮要求,当计算需要时,可增设抗浮桩(即新增底板+抗浮桩共同作用)。
(1) 新增梁板、侧墙体系
根据《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008),本工程地下室防水等级为二级,新增梁板、侧墙采用C25防水砼,其抗渗等级不得小于P6。新增底板厚度250~400mm,新增地下室底板及侧墙满足抗浮及裂缝要求。新增地下室侧墙顶部高程198.85m。
新增梁板结构大面积施工时,应根据规范构造要求设置变形缝,变形缝宽度为20~30mm,变形缝采用止水铜片止水,密封胶填缝。
底板施工应按规范构造要求设置后浇带,后浇带宽1m,采用C30补偿收缩混凝土浇筑,后浇带两侧采用阶梯缝处理。
(2) 抗浮桩
抗浮桩拟采用C25砼泥浆护壁钻孔树根桩,树根桩直径300mm,桩长2.5~3.5m,纵横向布置间距3~4m。
根据《建筑桩基基础规范》第5.4节式5.4.5-2,抗浮桩呈非整体破坏时基桩的抗拔承载力应按下式验算:
式中,Nk——按荷载效应标准组合计算的基桩拔力;
Tuk——群桩呈非整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值;
Gp——桩基自重,地下水位以下取浮溶重。
根据《建筑桩基基础规范》第5.4节式5.4.6-1,基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算:
式中Tuk——基桩抗拔承载力标准值;
ui——桩身周长;
qsik——樁侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值;
λi——抗拔系数。
8典型设计案例
基本资料:江津区北固街世豪大厦,核心筒剪力墙结构,桩基,层数33+(-1)F,-1F地下室底板高程196.58m,-1F地下室层高5.1m,地下室面积共2547.2m2。地下室为车库、发配电机房、水泵房、消防水池等。
地下室防渗处理方案为:在地下室原底板上面,新增350mm厚梁板结构,且新增钢筋砼抗浮桩 L=3.5m Φ300mm@4mx4m满铺。
结语:
针对浅淹影响区建筑物特点,若全部采取拆除搬迁处理,不仅导致城集镇移民搬迁安置任务重,拆除代价较大,搬迁难度高,同时也造成了社会资源的严重浪费。大部分建筑物地下室受浅淹没影响,采取工程措施处理后可以满足建筑物结构安全和功能使用的要求,降低了移民搬迁安置难度,可以获得较好的社会效益和经济效益。
作者简介:
尹振强,男,(1963.12- ),汉族,湖北武汉人,江西工业大学水利水电工程建筑专业,本科学历,高级工程师,水利水电工程建筑。
关键词:浅淹;地下室;防渗
中图分类号:TV44文献标识码: A
引言:
在工程建设中,库区浅淹影响区建筑物地下室防渗处理案例很少,特别是像小南海水电站这样涉及大面积建筑物地下室防渗处理的工程,在国内尚属首例,没有类似工程的可参考经验,防渗分析、论证和处理难度很大。
正文:
1 工程概况
小南海水电站位于长江干流重庆河段,是三峡工程和向家坝水电站之间的重要开发梯级,坝址座落于重庆市巴南区鱼洞街道、大渡口区跳磴镇和江津区珞璜镇交界处,电站正常蓄水位为197.00m,死水位195.00m,总库容13亿m3,电站装机容量2030MW。
城市集镇浅淹影响区建筑物主要位于江津城区,含几江街道、鼎山街道和德感街道,其中地下室防渗处理建筑物25栋。
2水文
几江、德感紧邻长江,两镇隔江相望。自上游的江津大桥到下游的江津化肥厂,沿岸有长江堤防护岸,堤顶高程200.1m~202.5m,堤岸高度一般15m~19m。几江、德感段长江枯水期水位一般181m~182m,丰水期水位一般186m~188m,常水位一般183m~185m。建库前后各集镇水位变化条件详表1。
表1 建库前后各集镇水位变化情况表
集镇 距坝里程(km) 天然干流 建库后干流
多年平均流量 汛期平均流量 20年一遇主汛期天然水面线 多年平均流量 20年一遇淤积回水外包线
几江鼎山 下糖房 25.04 182.79 186.94 198.21 197.18 198.60
长风机器厂 26.72 183.26 187.35 198.55 197.18 198.85
28.59 183.76 187.93 199.17 197.21 199.44
德感 31.17 184.39 188.61 199.97 197.28 200.22
江津长江大桥 34.49 185.13 189.53 201.00 197.30 201.27
3地质(地下水上升对砂卵石地基的影响)
工程区建筑物基础多为桩基,基础持力层为砂卵石层或基岩。沿江地带水文地质结构主要为单一砂卵砾石强透水层结构,砂卵石处于较密实状,且经历过多次洪水,且长期处于地下水位以下,地下水对砂卵石咬合力等的影响已趋稳定,对抗剪强度指标的影响很小,且众多工程实践中也往往没有考虑咬合力作用。对于砂卵砾石地基,受地下水及毛细水的作用,其承载力下降甚微,其压缩变形亦很小,因此,水库蓄水对此类土层地基建筑安全影响轻微,主要对建筑使用功能和生活环境有一定影响,对建筑物安全性基本不构成影响。
