地下水结构

地下水结构（精选十篇）

地下水结构 篇1

我国水资源短缺问题严峻,作为用水大户的农业所受的影响尤为突出,水资源已经成为当前农业可持续发展的主要制约因素[1]。而种植结构是农业生产发展的核心所在,这就要求我们必须统筹社会、经济、节水、生态、环境保护等因素,使得区域种植结构与水资源现状相匹配,以最佳的综合效益实现农业的可持续发展。为解决相关问题,学者们陆续提出了许多考虑不同因素或运用先进算法的种植结构优化模型。陈守煜等[2]将经济、社会、生态等效益转化为综合效益系数,并将其作为权重建立了多目标模糊优化作物种植结构;周惠成等[3]将交互式模糊多目标优化算法应用于求解作物种植结构模型;高明杰等[4]突出考虑区域社会、生态效益构建了区域节水高效种植结构调整的多目标模糊优化模型;左余宝等[5]在考虑主要作物不同生育期需水与降水的吻合性的基础上建立了种植结构优化模型;张智韬等[6]采用蚁群算法求解多目标种植结构优化模型优化种植布局;李建芳等[7]细分了农产品中虚拟水的蓝水和绿水,并考虑作物需水量及生育期有效降水量等因素建立了农业种植结构优化模型。这些研究对农业种植结构调整起到了一定的指导意义,但还存在一些问题,特别是未考虑不同地下水埋深对作物种植结构的影响。地下水埋深太浅,土壤蒸发量大,且易发生次生盐碱化,对作物生长不利;地下水埋深过深,则会增加井灌成本。因此,在优化作物种植结构的同时,根据灌区地下水埋深变化规律,合理确定井渠配水比例,将地下水埋深控制在适宜范围内作为生态目标将更具有现实意义。基于此,本文拟在动态模拟地下水埋深演变过程的基础上,调整灌区井渠用水比例和作物种植结构,使得灌区经济、生态、社会综合效益最大化,实现灌区水资源的高效和可持续利用,从而为灌区农业健康发展提供重要借鉴意义。

1 模型建立

针对灌区水资源与种植结构现状,根据区域水资源时空分布特点和经济发展水平,以保障水安全、粮食安全,促进生态安全为出发点,以节水增效为核心,提高农业综合效益为目标,分别考虑节水效益、经济效益和生态效益,在满足灌区灌溉需水量要求的前提下,合理配置地下水与地表水的分配比例,运用动态模拟调整地下水位使其处于适宜的状态,以地下水埋深状态作为种植结构调整的生态要素,同时考虑其节水效益,构成整合生态经济效益的种植结构优化模型。

1.1 目标函数

(1)经济效益。

式中:F为灌区总纯收入,元;Ci为第i种作物的 单价,元/kg;Di为第i种作物的单位产量,t/hm2;Ki为第i种作物的单位面积生产费用,元/hm2;Xi为第i种作物的 种植面积,hm2;n为作物种植种类。

(2)节水效益。

式中:W为灌区灌溉总需水量,m3;Mij为第i种作物第j月的需水量,m3。

1.2 约束条件

(1)总面积约束:

式中:S为总播种面积,hm2。

(2)季节灌溉面积约束:

式中:u为夏季作物 总数;v为秋季作 物总数;s为耕地面 积,hm2。

(3)月最大供水量约束:

式中:η0为渠系利用系数;Rj、Gj分别表示地表水和地下水 的各月灌溉用水量。

(4)口粮约束:

式中:PO为人口数,人。

(5)可用水量约束:

式中:Rt、Gt分别表示可利用的地表总水量和地下总水量,m3。

(6)地下水埋深上下限约束:

式中:Dj为第j时段地下水埋深,m;Dmin为合理的地下水位最小埋深,m;Dmax为合理的地下水位最大埋深,m。

(7)地下水均衡约束:

