原创《地下水浮托力危害其计算应注意问题》：本论文可用于地下水论文范文参考下载，地下水相关论文写作参考研究。
摘 要：文章通过阐述地下水浮托力对建筑物的各种破坏作用,表明地下水浮托力的危害不容忽视,建设大型的地面建筑物时必须对地基以下的地下水进行勘测,对相应的浮托力进行合理的计算,并讨论了地下水浮托力大小影响因素和实际工程中计算抗浮设防水位应注意的问题.
关键词：地下水；浮托力；孔隙水压力
中图分类号：TU745.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）24-0032-02
1 概述
近年来随着经济的发展,我国大部分城市开始了对地下空间的建设,特别是一些大型城市.对城市地下空间的开发和利用不仅缓解了地面交通的拥堵问题,而且同时也拓宽了城市的商业区,但是在带来好处的同时,对地下空间的开发也面临一些问题.如：地下水的浮托力、地下水埋深过浅、地下基岩断层等问题[1].目前行业内对抗浮水位的计算没有提出十分明确的计算标准或者计算依据,而且不同的规范对抗浮水位计算的要求不尽相同[2].大多数学者在设计抗浮水位只是将其等同于最高水位,并按照阿基米德原理来计算浮力荷载.但是根据大量的现场实测孔隙水压力数据显示地下建筑物实际所受到的浮力值和按照最高水位所计算而得的静水压力值之间存在很大的差异,而且关于确定合理的地下水最高水位目前行业内并还没有统一的计算方法[3],在实际工程实践中有许多需要修改的地方.会导致在经济上不合理和设计上不合理的矛盾.本文主要依据孔隙水的压力变化情况,分析讨论地下水浮托力对于地下空间开发和地面建筑物的影响.
2 地下水浮托力的危害
2.1 地表或者地下建筑物整体性遭到破坏
由于地下水总水头的不稳定性,特别是潜水和上层滞水受时间和气候的影响很大,大气降水和地表径流是上层滞水和潜水的主要补给来源,蒸发和植物根部吸收是上层滞水和潜水的主要排泄方式,所以不存在长期稳定的水面,这就导致如果建筑物处于潜水或者上层滞水的上部的话,建筑物的基础高程会随时间发生不均匀及不可预测的变化,从而发生不均匀沉降,严重的话会导致建筑物整体性被破坏[4].
2.2 地下室地面凸起或下沉
地下室是地下建筑物的一种主要形式,目前在大城市地下室的主要功能是作为停车场或者地下商场,所以地下室的稳定性也十分重要.如果地下室作为停车场,住宅小区地下室的负重是不稳定的存在着明显的时间上差异,白天的负重会明显低于夜晚,而商场的地下停车场的情况则是相反的.由于设计时没有合理的计算地下水的总水头,导致在地下室建设完成之后,实际的地下水头和设计的地下水水头不一致,从而出现地下室在实际运用过程中有凸起或者下沉的现象.所以计算地下室的抗浮水位应该适当的增加合理的系数.
2.3 建筑物整体倾覆
出现建筑物整体倾覆的情况还是比较少的,出现这种情况主要是由于地下水局部水位发生了较大的变化,可能是由于连降的暴雨或者地下水的隔水层突然遭到破坏使得潜水的原有水头发生变化,建设在这部分地下水之上的工程项目可能会出现整体倾覆的现象.
3 浮托力产生原理及影响因素
3.1 浮托力产生原理
浮托力的产生是由于建筑物的基础高程低于地下水的水头以及建筑物边壁受到地下水的压力,根据阿基米德原理可以计算出地下水浮托力（F等于ρ ）的大小,当然这只是纯理论的分析和计算,实际情况较为复杂,主要表现在地下水位变化对浮托力产生影响,而实际地下水位由于补给量和排泄量的变化,其水位常常在一定范围内波动,导致其孔隙水压力产生相应的变化.