4 浅淹区建筑物定义
浅淹影响区建筑物特指同时符合以下范围和特征的建筑物:
(1)区域范围:在开展城市集镇建筑物防护范围内,建筑物底层或地下室高程低于城市集镇处理线高程。
(2)淹没高程不超过建筑物底层、淹没高度一般不超过3.5m(相对于室外高程)、建筑物层数在5层以上、从观感判断建筑物外观相对较新、搜集到的建筑物设计或竣工等资料比较完整、现场初步判断具备防护处理条件的建筑物。
(3)为了减少移民搬迁、减少工程投资、降低移民难度,对符合上述特征的建筑物,经现场判断,初步判断其具备采取防护措施的条件,具有可以采取防护措施的可能性,但尚需经过下一步工作进一步研究才能最终确定是否可以防护的建筑物,特别划定为浅淹影响区建筑物。
5 浅淹影响区建筑物特点
小南海水电站城市集镇浅淹影响区建筑物有其特殊性,主要特点表现在:
(1)涉及建筑物位于城区沿江区域,人口集中,周边配套设施完善,搬迁难度大。
(2)建筑物比较密集,建筑新旧、高低交错,建筑物结构及基础型式差异较大。
(3)部分建筑物结构比较新,层数比较高,多采用桩基础。
6 地下室防渗处理适用条件
对于地下室确有保护价值,地下室面积较大,空间大,便于施工机具展开操作,便于施工布置安排的,采取地下室防渗处理。防渗处理建筑物一般具有如下特点:
(1)建筑年代较近,结构安全状态良好。
(2)多为小高层或高层框架结构,多带地下室,地下室主要功能为车库、水电设备用房等,地下室无防水设计。
(3)建筑物基础多为人工挖孔桩基础、钻孔灌注桩基础或振动沉管灌注桩基础,桩基持力层为中密、稍密卵石层或中、微风化泥岩。
(4)淹没对其地基承载力及结构安全影响甚微且在安全范围内,建筑物淹没形式主要为20年一遇干流主汛期天然水位对建筑物基础和地下室造成的临时淹没影响。
7建筑物地下室防渗处理设计
对带有地下室建筑物的地下室进行防渗等处理,消除淹没水头对地下室底板、侧墙、基础的浮力影响,消除地下水对车库底板、墙面潮湿的影响,确保建筑物的结构安全,保全地下室车库的使用功能。
原地下室底板和侧墙大部分为钢筋混凝土结构和浆砌石结构,基本上不具备防渗功能。设计新增钢筋混凝土底板及侧墙,厚度250~400mm,底板与侧墙现浇为整体。
新增结构底板及侧墙会增加主体结构桩基的荷载。需要进行防渗处理的建筑物一般层数较高,桩基较大较深,增加的250~400mm厚底板荷载相对很小,对主体桩基基本不构成影响。
新增地下室底板须满足局部抗浮要求,当计算需要时,可增设抗浮桩(即新增底板+抗浮桩共同作用)。
(1) 新增梁板、侧墙体系
根据《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008),本工程地下室防水等级为二级,新增梁板、侧墙采用C25防水砼,其抗渗等级不得小于P6。新增底板厚度250~400mm,新增地下室底板及侧墙满足抗浮及裂缝要求。新增地下室侧墙顶部高程198.85m。
新增梁板结构大面积施工时,应根据规范构造要求设置变形缝,变形缝宽度为20~30mm,变形缝采用止水铜片止水,密封胶填缝。
底板施工应按规范构造要求设置后浇带,后浇带宽1m,采用C30补偿收缩混凝土浇筑,后浇带两侧采用阶梯缝处理。
(2) 抗浮桩
抗浮桩拟采用C25砼泥浆护壁钻孔树根桩,树根桩直径300mm,桩长2.5~3.5m,纵横向布置间距3~4m。
根据《建筑桩基基础规范》第5.4节式5.4.5-2,抗浮桩呈非整体破坏时基桩的抗拔承载力应按下式验算:
式中,Nk——按荷载效应标准组合计算的基桩拔力;
Tuk——群桩呈非整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值;
Gp——桩基自重,地下水位以下取浮溶重。
根据《建筑桩基基础规范》第5.4节式5.4.6-1,基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算:
式中Tuk——基桩抗拔承载力标准值;
ui——桩身周长;
qsik——樁侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值;
λi——抗拔系数。
8典型设计案例
基本资料:江津区北固街世豪大厦,核心筒剪力墙结构,桩基,层数33+(-1)F,-1F地下室底板高程196.58m,-1F地下室层高5.1m,地下室面积共2547.2m2。地下室为车库、发配电机房、水泵房、消防水池等。
地下室防渗处理方案为:在地下室原底板上面,新增350mm厚梁板结构,且新增钢筋砼抗浮桩 L=3.5m Φ300mm@4mx4m满铺。
结语:
针对浅淹影响区建筑物特点,若全部采取拆除搬迁处理,不仅导致城集镇移民搬迁安置任务重,拆除代价较大,搬迁难度高,同时也造成了社会资源的严重浪费。大部分建筑物地下室受浅淹没影响,采取工程措施处理后可以满足建筑物结构安全和功能使用的要求,降低了移民搬迁安置难度,可以获得较好的社会效益和经济效益。
作者简介:
尹振强,男,(1963.12- ),汉族,湖北武汉人,江西工业大学水利水电工程建筑专业,本科学历,高级工程师,水利水电工程建筑。