式中:DjEN为第j时段末的地下水埋深值,m;DjBE为第j时段初的地下水埋深值,m;ΔHjP为第j时段内有效降雨补给引起的地下水位上升幅度,m;ΔHjCI为第j时段内渠道过水渗漏引起的地下水位上升幅度,m;ΔHIjR为第j时段内渠灌下渗引起的地下水位上升幅度,m;ΔHjRI为第j时段内河道径流渗漏引起的地下水位上升幅度,m;ΔHjEX为第j时段内地下水开采引起的地下水位下降幅度,m;ΔHjE为第j时段内潜水蒸发引起的地下水位下降幅度,m。

2 基础数据获取

2.1 研究灌区概况

人民胜利渠灌区是河南省重点大型引黄灌区之一,是省粮棉油等主要农产品生产基地。灌区属暖温带大陆性季风型气候区,四季交替分明,多年平均降雨量581.2 mm,年内雨量分配不均,主要集中在6、7、8三个月,占全年降雨量的70%。灌区总控制面积14.87万hm2,灌溉面积9.92万hm2。灌区多年平均水资源可利用总 量为6.25亿m3,多年灌溉 总引水量 为3.78亿m3,黄河水是人民胜利渠灌区的主要 水源。灌区内主要作物有小麦、棉花、玉米、水稻、油菜、花生等,大部分实行小麦与玉米、花生、水稻轮作,一年两熟,复种指数1.85。种植结构以粮食为主,经济作物相对较少。

2.2 设计年降雨量选取

根据1953到2000年灌区月平均降雨 量资料进 行频率计算,并以频率50%平水年作为标准选取设计典型年,采用适线法分析灌区平水年保证率的设计年降雨量,按同倍比法计算,获得设计年降雨的年内各月分配量。

2.3 作物月需水量

据当地主要作物的 阶段需水 量、日平均需 水量和生 长天数[8],结合灌区的耕作制度,得到各月需水量,见表1。

2.4 作物纯收入

为制定最优的农业水高效利用调控措施,必须考虑到农业水资源的经济效益,而最为直接的是从农作物产值考虑,本文依据国家发改委、建设部2006年7月颁发的《建设项目经济评价方法和参数》(第三版),采用影子价格计算农业灌溉效益,既能反映水资源的稀缺程度,又能反映区域的经济结构、经济发展水平等。作物的纯收入为产量与单价的乘积减去生产花费(此处不包括水费)。灌区主要作物每茬产量、价格和生产花费统计数据的平均值,可得作物纯收入。

2.5 模型主要因子

本文计算过程采用灌区多年经验公式[9]。

(1)降雨入渗补给量的确定。降雨入渗补给量是降雨量通过入渗补给潜水含水层的水量。在本次计算中灌区降雨入渗量按经验公式计算。

式中:Pr表示时段内降雨入渗补给总量,mm;P为时段内的降雨量,本文中采用月降雨总量,mm;α为降雨入渗补给系数,其值与地下水埋深、降雨量情况有关,根据人民胜利渠灌区历史资料,经换算调整得出;μ为土壤给水度,主要与土壤土质(包括层次结构)及地下水埋深有关。

(2)渠道入渗量的确定。引水渠的水位高于地下水位,渠道水通过土壤渗透进入地下水。本文主要计算引黄灌溉干渠、支渠的入渗量。对于灌区井灌区,由于渠系布置较短,且部分渠道采取了渠道衬砌改造等防渗措施,减少其输水损失,故入渗补给量可忽略不计。入渗量的计算利用灌区经验公式:

对于在一个灌区的入渗影响为:

式中:WjCI为第j时段渠道下渗的水量,m3;η1为主渠道的灌溉水利用系数,取0.70;Aj为第j时段灌区面积,km2。

(3)灌溉补给地下水量。灌溉对地 下水的补 给量Irj主要与灌水量大小、土壤地质、地下水埋深以及灌前土壤干旱程度有关。因在井灌是多为农户自发组织,对灌溉用水的利用较为充分灌溉回灌地下水量可忽略,渠灌的大小可以用渠灌回归系数确定,即:

式中:Irj为渠灌对地下水的补给量,m3;βIR为灌溉补给系数,与土壤土质、地下水埋深、灌前土壤湿润程度等因素有关。相对灌区而言,βIR主要随地下水位变化,为经验数据。因此灌溉对地下水埋深的影响为:

