[发明专利]一种基于抗浮变水位的主动性抗浮设计方法

说明书

本发明提供一种基于抗浮变水位的主动性抗浮设计方法，该方法根据土层渗透性、抗浮最高变水位、抗浮常水位、抗浮常水位处基坑肥槽宽度、单管埋设长度及渗流流径计算抗浮变水位降水总量Q；在基坑肥槽底均匀埋管，按均摊法计算单管承担的抗浮变水位降水分量q_d；假定流向排水管的流量均能透过管壁并被排水管排出，按均摊法计算单管进水量q_j；根据排水管进水能力验算公式计算埋管数量n；根据基坑肥槽底宽计算埋管间距s。本发明既避免了施工期因周边地表防排水不完善以及建筑物自重尚小时因“池盆效应”造成的建筑结构破坏，也避免了运维期因缺乏有效防排水措施或抗浮安全储备不足以抵抗“池盆效应”水浮力时造成的建筑结构破坏。

技术领域

本发明涉及一种基于抗浮变水位的主动性抗浮设计方法，属于建筑抗浮技术领域。

背景技术

随着城市地下空间的开发利用，破坏了场地原有水文地质环境，改变和阻断了场地原有径流条件，导致大气降雨等地表水以及地下水径流不畅，从而向基坑渗透汇集，致使地下水位骤升形成“池盆效应”，“池盆效应”水位属于建筑场地非常态不稳定水位，具有偶然性和破坏性，往往在建筑抗浮设计以及施工中被忽略，造成巨大的经济损失，甚至致使建筑存在安全隐患。一方面表现为施工期周边地表防排水系统尚未完善，抗浮结构尚未完成，建筑物自重较小时若形成“池盆效应”，当“池盆效应”的水浮力大于建筑抗浮能力时将在施工期间破坏建筑结构，另一方面表现为抗浮设计时尚未考虑到“池盆效应”的影响或抗浮安全储备能力不足以抵抗“池盆效应”的水浮力时将在运营期造成建筑结构的破坏；再者若抗浮设计时按“池盆效应”水位进行被动性抗浮设计又将造成建设成本的大幅度增加。无论哪种情况对建设工程来说都是一种巨大的经济损失，因此采用在抗浮常水位的基础上根据抗浮变水位采取埋管降水泄压的主动性抗浮设计十分必要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于抗浮变水位的主动性抗浮设计方法，该基于抗浮变水位的主动性抗浮设计方法能有效预防“池盆效应”对建筑物的破坏。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种基于抗浮变水位的主动性抗浮设计方法，包括以下步骤：

步骤一、采用埋管降水泄压的方式进行变水位抗浮设计，根据下式计算抗浮变水位降水总量Q：

其中，Q为抗浮变水位降水总量；D为渗流流径；k为土层渗透系数；Δh为抗浮变水位与抗浮常水位的水头差；B₁为抗浮常水位处基坑肥槽宽度；L为单管埋设长度；

步骤二、在基坑肥槽底部均匀埋管，按均摊法计算单管承担的抗浮变水位降水分量q_d：

其中，q_d为单管承担的抗浮变水位降水分量；n为埋管数量；D为渗流流径；k为土层渗透系数；Δh抗浮变水位与抗浮常水位的水头差；B₁为抗浮常水位处基坑肥槽宽度；L为单管埋设长度；

步骤三、假定流向排水管的流量均能透过管壁并被排水管排出，按均摊法计算单管进水量q_j：

其中，q_j为单管进水量；B₂为基坑肥槽底宽度；d为排水管设计直径；k为土层渗透系数；h为抗浮常水位；L为单管埋设长度；n为埋管数量；

步骤四、根据排水管进水能力验算公式求出基于抗浮变水位的埋管数量n：