，，，， ，

(1.蘭州大學(xué) 西部災(zāi)害與環(huán)境力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730000； 2.蘭州大學(xué) 土木工程與力學(xué)學(xué)院，蘭州 730000; 3.青島勘察測(cè)繪研究院，山東 青島 266011

1 研究背景

目前，隨著工程建設(shè)的發(fā)展，城市用地減少，人地矛盾突出，城市建筑開始向地下空間發(fā)展[1-3]，大埋深地下室、地下車庫涌現(xiàn)。地下結(jié)構(gòu)的底板往往低于地下水位，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮抗浮性能?？垢≡O(shè)計(jì)多利用阿基米德定律計(jì)算結(jié)構(gòu)浮力，亦即采用靜水壓力[4-5]。此基底浮力計(jì)算方法存在較大爭議，部分學(xué)者認(rèn)為建筑物浮托力由孔隙水壓力引起，并不等于靜水壓力[6]，且伴隨著滲流過程發(fā)生，與地基土的滲透系數(shù)、滲流條件、滲透壓及滲透時(shí)間密切相關(guān)[7]，實(shí)際浮力應(yīng)根據(jù)土-水-基礎(chǔ)系統(tǒng)的相互作用對(duì)靜水條件下的全水頭壓力進(jìn)行折減；相反，也有學(xué)者認(rèn)為不論地基滲透性如何，在高滲透壓、長時(shí)間作用下，基底的浮力最終都會(huì)接近全水頭壓力，不宜折減[8-9]。

針對(duì)地下結(jié)構(gòu)的抗浮問題爭議，早期工程師們的經(jīng)驗(yàn)結(jié)論與研究者的試驗(yàn)成果相互結(jié)合，形成了規(guī)范的條文規(guī)定?！稁r土工程勘察規(guī)范》(GB 50021—2017)[10]規(guī)定：對(duì)基礎(chǔ)、地下結(jié)構(gòu)物和擋土墻，應(yīng)考慮在最不利組合情況下地下水對(duì)結(jié)構(gòu)物的上浮作用，原則上按設(shè)計(jì)水位計(jì)算浮力，對(duì)節(jié)理不發(fā)育的巖石和黏土且有地方經(jīng)驗(yàn)或?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定；《巖土工程手冊(cè)》[11]規(guī)定：當(dāng)建筑物位于粉土、砂土、碎石土和節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石地基時(shí)，按設(shè)計(jì)水位100%計(jì)算浮托力。當(dāng)建筑物位于節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖石地基時(shí)，按設(shè)計(jì)水位50%計(jì)算浮托力。當(dāng)建筑物位于黏性土地基時(shí)，其浮托力較難確定，應(yīng)結(jié)合地區(qū)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)考慮； 《給水排水工程構(gòu)筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50069—2016)[12]規(guī)定：地表水或地下水對(duì)結(jié)構(gòu)作用的浮托力，其標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按最高水位確定，并應(yīng)按qw=γwhwηfw計(jì)算，其中ηfw為浮托力折減系數(shù)。可以看出，規(guī)范對(duì)浮托力的計(jì)算規(guī)定不一，實(shí)際中很難去界定所屬類型。鑒于此，后來許多學(xué)者進(jìn)行了更加詳細(xì)的研究，宋林輝等[13]模擬了黏土層上的深基礎(chǔ)，將實(shí)測(cè)中的浮力與阿基米德定律計(jì)算的理論浮力進(jìn)行了對(duì)比，得到了水壓力折減系數(shù)為0.65左右；孫廣利等[14]結(jié)合工程實(shí)際，利用孔隙水壓力計(jì)對(duì)粉質(zhì)黏土地基進(jìn)行了觀測(cè)，得到折減系數(shù)為0.85。宋林輝等[8-9]以黏土為地基，進(jìn)行了模型試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果顯示，黏土地基水壓可以折減，折減原因有2點(diǎn)：一是水頭損失；二是土顆粒與基底有接觸，減少了水與基底的接觸面積。張第軒等[15-16]通過室內(nèi)模型試驗(yàn)，指出砂土和黏土地基均不可折減。以上成果從不同領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，依地基土類型、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，結(jié)論對(duì)地庫抗浮設(shè)計(jì)意義非凡，但是也存在著諸多問題。例如規(guī)范界定模糊，不易操作，而且不同規(guī)范對(duì)同一內(nèi)容的規(guī)定有所差異；研究主要集中在砂土、黏性土地基上，對(duì)黏性土地基的水壓折減觀點(diǎn)不一，出現(xiàn)不折減或多種折減系數(shù)的結(jié)論；對(duì)同一地基沒有考慮地下水的滲流條件影響，這也是分析認(rèn)為以往研究中黏性土地基出現(xiàn)多種結(jié)論的主要原因。