(4)地下水开采量的确定。地下水开采主要包括工业、农业、生活等方面的取水,考虑到当地农业灌溉用水占地下水开采量的大部分,因此将各分区视为只有农业耕地的区域,排除其他因素的影响。所以地下水的开采量指灌区内井灌需水量WjEX,m3。

则地下水开采对地下水埋深的影响为:

(5)潜水蒸发。潜水蒸发是地下水排泄主要的因素,蒸发量的大小主要取决于气候条件、潜水埋深、包气带岩性和作物生长情况。可根据经验公式进行计

式中:Ev为潜水蒸发量,mm;E0为水面蒸发量,mm;D为时段内地下水位平均值;D0为极限蒸发深度,本文根据人民胜利渠灌区实测资料,可取其值为3.5m;n为与土质有关的系数,一般取1~3,根据灌区各分区地质条件可适当调整n的取值。

则浅层蒸发对地下水埋深的影响为:

3 模型求解

以现状种植结构的 作物需水 量状况作 为出发点,考虑降水、蒸发、灌溉、下渗、地下水开采等要素运用动态模拟调节地下水埋深值,并将各月灌溉水量同灌溉总面积、耕地面积、总水量、口粮等作为约束条件,参与综合经济效益与节水效益的多目标种植结构优化模 型,采用多目 标转单目 标的方法 简化模型,求解线性规划模型,并以计算得到的新种植结构逐次迭代循环模型直至出现最优解。具体求解思路如下。

(1)以现状种植结构为基础,拟定各月灌溉需水量;

(2)以灌溉需水量为依据,初始地下水埋深为起点,通过调整井灌、渠灌用水比例,使模拟的地下水埋深处于合理范围内,从而得出与之相应的节水灌溉方案,即灌溉总水量和各月灌溉用水量等供水状况;

(3)以(2)得出的供水状况结合总灌溉面积、耕地面积、口粮等作为约束条件,以经济效益最大、节水效益最好作为目标函数,考虑灌区经济节水并重原则,采取等权求和处理方式,将多目标转化为单目标,求解线性规划种植结构优化模型,得出调整后的种植结构及对应的经济效益和节水效益;

(4)依据调节前后的种植结构,比较其经济效益及节水效益,当经济效益与节水效益变优幅度均小于0.5% 时,认为模型达到最优结果,否则计算种植结构调整后的需水量,返回(2)循环模型,逐步递进直至结果优异且稳定为止,即为最终方案。

模型求解流程图见图1。

4 结果与讨论

从现状种植结构所确定的作物灌溉需水量出发,循环模型求解,在经过可取的五次循环计算后达到最优结果,种植结构调整前后相关数据如表2所示。

由表2可见,经小麦和玉米的些许增加以保证粮食安全及当地生活需求,水稻、棉花、油菜有所减少以提高水资源利用效率,而花生的种植面积有明显的增加,主要原因是花生的经济效益高同时需水量较少,且人力投入较少,耕作工序简单,种植投入成本少。调整后的种植结构所对应的作物需水量总量由原来的2.89亿m3减少到2.81亿m3,毛灌溉用水总量也随之降低;由于将高耗水作物转变为低耗水作物直接导致农业蒸发消耗水量的减少,引黄灌溉 水量及地 下水开采 量也将相 应减少,从而在农业引黄总水量不变的情况下,可将部分区域多余的水量通过渠系输送到灌区末梢,增加这部分地区的渠灌用水量,减少地下水的开采量,避免出现更深的漏斗,从而提高水资源利用效率。