下面以野外监测地下水位埋深和孔隙水压力的资料进行分析,讨论浮托力和地下水埋深的关系,根据实验数据绘制成果图1.
3.2 浮托力大小影响因素分析
本次野外分别监测2m和4m深度处孔隙水压力和地下水位埋深,监测时段为5日,时间为7～8月.从监测成果图1可以看出随地下水埋深增大,孔隙水压力明显减小,孔隙水压力随着包气带深度呈负相关关系,相关系数分别为-0.93、-0.96.这是由于包氣带中的孔隙水主要补给来源是地表水以及大气降水,所以在一定的地表水和大气降水条件下随着包气带深度的增加土壤含水率会不断减少,土壤颗粒间的空气增加,导致孔隙水压力减少[5].
通过对数据的整理和分析,可以得出孔隙水压力的变化情况和岩土空隙中的饱水程度有密切的关系,当空隙中的水达到饱和的时候,孔隙水压力则是最大值[6].在计算孔隙水的饱和程度,应该排除无效的空隙.这是由于死端空隙中的孔隙水在地下水的均衡中不参和能量和流量的交替[7].
4 工程中抗浮水位计算应注意的问题
通过监测数据分析以及浮托力大小影响因素讨论,并结合实际工程中可能遇到的各种水文地质情况,为工程中抗浮水位计算提出几点建议和看法：
（1）在查明区域的水文地质条件的前提下,首先应该明确建筑物地基影响范围内的地下水类型以及补给来源.概略获得地下水的补给量.
（2）确定区域地下水含水层的层数,以及不同含水层之间的补给关系.特别应当重视弱透水层在各含水层之间水力联系的重要作用.
（3）查明工程项目所在地的地下水的水文地质条件.用来确定建筑物的基层所受的地下水浮托力.
（4）结合工程项目规模,工程项目规模决定了地基的深
度.地基的深度决定了建筑物所受的浮托力来自哪些含水层,以及各个方向上浮托力的大小[8].
根据以上的建议在实际工程中选择适合的抗浮水位必须结合具体的区域水文地质条件以及工程规模等.具体抗浮水位的选择需要通过对长期的地下水监测资料进行分析整理、模拟校验等.
5 结束语
综上所述,孔隙水压力大小的决定因素至少包括了孔隙水的补给速度以及岩土中的有效孔隙度.同时,在一个工程项目设计建设过程中应考虑地下水浮托力的计算,同时在经济技术可行的条件下尽可能的对地下水进行适当的观测,以获得对工程项目建设具有实际意义的水文地质资料,求得适当的地下水抗浮水位,避免不必要的浪费.
参考文献：
[1]何翠香.如何确定北京地铁工程的抗浮设防水位[J].工程勘察,2015,12：747-751.
[2]刘亚洲,张晓玉.武汉长江一级阶地段抗浮水位问题探讨[J].土工基础,2003,29（6）：4-5.
[3]李胜勇,韩华.建筑抗浮设计水位取值方法——以北京市某工程为例[J].2005,15（6）：58-62.
[4]宋向明.低洼地区建筑的抗浮设计和设防水位的合理确定[J].科学技术和工程,2016,16（35）：3-4.
[5]潘增志.兰州地区某砂岩地基渗透性及其抗浮水位研究[J].岩土工程技术,2007,21（1）：16-20.
[6]刘冠群.建筑物厂区地下水位预测和抗浮水位确定——以青岛啤酒城改造为例[J].中国海洋大学学报,2015,45（4）：4-6.
[7]孙保卫,徐宏声,张在明.孔隙水压力测试和建筑抗浮水压力的确定[J].工程勘察,1998（3）：31-35.
[8]熊维,王瑞海,刘佳忆.如何确定场地抗浮设防水位[J].山西建筑,2012,38（23）：67-68.
地下水论文参考资料：
结论：地下水浮托力危害其计算应注意问题为关于地下水方面的论文题目、论文提纲、地下水污染论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