本文針對(duì)目前深基坑地下結(jié)構(gòu)廣泛觸及的砂巖地基，通過設(shè)計(jì)室內(nèi)模型試驗(yàn)研究滲流條件、滲透壓、滲流時(shí)間對(duì)地下結(jié)構(gòu)浮力特性的影響，同時(shí)依托蘭州某砂巖地基地下車庫工程，進(jìn)行現(xiàn)場基底孔隙水壓力監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，驗(yàn)證模型試驗(yàn)結(jié)果，以期得到一些有用的結(jié)論，為此類工程抗浮設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

2 模型試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)原理

靜水中任一點(diǎn)處于球應(yīng)力狀態(tài)，浮力按阿基米德定律計(jì)算，即

F浮1=ρgΔV1=ρgAΔh1。

(1)

式中：ρ為液體密度(kg/m3)；g為重力加速度(m/s2)；A為水壓作用面積(m2)；ΔV1為排開液體的體積(m3)；Δh1為靜水頭高度差(m)。

位于地基上的地庫底板，其浮力由地下水經(jīng)滲流后的孔隙水壓力引起，水頭差有所損失，實(shí)際基底浮力為

F浮2=ρgΔV2=ρgAΔh2。

(2)

式中：ΔV2為等效排開液體的體積(m3);Δh2為實(shí)際浮力作用等效水頭(m)。定義抗浮折減系數(shù)為

(3)

試驗(yàn)測(cè)定模型所受浮力并轉(zhuǎn)化成折減系數(shù)進(jìn)行分析。

2.2 試驗(yàn)設(shè)備

原則上需選擇量程小、精度高的土壓力盒與孔隙水壓力計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，但受模型試驗(yàn)操作空間、砂巖自身性質(zhì)(堅(jiān)硬且平整度差)的限制，選用直接測(cè)量儀器埋設(shè)困難、誤差大。因此選用間接測(cè)量方法設(shè)計(jì)試驗(yàn)，主要設(shè)備包括：用于模擬邊界的試驗(yàn)箱(800 mm×800 mm×1 500 mm)，用于模擬建筑物的模型箱(400 mm×400 mm×600 mm)，測(cè)量浮力變化的S型拉壓稱重傳感器(CFBLSM)或電子秤，控制加水量和監(jiān)測(cè)水位變化的水位標(biāo)。此外還包括鋼橫梁、螺母、螺桿、墊板、水龍頭、水桶、卷尺、水平尺等設(shè)備。