选取平水年分析,主要灌溉月份在2-9月及11月,最终灌溉方案井渠各月用水量、各月灌水总量、井渠灌水比例、地下水埋深变化如表3所示。

万 m3

文中选取较不利的水埋深4m作为初始水位,以期恢复地下水生态系统,调整过程中地下水埋深变化均在最佳生态埋深范围内。

收益方面,现状经济效益为31.4亿元,调整种植结构后经济收益为32.5亿元,增幅为3.82%,扣除水费、其他成本及人工投入后的净收益由原来的16.3亿元增加到17.5亿元,增幅为7.36%。节水效益方面,作物需水总量由原来的2.89亿m3减少到2.81亿m3,减少2.77%。地下水埋 深均在可 控范围内,表现出良好的生态效益。

5 结 语

考虑地下水的合理开发利用,在动态模拟地下水埋深演变过程的基础上,建立基于地下水均衡的多目标种植结构优化模型。并将该模型应用于人民胜利渠灌区,经模型调整使得灌区经济总收益提升3.82%,鉴于该灌区的水源特点,引黄水价稳定且较便宜,井抽地下 水的费用 受限于当 时的电费 等诸多因素,略高于前者,因而轻微减少地下水量的使用不仅有助于地下水位的恢复,对整体经济效益的增加也有很好的效果,扣除水费等其他成本后经济净收益提升7.36%,新的种植结构作物需水总量减少2.77%,同时地下水埋深变化均在可控合理范围内。因此,模型是合理、可行的,对现代农业发展具有一定的借鉴指导意义。不足之处在于未考虑黄河侧渗的影响,对降水、渠道下渗等所引起的地下水埋深变化也仅进行了均化处理,弱化了其空间属性,与实际情况有所出入。若根据河流侧渗影响区域及渠系布置特点对灌区进行分区处理,将有利于问题的解决,有待后续进一步研究。

摘要：调整作物种植结构,优化井渠用水比例,合理开发利用地下水,是灌区水资源高效利用的有效途径。以地下水均衡为基础,以月时间尺度动态模拟地下水埋深变化,并将其对应的灌溉水量作为生态约束条件,建立多目标种植结构优化模型,选择人民胜利渠灌区为例进行模拟分析。在考虑地下水均衡的基础上,调整地下水埋深于合理状态以追求更好的生态效益,优化种植结构减少总用水量以达到更高的社会效益,提升灌区经济净收益以获取更大的经济效益,从而实现灌区综合效益最大化。经模型调整,各月地下水均于合理状态,并提升灌区净收益7.36%,减少灌溉需水量2.77%。结果表明,该模型的构建是合理、可行的,其对新型生态农业发展具有一定的理论意义和实用价值。

地下水结构 篇2

82.530

99.377

7.448

-10.100

10.022

10.723

(25.19)***

(13.14)***

(2.39)**

(-1.41)

(5.69)***

(2.64)***

Pjt

-0.078

-0.082

0.033

0.039

0.045

0.043

(-3.42)***

(-3.63)***

(1.54)

(1.83)*

(3.63)***

(3.54)***

Ln(Qjt)

3.029

2.964

-0.730

-0.649

-2.299

-2.315

(4.07)***

(3.99)***

(-1.03)

(-0.92)

(-5.75)***

(-5.82)***

Wjt

0.031

0.028

-0.023

-0.019

-0.008

-0.009

(0.92)

(0.83)

(-0.72)

(-0.59)

(-0.44)

(-0.50)

(PG/PI) jt-1

2.604

-3.336

0.732

(0.15)

(-0.20)

(0.08)

(PC/PI) jt-1

-5.430

5.713

-0.283

(-2.90)***

(3.21)***

(-0.28)

Njt

0.108

0.095

-0.054

-0.037

-0.054

-0.058

(1.81)*

(1.65)*

(-0.96)

(-0.67)

(-1.69)

(-1.88)*

元氏县虚变量

-9.173

-9.141

4.241

4.204

4.932

4.937

(-3.86)***

(-3.82)***

(1.88)*

(1.85)*

(3.87)***

(3.85)***

肥乡县虚变量

-12.566

-12.825

10.247

10.596

2.319

2.229

(-4.51)***

(-4.62)***

(3.87)***

(4.02)***

(1.55)

(1.50)

1990年虚变量

0.412

-0.068

-0.344

(0.18)

(-0.03)

(-0.28)

