《建筑工程抗浮技术标准》排雷笔记
小智审图2020-05-20

之前在《抗浮锚杆的学习笔记》一文中,笔者说过抗浮锚杆设计缺乏针对性国家规范的问题,仅内容沾边的相关规范就有:

《建筑地基基础设计规范》 GB 50007—2011
《建筑边坡工程技术规范》 GB50330—2013
《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB 50086—2015
《岩土锚杆(索)技术规程》 CECS22:2005……

这些规范或规程未在统一框架内编制,实际工程运用中易令人混淆,结构工程师常花费精力进行对比分析,以求包络住最不利的规定。

这种情况下,一本即将发布的强制性标准备受期待,有望一并解决上述问题,它就是:《建筑工程抗浮技术标准》 JGJ476-2019

4月13日,住建部在官网上正式发布该标准(2019年212号公告),规定自2020年3月1日起实施(近期手上有地下室的朋友,千万记得提前与审查所沟通具体实施细则)。
1.png

本号讨论群的朋友第一时间分享了公开版本,大白就自己关心的内容(主要是锚杆部分)先行学习。其中部分规定跟以往要求有所不同,大白特地摘录出来,给大家排排雷。

| 本标准的适用范围

本标准对于适用范围的规定如下:

1.png

除去传统的工业与民用建筑外,标准还适用于其他工程领域,如市政工程、轨道交通、港工等涉及抗浮问题的建筑物与构筑物(条文说明2.1.1)。

1.png

标准内还新增了既有建筑抗浮治理的相关规定,条文分布于各个章节中,例如应进行抗浮安全性鉴定的情况有:

1.png

既有工程抗浮设防水位取值要求是:

1.png

| 水浮力是恒荷载还是活荷载?

本标准的条文说明部分是非常值得看的,编制组尝试对一些历史遗留问题进行了解答,其中就有这个困扰工程界许久的问题,水浮力到底是恒荷载还是活荷载?

编制组是这么回答这个问题的:对于地下水浮力“作用”的类别(直接作用、间接作用或偶遇作用),目前国内工程界尚无明确的定论,作为“荷载”也无法确定其类型(永久、可变或偶遇),有些技术标准将浮力“荷载”分为永久荷载(稳定水位产生的浮力)和可变荷载(水位变幅产生的浮力),并对应着不同的荷载分项系数。实际上,地下水浮力“荷载”是介于永久、可变甚至偶遇之间的一类“作用”,无法确切地进行准确界定。为了工程实用、安全和简化,本标准将其作为“直接、永久”的作用(荷载)对待,统称之为“浮力”(荷载)。

虽然认为水浮力为“直接、永久”的作用(荷载),但基本组合的分项系数还是适当调整过的。

1.png

| 抗浮锚杆和抗浮桩的界定

先前工程界对于锚杆和桩的概念比较混乱,主要是原有标准体系和工程习惯等历史原因造成的。

国际上把我们的“非预应力锚杆”或“全长粘结锚杆”称为“微型桩(micropiles)”或“抗浮桩(tensions piles)”,而国内则习惯性以为,小直径为锚杆,大直径为桩。

这次标准为了尊重工程习惯,沿用以直径区分锚杆和桩的方法,并限制了锚杆的最小直径(7.5.1条第2款),故今后抗浮锚杆和抗浮桩的区分:150≤d≤250mm为抗浮锚杆d>250mm为抗浮桩

| 建筑抗浮工程设计等级

考虑到各个领域的地下建筑工程,其使用功能、用途等均不相同,对于渗漏、防潮、底板变形的容忍度也不一样,标准新增了建筑抗浮工程设计等级要求,并划分为三个设计等级:

1.png

大家需要注意的是:

当地基基础设计等级定义为甲级时,建筑抗浮工程设计等级自然定为甲级。

设计等级的选择还影响了抗浮结构及构件的承载能力设计,所以确定过程必须较以往工程更为谨慎。

甲级的重要性系数放大到1.10;乙级为1.05;丙级为1.00,与基础设计的安全等级决定的结构重要性系数包络取大值。

1.png

| 建筑工程抗浮稳定性评判

抗浮稳定性的判别式如下:

1.png

式中,G为所有抗力设计值的总和,包含结构自重、附加物自重、抗浮结构及构件;Nw,k是浮力设计值;Kw为抗浮稳定安全系数,见下表:

1.png

可以看到,不同设计等级,在施工期和使用期的抗浮稳定安全系数是不同的。同时,还新增加了施工期抗浮稳定性的判别要求。

这个判别式的问题是,抗力和浮力均为设计值。依据3.0.9条第1款,稳定验算作用效应应按承载能力极限状态下的基本组合,分项系数取1.0。

但是,条文第3款提出,确定抗浮构件数量时,应按正常使用极限状态下的标准组合,相应抗力为单个抗浮构件的承载力特征值。

直观理解上,正常使用状态的抗浮构件的承载力特征值到承载能力极限状态的构件抗力设计值似乎需要转换。怀着疑问,大白查阅了抗浮力章节的相关规定:

1.png

以及条文说明:

1.png

笔者认为转换分项系数仍为1.0合适,与原先的征求意见稿中规定相同。

1.png

为了条文的通用性,牺牲了简洁性,验算公式被删掉了,痛心~

| 施工期抗浮设防水位

严格来说,施工期间地下室可能遇到的最高水位并不完全是“设防水位”,而是一种“预防水位”。

标准增加施工期抗浮稳定性的判别要求,主要原因是无论是设计还是施工方,普遍忽视期间的地下结构稳定性问题,从而造成众多工程事故。

施工期抗浮设防水位取值,将直接影响工程建设成本,确定水位的相关要求如下:

1.png

条文说明提到,为了保证安全性和简化设计流程,可以按统一的抗浮设防水位进行稳定分析和设计。不过,统一的设防水位并不代表设计流程仅需要验算一次。

虽然5.1.1条指出,采用地下水控制措施的工程,施工期水位可以不同。但5.3.2条又对施工期的设防水位下限进行了约束,似乎无法通过在设计图纸内要求施工期间控制地下水水位至结构底板底面下1m来规避。

疑问来了,如果设计项目未要求进行水位预测咨询,那施工期设防水位由谁来提供,勘察单位么?

| 全长粘结拉力型锚杆要say goodbye了?

全长粘结拉力型锚杆就是我们常说非预应力锚杆(或全长粘结型锚杆)。此次标准修订后,这类锚杆的运用严重受限,预应力抗浮锚杆有望取而代之。

1.png

单看上面这条,仅是引导大家选择预应力锚杆,普通锚杆仍是可用的,只是对地基土的质量有所要求。而真正的杀手锏出现在锚杆法的章节内:

1.png

甲、乙级工程,对锚固浆体的拉应力限制异常严格,普通锚杆因未施加预应力,所以完全无法实现相应要求。

经验表明,非预应力锚杆的施工质量控制较难保证,故近两年内更新的相关规程,对其的使用限制趋于严格。

举例说明,《抗浮锚杆技术规程》 YB/T 4659-2018内,是通过扣除锚固段长度来限制非预应力锚杆的应用,毕竟工程成本的增加本身也是一种限制手段。

1.png

此次,抗浮锚杆的防腐蚀设计、锚杆与底板连接部位的防水设计要求非常明确了,感兴趣的朋友自己翻阅一下。

另外,土层锚杆承载力计算时,明确要求必须考虑土层的抗拔系数。

1.png

| 专项勘察与抗浮水位预测咨询报告

此次标准新加了专项勘察和水文预测咨询报告的具体条件:

1.png

标准同时强调:

当拟建场地水文地质条件复杂且研究资料不够充分时,应进行抗浮工程专项勘察,不能由岩土工程勘察完全替代。

抗浮水位预测分析,也不应作为通常岩土工程勘察工作或专项勘察报告的一部分内容,需要另行委托有资质的机构单独进行。

标准还把结构工程师的地位“提高”了:值得注意的是,有些岩土工程勘察报告所提供的抗浮设防水位建议值仅根据勘测期间的地下水位状况进行的推测,缺少详实的资料依据。如果勘测在当地枯水期进行,所获得的地下水位显著偏低。所以设计人员应明确把握设计使用年限对抗浮设防水位的真实意义和作用,对不满足抗浮设计要求的岩土工程勘察报告,应要求予以补充甚至进行专项勘察。

结构工程师太累了,不光要顾好自己,还得同时照顾好上下游,有加奖金么?

| 关于抗浮稳定验算的细则

地下结构底板板底面上所承受的的浮力增加到三种:

稳定水头产生的静水压力、地下水坡降产生的渗流压力和扣减上覆不透水层土体重力后的承压水压力,浮力标准值为三者的总和。

1.png

特别需要注意,结构自重、抗拔力与结构填筑体(如顶板覆土等)的组合系数是不同的,设计过程中应进行人工干预。

1.png

底板无外挑时,肥槽内外墙与其接触的回填土之间的侧摩阻力,可作为施工期的抗浮力。

笔者必须吐槽下,关于抗浮稳定性验算的条文叙述,不如看图例方便理解。
1.png

虽然知道必须验算哪些内容,但这段文字还是挺让人费解的,不知大家有没有这个感觉,想要弄懂的朋友,多看看条文说明吧。

| 关于条文说明

1.png万一审查老师依据条文说明提了一些意见,你懂的……

大白,一线结构工程师,国家一级注册结构工程师,高级工程师,《建筑结构》独立刊文作者。从事结构设计工作15年,一注10年。擅长剪力墙结构分析及优化、复杂公建分析及精细化设计等内容。

本文已获作者转载同意,文章转载于微信公众号【构思结构】 ,作者大白

相关资讯
连梁超筋的处理方法:交叉斜筋 新手必备,20个CAD实用小技巧! 结构稳定性分析 楼板应力的分析方法与应用 7月1日起全面取消图审 瞒报死亡事故,中建三局被福建省摁下暂停键! 小智审图V3.4.8.0更新公告 框架-剪力墙结构设计要点 关于剪力墙结构设计的9个疑难解答 2020年二级注册结构工程师考试大变革
小智审图微信公众号二维码

小智审图官方公众号
新人立领50元代金券
微信扫一扫注册领取

小智审图微信客服二维码

小智审图客服微信号
使用协助、疑难解答
微信扫一扫添加好友

小智审图微信客服二维码

官方10群 978761738
官方09群 461531148
官方08群 647234839


线

小智审图在线客服
小智审图微信客服二维码微信扫码添加客服
小智审图官方QQ群二维码QQ扫码加入官方群
(978761738)