2.3 試驗(yàn)過程

2.3.1 懸吊法試驗(yàn)過程

采用2種試驗(yàn)方法進(jìn)行，分別是懸吊法和預(yù)壓法。懸吊法如圖1(a)所示，試驗(yàn)箱底部中央設(shè)置處理平整的模擬地基，地基與試驗(yàn)箱側(cè)壁間空隙用標(biāo)準(zhǔn)砂回填，模型箱模擬建筑物，置于地基上，用螺桿將模型箱、電子秤、支撐于試驗(yàn)箱上的剛性橫梁連接，試驗(yàn)開始前調(diào)節(jié)螺紋套筒使電子秤讀數(shù)為模型箱及箱內(nèi)砂土質(zhì)量之和，靜置一段時(shí)間后重新校正電子秤讀數(shù)，開始穩(wěn)定平緩地向試驗(yàn)箱內(nèi)預(yù)注一定水量飽和地基，待地基飽和不再吸水后開始試驗(yàn)注水，每次注水高2 cm,記錄水位隨時(shí)間的變化，直到水頭不再下降后開始下一次注水，試驗(yàn)終止條件為相鄰2次注水電子秤讀數(shù)不再變化(模型箱已浮起)。

圖1 懸吊法示意圖及其受力情況Fig.1 Schematic diagram and force analysis of suspension method

懸吊法中模型箱的受力情況如圖1(b)所示，主要有拉力F1、重力G、浮力F浮、地基土的支持力p,液體對(duì)試驗(yàn)箱側(cè)壁的黏滯力f。靜力平衡條件為

F1+F浮+pA1=G+fA2。

(4)

式中：A1為支撐力p的作用面積；A2為黏滯力f的作用面積。

黏滯力f忽略不計(jì)，初始狀態(tài)已調(diào)節(jié)電子秤讀數(shù)為G，故支持力p為0，于是有

F浮=G-F1。

(5)

2.3.2 預(yù)壓法試驗(yàn)過程

預(yù)壓法如圖2(a)所示，與懸吊法的不同之處在于：用螺紋鋼筋連接拉壓稱重傳感器和剛性橫梁，試驗(yàn)開始前調(diào)節(jié)上下螺母施加1 N的壓力(盡量小)在模型箱上，傳感器讀數(shù)突變時(shí)停止試驗(yàn)注水，此時(shí)的水位即為上浮水位。

預(yù)壓法中模型箱受力如圖2(b)所示，主要有預(yù)壓力F2、重力G、浮力F浮、地基土的支持力p,液體對(duì)試驗(yàn)箱側(cè)壁的黏滯力f。靜力平衡條件為

F浮+pA1=G+F2+fA2。

(6)

圖2 預(yù)壓法示意圖及其受力情況Fig.2 Schematic diagram and force analysis of preloading method

同樣黏滯力f忽略不計(jì)，預(yù)壓力F2已知，影響可以忽略，隨著水頭的增加，浮力首先克服重力G，支持力p變小，F(xiàn)2保持不變；當(dāng)模型箱有上浮趨勢(shì)時(shí)，支持力減小到0，F(xiàn)2突變，F(xiàn)浮=G，比較注水高度與F浮等效高度得η。

懸吊法的優(yōu)點(diǎn)是能在模型試驗(yàn)中反映滲透壓、時(shí)間的變化過程對(duì)浮力的影響，但是基底與地基間的作用力很小，并不等于結(jié)構(gòu)物的重力，與實(shí)際情況有所差別，這一影響因素造成的是系統(tǒng)誤差，并不影響整體規(guī)律。預(yù)壓法與實(shí)際情況更接近，但只能得到最終的起浮水位，不能反映過程變化量，故設(shè)置2種試驗(yàn)方法相互結(jié)合修正，以期得到科學(xué)的試驗(yàn)結(jié)論。2種方法均進(jìn)行滲流條件、滲透壓、滲透時(shí)間的影響研究。滲流條件設(shè)置3種常見工況：基底與地基接觸處不做處理(條件1)；基底與地基接觸處封閉但地基內(nèi)部有裂隙(條件2)；基底與地基接觸處封閉且地基內(nèi)無裂隙(條件3)。其中封閉措施采用快凝水泥沿四周接觸部位外側(cè)呈90°焊縫狀密封，密封條帶薄、抗拉強(qiáng)度低且破壞易出現(xiàn)在膠結(jié)面上，可忽略密封連接強(qiáng)度對(duì)浮力的影響。地基材料選用混凝土(模擬完全不透水材料)、砂巖、粉土、卵石(完全透水材料)。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 懸吊法