虚变量

6.921

-7.253

0.332

(2.23)**

(-2.46)**

(0.20)

虚变量

7.251

-7.047

-0.204

(2.34)**

(-2.40)**

(-0.12)

调整后的R2

0.43

0.43

0.40

0.40

0.29

0.23

>F值

10.86

12.26

9.66

10.83

5.41

6.06

注：“*”、“**”、“***”分别代表10%、5%和1%的统计显著水平。

（一）非集体产权机井的发展会促进农民调整种植结构

从模型系数估计的结果来看，非集体产权机井的发展对农业种植结构的影响与理论预期基本上是一致的。非集体产权机井比例变量在粮食作物及其他经济作物方程中的系数都达到了1%的显著水平，这意味着非集体产权机井的发展对传统的粮食作物与高经济价值的作物间结构的调整有着显著的影响。

粮食作物方程中，产权变量的系数为-0.082，说明非集体产权机井的比例增加10%（从样本平均值的42%增加到52%），粮食作物的播种面积比例就要减少0.82%（0.082×10=0.82），而相应地棉花和其他经济作物播种面积比例则分别增加0.39%和0.43%。

从分析中可看出，地下水灌溉系统非集体产权的发展对种植结构的调整起到重要的作用，特别是在增加经济价值比较高的作物上表现更加明显。农民在自己投资打井后，提高了水资源利用效率，使一部分水能够用来扩大经济作物的种植面积。另外，自己的井使用起来比较方便、及时，农民也敢种植对灌溉用水要求比较高的经济价值高的作物。

（二）粮食收购政策仍然是影响农作物生产结构的重要原因

人均粮食定购任务变量在粮食作物和其他经济作物方程中都达到了1%的统计水平，表明粮食定购任务对农民种植结构有显著的影响，主要体现为人均粮食定购任务的增加会导致粮食作物种植面积比例的扩大，而相应地棉花和其它经济作物的播种面积都有所减少。

从方案2（表5）与方案4（附表2）的结果比较来看，地区虚变量与人均粮食定购量变量之间有一定的相关关系，方案2中人均粮食定购量变量的系数大于方案4的变量系数，同方案2中地区虚变量的负值系数有关。

（三）价格信号是指导农民进行生产决策的重要因素

模型估计结果表明，粮食与化肥比价每上升1%（从样本平均值的0.4增加到0.404），粮食播种面积比例会增加1%（2.604×0.3=1.04），棉花的播种面积比例会减少1.3%（3.336×0.4=1.3），其他经济作物播种面积比例会增加0.3%（0.732×0.4=0.3）。而棉花与化肥比价比每增加1%（从样本平均值的2增加到2.02），粮食播种面积比例将减少10.86%（5.43×2=10.86）、棉花的播种面积比例将增加11.42%（5.713×2=11.42），其他经济作物播种面积比例会减少0.56%（0.28×2=0.56）。

（四） 劳动力机会成本影响作物种植结构的选择

随着经济的发展，农业劳动力的机会成本不断上升，外出就业的比例逐年增加，非农收入可看作是农民从事农业生产的机会成本。农民放弃部分农业生产时间外出就业会对种植结构产生一定的影响。结果显示非农收入比例在粮食播种面积和其他经济作物播种面积方程中均达到了10%的统计显著性水平。三个方程中非农收入的系数分别是0.095、-0.037和-0.058，说明非农收入每增加10%（从40%增加到50%），粮食作物的播种面积比例将增加0.95%，棉花和其他经济作物播种面积比例则分别减少0.37%和0.58%。

棉花和其他经济作物与粮食作物相比是劳动相对密集的农作物，为满足口粮的需要，在劳动力机会成本不断上升的情况下，农作物播种面积首先减少的是非粮食作物。

五 结论与政策含义

上述分析结果表明，地下水灌溉系统产权的演变促进了农作物种植结构的调整，扩大了经济价值较高的农作物的种植面积比例，使粮食作物种植面积比例有所下降。另外，粮食价格与生产资料价格比的升高、粮食订购任务的增加及劳动力机会成本的提高都会导致粮食播种面积比例的增加。对这些结论的主要政策含义讨论如下：

（一） 地下水灌溉系统产权演变和农业结构调整

农作物种植结构的调整是在地下水灌溉系统产权由集体产权形式逐渐向非集体产权形式发展的情况下，农民在对农业生产投入与产出收益比较后进行的合理的行为。同其他制度创新一样，这种产权制度演变对农业生产的影响意味着农民生产的优化行为意识和能力在不断增强。它对农业生产结构的调整、资源的有效合理利用和农民收入的增长会起促进作用，政府应通过制定相关政策加速和完善灌溉系统产权的演变。科技是第一生产力，制度创新也是非常重要的生产力。 （二）地下水灌溉系统产权演变与粮食发展政策

过去的研究指出地下水灌溉系统产权的演变会加强灌溉管理，维持灌溉系统的持续运行并提高水资源的利用效率。本研究结果表明地下水灌溉系统非集体产权形式的发展还会使粮食作物播种面积比例有所下降。因此在灌溉系统非集体产权形式成为产权演变发展趋势的情况下，如果政府农业政策的目标包括粮食生产的稳定增长，政府则要考虑用增加农业科研和推广投资、增加农业基础设施建设投资等政策来提高单位面积产量，以抵消由于灌溉系统产权演变给粮食生产面积减少带来的影响。 （三）农业生产结构的优化要有准确、合理的市场信号

随着市场经济的发展，农民在生产时虽然还受国家政策及口粮需求等条件的约束，但已经在按价格信号的引导调整农作物的种植结构。因此，在农业生产结构调整过程中，国家应该加强建立信息畅通、公正规范的市场环境，为农民的生产决策提供准确的市场价格信息。

（四）农业生产结构调整受粮食收购政策的制约

目前粮食收购政策制约着农业生产结构的进一步调整，也制约着水资源的有效利用。这也意味着在华北灌区，取消粮食收购任务，经济作物面积将显著增长，而粮食作物面积则显著下降。而市场化是经济发展的趋势，靠粮食收购政策来维持粮食总量供给不是长远之计，这进一步论证了科技在保证国家粮食安全的重要地位。 附表1：产权演变模型

影响产权演变因素

解释变量

系数

T检验值

截距

-177.785

（-1.61）

自然资源条件

W地表水源比例

0.428

（2.76）***

W地下水位

65.548

（3.01）***

人口压力

ln(LP人均耕地)

-84.815

（-2.33）**

政策因素

水利扶持政策

13.162

（1.92）*

水利贷款政策

-61.877

（-2.05）**

经济条件

ln(人均集体收入)

1.497

(0.78)

ln(农民人均收入)

-10.892

（-0.81）

文化程度

EDU文化程度

-0.035

（-0.046）

市场化程度

R道路

2

2.000

（2.13）**

村虚变量

略

年份虚变量

略

调整后的R2

0.75

F值

9.54

注：“*”、“**”、“***”分别代表10%、5%和1%的统计显著水平，在产权演变影响因素模型的几种不同方案中，选用的是调整后的R2比较高的方案，这样产权变量的拟合程度比较好。水利扶持政策、水利贷款政策及表示市场化程度的道路变量是虚变量，变量值为1分别表示样本点能得到水利扶持及贷款政策和有道路通过（模型的分析详见王金霞、黄季j和Scott，2000）

附表2 作物种植结构决定因素计量模型估计结果（方案3和方案4）

解释变量

粮食作物

棉花

地下水结构 篇3

关键词：地下管线 地下管线探测数据成果 数据结构

中图分类号：TU990.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（b）-0016-02

城市地下管线是一座城市的重要基础设施，日夜担负着传送信息输送能量的工作，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“血脉”。同时，地下管线也是一把双刃剑，管线非常的脆弱，一旦受到碰撞，就会“翻脸大怒”；随着城市信息化、地下空间的规划与开发利用的进行，我国已有100多个城市先后投巨資进行了综合地下管线普查、建立地下管线数据库的工作[1]。该文主要研究城市地下管线及地下管线探测成果的结构及特点。