3.1.1 不透水材料

3種滲流條件下不透水材料地基上基礎(chǔ)模型浮力、折減系數(shù)與滲透壓(加水深度)的關(guān)系見圖3。

圖3 不透水材料浮力和折減系數(shù)隨注水高度的 變化曲線Fig.3 Variations of buoyancy and reduction coefficient of impervious material against water injection height

由圖3可以看出：

條件1時(shí)，基礎(chǔ)所受浮力與理論值接近，隨滲透壓增加近似線性增長，折減系數(shù)趨于穩(wěn)定，不隨滲透壓發(fā)生變化，其值在0.86～0.96之間。原因在于混凝土雖然屬于不透水材料，但此時(shí)地下水主要通過基底與地基間的接觸縫隙滲入基底，不透水地基的隔水作用難以有效發(fā)揮，故水壓力折減較小。

條件2(制作模型時(shí)預(yù)先支模留設(shè)裂隙)時(shí)，基礎(chǔ)所受浮力與理論值偏差較大，隨著滲透壓的增加，折減系數(shù)先增大后趨于穩(wěn)定，其值在0.63～0.73之間。不透水地基發(fā)揮了一定的隔水作用，但地基內(nèi)裂隙的存在提供了滲流通道，并且隨著滲透壓的增大，通過裂隙到達(dá)基底的地下水增加，原來的部分地基-基礎(chǔ)接觸面積不斷被滲水薄膜侵占[17-18]，這種侵占作用雖然隨著滲透壓的增大而增大，但也有一定的限度，因此折減系數(shù)呈現(xiàn)先增大后穩(wěn)定的變化趨勢(shì)。

條件3時(shí)，基礎(chǔ)所受浮力與理論值偏差最大，折減系數(shù)在小滲透壓下快速增長，隨后趨于穩(wěn)定，其值為0.22～0.46，不透水地基的隔水作用得以有效發(fā)揮，地下水主要通過地基材料的孔隙滲透進(jìn)入基底。

水壓力的折減主要發(fā)生在條件2、條件3兩種情況下，為了研究滲流時(shí)間與所受浮力的關(guān)系，選取2種情況下理論起浮滲透壓時(shí)浮力隨時(shí)間的變化分析，如圖4。

圖4 不同條件下的浮力隨時(shí)間變化曲線Fig.4 Buoyancy-time curves under different conditions

由圖4(a)可知，隨著時(shí)間的推移，條件2時(shí)，基礎(chǔ)所受浮力逐漸增大，浮力增加速率逐漸減小，原因在于地基與基底間的接觸點(diǎn)情況不一，通過裂隙滲入基底的水膜，最先侵占大部分容易滲入的接觸點(diǎn)，隨后才慢慢隨著時(shí)間的增加形成對(duì)較難侵入點(diǎn)的占據(jù)，最后達(dá)到穩(wěn)定；由圖4(b)可知, 條件3時(shí)，基礎(chǔ)所受浮力不隨時(shí)間變化。

3.1.2 砂巖地基

用砂巖塊代替不透水材料地基進(jìn)行試驗(yàn)，其中通過挖取天然條件下完整程度不同的砂巖塊模擬有裂隙、無裂隙工況。同理可得基礎(chǔ)所受浮力、折減系數(shù)與滲透壓(加水深度)的變化曲線如圖5所示。

圖5 砂巖地基浮力和折減系數(shù)變化隨注水高度的 變化曲線Fig.5 Variations of buoyancy and reduction coefficient of sandstone foundation against water injection height

由圖5可以看出，砂巖地基與不透水材料地基的浮力-滲透壓關(guān)系曲線基本相同，砂巖在地庫抗浮設(shè)計(jì)中可當(dāng)作不透水材料對(duì)待。其水壓力折減系數(shù)與不透水材料地基的取值范圍大體相同，但隨著滲透壓的變化規(guī)律有所不同。3種滲流條件下，注水起始階段，折減系數(shù)均出現(xiàn)突增現(xiàn)象，主要原因在于砂巖預(yù)飽和后，附著的部分土性黏結(jié)物膨脹剝落，填充在內(nèi)部裂隙、孔隙及表面坑洼處，自然狀態(tài)下的部分滲流通道在小滲透壓下阻塞，只有當(dāng)滲透壓稍有增加時(shí)，填充物被帶走，滲流通道恢復(fù)至自然狀態(tài)，浮力增加明顯。條件1、條件2時(shí)，折減系數(shù)在初始階段突增之后，變化趨勢(shì)與不透水材料情況下相似，取值分別為0.82～0.91，0.56～0.73；條件3時(shí)，折減系數(shù)為0.31～0.47，其隨滲透壓的增加而波動(dòng)上升，升幅較小，原因在于砂巖地基內(nèi)部的孔隙隨著滲透壓的增加逐漸貫通，連通的孔隙形成了新的滲水通道，通道內(nèi)砂巖微粒易在高滲透壓的作用下不斷被滲流水份帶走，通道擴(kuò)張，這在此砂巖的滲透系數(shù)試驗(yàn)、微觀試驗(yàn)中可以得到證實(shí)[19]；砂巖地基上基礎(chǔ)浮力隨時(shí)間的變化與不透水材料相似，這里不予贅述。

3.2 預(yù)壓法

預(yù)壓法除對(duì)砂巖地基進(jìn)行試驗(yàn)外，還對(duì)粉土(夾雜黏粒)、卵石地基進(jìn)行了研究，模型試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6 模型基礎(chǔ)起浮水位Fig.6 Floating water level of base model

對(duì)于3種地基材料：卵石、粉土、砂巖，起浮水位依次增大(理論起浮水位為16 cm)。對(duì)于砂巖地基的3種滲流條件，起浮水位也依次增大。卵石情況下，折減系數(shù)接近于1，為完全透水層，不能進(jìn)行折減；粉土情況下，折減系數(shù)0.86，和文獻(xiàn)[14]的研究成果0.85基本吻合；砂巖地基上條件1、條件2時(shí)，折減系數(shù)分別為0.86，0.70，在懸吊法結(jié)果的范圍之內(nèi)，更接近范圍上限。條件3時(shí)，折減系數(shù)為0.50，超出懸吊法的結(jié)果范圍，但是相差不大，與文獻(xiàn)[11]的結(jié)論一致。懸吊法與預(yù)壓法相比，折減系數(shù)偏小，水浮力折減過大，建議實(shí)際中按照情況采用接近所給范圍上限的折減系數(shù)。

綜合考慮2種相互補(bǔ)充的試驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為砂巖地基上的地下結(jié)構(gòu)抗浮設(shè)計(jì)可以考慮浮力折減。當(dāng)基底與地基接觸處不作處理時(shí)，折減系數(shù)為0.82～0.91；當(dāng)基底與地基接觸處采取封閉措施但地基內(nèi)有裂隙時(shí)，折減系數(shù)為0.63～0.73；當(dāng)基底與地基接觸處封閉且砂巖地基內(nèi)部無裂隙時(shí)，折減系數(shù)為0.31～0.50。實(shí)際工程中要充分發(fā)揮砂巖的隔水作用，必須在基底和地基接觸面四周作封水處理，改變滲流路徑，增大水頭損失，使地下水通過滲流進(jìn)入基底，而不是通過基底與地基間的縫隙進(jìn)入，保證折減合理充分。這也是規(guī)范中要求基坑肥槽回填時(shí)必須在靠近建筑物周圍1 m范圍內(nèi)利用2∶8灰土進(jìn)行回填并保證密實(shí)度的原因所在。基底浮力具有時(shí)間效應(yīng)，滲透壓對(duì)其影響也較大，必須在實(shí)際工程中加以動(dòng)態(tài)考慮，不能單純地以某一時(shí)間點(diǎn)的某一水頭來衡量建筑整個(gè)使用過程中的抗浮性能。

圖8 孔隙水壓力隨時(shí)間變化曲線Fig.8 Curves of pore water pressure against time

4 現(xiàn)場監(jiān)測(cè)

本文依托的蘭州某地下車庫工程，砂巖地基，筏板基礎(chǔ)，主樓32層，裙樓2層，3層地下車庫，如圖7所示，地下水流向自東向西，在參照點(diǎn)1和參照點(diǎn)2處水位較高，超過基礎(chǔ)底板10.3 m。地庫東側(cè)緊臨另一建成使用的地下結(jié)構(gòu)，無地下水流出。抗浮設(shè)計(jì)時(shí)考慮浮力折減，為保證抗浮設(shè)計(jì)安全，同時(shí)驗(yàn)證折減的合理性，進(jìn)行基底水壓力監(jiān)測(cè)試驗(yàn)輔助降水措施?？紫端畨毫τ?jì)平面布置見圖7(取車庫的一半)，地庫邊緣及中心均有布置，測(cè)點(diǎn)編號(hào)為B2，B8，B11，B12，B13，B14，B15，B16，B18，B19，其中測(cè)點(diǎn)B8，B14埋設(shè)后因施工原因失效。按就近影響的原則，水位最高處參照點(diǎn)1和參照點(diǎn)2的影響區(qū)以南北中線劃分， B11，B12，B13，B16，B18，B19屬參照點(diǎn)1影響范圍，B2，B15屬參照點(diǎn)2影響范圍，各測(cè)點(diǎn)距參照點(diǎn)的距離見表1(橫向?yàn)闁|西方向)。監(jiān)測(cè)時(shí)間從2015年3月到至2017年5月。

圖7 孔隙水壓力計(jì)平面布置Fig.7 Plane layout of pore water pressure gauges

參照點(diǎn)號(hào)方向距參照點(diǎn)距離/mB2B11B12B13B15B16B18B1912橫向縱向橫向縱向折減系數(shù)—9.050.057.9—89.282.935.3—3.75.637.0—15.829.613.012.6———32.9———6.7———31.5———0.480.520.370.300.300.180.090.35

基坑開挖時(shí)在肥槽邊設(shè)置有排水溝，集中抽水保證地下水位穩(wěn)定不影響施工，排水溝低于筏板底面標(biāo)高。各測(cè)點(diǎn)孔隙水壓力如圖8所示，監(jiān)測(cè)初期，各測(cè)點(diǎn)孔壓值經(jīng)過一段時(shí)間波動(dòng)后趨于穩(wěn)定，均在10 kPa以內(nèi)；整個(gè)監(jiān)測(cè)期內(nèi)，孔壓曲線出現(xiàn)2處上升臺(tái)階、2處低谷，均是滲透壓變化的結(jié)果。2處上升分別在基坑肥槽回填后、基坑外圍降水井停止降水后；肥槽回填，槽底1 m高度范圍內(nèi)采用素混凝土封堵，水壓難以釋放，滲透壓增大；停止降水后，地下水位回升，滲透壓亦增大。2處低谷均位于冬季貧水期，地下水位較豐水期稍有下降，滲透壓降低；孔壓第2次上升穩(wěn)定后，各測(cè)點(diǎn)數(shù)值相當(dāng)于10.3 m的滲透壓在基底與地基接觸處封閉條件下的滲流結(jié)果，其大小與測(cè)點(diǎn)位置的滲透壓和滲流路徑長短相關(guān)。因地下水位沿基坑長邊方向變化，測(cè)點(diǎn)滲透壓與橫向位置相關(guān)，滲流路徑按基坑短邊方向考慮，滲流路徑與縱向位置相關(guān)。B1，B2分別與參照點(diǎn)1、參照點(diǎn)2距離最近且位置對(duì)稱，孔壓值均處于最高水平；B13與B12 相比，滲透壓接近，受滲流路徑較長影響而孔壓值較低；B16，B18橫向距離遠(yuǎn)大于其他測(cè)點(diǎn)，主要受滲透壓的影響，孔壓值最?。籅19在整個(gè)時(shí)期內(nèi)均處于較高位置，孔壓值2次爬升時(shí)間段較其他測(cè)點(diǎn)稍長，主要因?yàn)榇颂帋r塊較為破碎，砂巖孔隙滲流貫通擴(kuò)張明顯，滲透系數(shù)變化大所致。

利用各點(diǎn)2次上升穩(wěn)定后的孔壓值，計(jì)算基礎(chǔ)底板實(shí)際浮力作用水頭并換算為折減系數(shù)，結(jié)果見表1。其值處于0.30～0.52之間(B16，B18除外)，與此滲流條件下模型試驗(yàn)的結(jié)果較為吻合，且上述現(xiàn)場試驗(yàn)針對(duì)滲透壓、滲流路徑對(duì)水壓力的影響研究與模型試驗(yàn)所得規(guī)律一致，說明模型試驗(yàn)所得結(jié)論可以推廣到實(shí)際情況，為地庫抗浮設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

5 結(jié) 論

本文自行設(shè)計(jì)模型試驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，探究了砂巖地基滲透機(jī)理，可以得到如下結(jié)論：

(1)滲流條件對(duì)浮力折減影響最大?；着c地基接觸處不做處理時(shí)，地下水通過基底與砂巖地基間縫隙進(jìn)入基底，折減系數(shù)取0.82～0.91；基底與地基接觸處做封閉處理但砂巖內(nèi)部有裂隙時(shí)，地下水主要通過裂隙進(jìn)入基底，折減系數(shù)取0.63～0.73；基底與地基接觸處封閉且地基內(nèi)無裂隙存在時(shí)，地下水通過砂巖內(nèi)部孔隙滲透進(jìn)入基底，折減系數(shù)取0.31～0.50。改變地下水滲流條件對(duì)水壓力折減系數(shù)影響較大，基坑肥槽回填時(shí)易在基底四周做封水處理，減小抗浮設(shè)計(jì)要求。

(2)滲透壓、滲透時(shí)間對(duì)浮力的影響隨滲流條件而變?；着c地基接觸處做封閉處理但砂巖內(nèi)部有裂隙時(shí)，滲透壓、滲透時(shí)間變化使基底與地基接觸面積因水膜侵占而發(fā)生變化，二者對(duì)基礎(chǔ)所受浮力影響較大；基底與地基接觸處封閉且地基內(nèi)無裂隙存在時(shí)，滲透壓可以改變砂巖孔隙的存在狀態(tài)，對(duì)基礎(chǔ)所受浮力有所影響但效果較小，滲透時(shí)間對(duì)其基本沒有影響；基底與地基接觸處不做處理時(shí)，滲透壓、滲流時(shí)間并不能造成地基發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化，對(duì)基礎(chǔ)所受浮力影響最小，可以不加考慮。

(3)在滲流條件相同的情況下，單從水理性質(zhì)來說，砂巖與混凝土相似，屬不透水材料，但混凝土微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，孔隙發(fā)生滲流侵蝕不易，較砂巖而講其抗浮折減系數(shù)變化范圍較小。

(4)實(shí)際中地庫抗浮設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，采用靜水位計(jì)算并不合理，應(yīng)綜合地基材料滲透性、滲流條件、滲透壓、滲透時(shí)間等因素經(jīng)方案論證后綜合決定。