1 地下管线的分类及结构

地下管线按对象或用途可将其分为八大类：给水、排水、燃气、工业、电力、通信、综合管沟与不明管线，其中各大类管线中还包含小类[2]及其管线上的建（构）筑物和附属设施。建（构）筑物包括水源井、给排水泵站、水塔、清水池、化粪池、调压房、变电站、配电室等，附属设施包括各种窨井、阀门、水表、排气排污装置、变压器、分线箱等。

地下管线可抽象为管线点（管线的特征点）和管线段。其中管线点可细分为：各种窨井、各种塔杆电缆分支点、上杆、下杆、消防栓、水表、出水口、测压装置、放气点、排污装置、排水器、变坡点、变径点等。两个管线点连接为管线段，管线段连接又组成网，地下管网是由环状网和树状网组成的复杂网络，有的管线（如：排水管线）还具有方向。

地下管线按材质可划分为三大类，即由铸铁、钢材等构成的金属管线；由铜、铝材等构成的电缆；由水泥、陶瓷、塑料等材料构成的非金属管道（含钢筋混凝土管、砖石沟道）。

2 地下管线的特点

城市地下空间中的纵横交错的管网系统，是典型的复杂网络系统，特别是我国由于历史原因和人为因素，作为与人民生活密切相关的地下管线系统，地下管线具有以下特点。

（1）隐蔽性。管线的架设方式有两种，一种是架空，另一种是埋设于地下的。实际中大部分位管线都埋设于地下，埋设较浅的有几厘米，较深的有几米甚至有的较深的市政管线埋设达到十几米。因此，这些埋设于地下的管线看不见、摸不着，空间位置信息和属性信息只能借助于探测仪器且获取困难，数据的精度也不是很高。

（2）复杂性。城市地下管线有八大类，又分为几十个小类，几十种管线都埋设于地下。种类多密度大，由于以往地下管线敷设规划管理不严格，导致各类管线纵横交错，空间关系极其的复杂。

（3）系统性。虽然地下管线空间关系错综复杂，但是一类管线又有一定的系统性。地下管线都是有管线点、管线段、建构筑物等组成的，每一类管线都是一个系统，系统的各组部分在都能正常运行的情况下，整个系统才能发挥它的功能。例如：燃气管道在整条管线部件都正常的情况下才能传送燃气，只要是有一段管线漏气，则与之相关联的整条管线系统都不能被使用了。

（4）动态性。随着城市建设的迅猛发展，地下管线作为城市的重要基础设施，也在不断的发展。地下管线的改建、扩建、新建工程在每一个城市都比较频繁，因此，地下管线数据库的更新机制也是目前比较重要的一个问题。

3 地下管线探测数据成果的特点

目前，一般要求管线探测单位提交的管线数据成果主要包括：DWG格式的管线图和MDB格式管线数据集[3-5]。不论国家还是地方城市的地下管线探测技术规程虽然没有统一的标准，但是对两种格式的管线数据均规定了专门的结构化数据表示和存储要求，例如：对DWG数据以矢量化的图形符号为基础，规定了符号的几何类型、层名、颜色、单元名、线型和注记等扩展属性要求；对MDB数据以二维关系表为基础，规定了管线点、管线段、附属物边界、注记、元数据等数据表的结构和填写内容等要求。

地下管线数据成果具有以下特点[6]。

（1）管线数据构成复杂。地下管线数据是一种典型的空间信息。其中既有空间数据又包括大量的属性数据。管线属性数据包括探测工程的工单编号、管线点编号、特征、附属物、井盖尺寸、颈脖高度、埋设方式、接口方式、接入管数、配件规格等。空间数据主要是管线点、管线段特征或附属物及建构筑物的平面坐标和高程坐标。

（2）管线数据量大。天津市地下空间规划管理信息中心主任介绍天津市的地下管线总长度能绕赤道一周还多，而且随着城市建设发展，地下管线的长度仍然在增加。一般城市的管线段探测长度都要求不能超过75 m，有的城市要求不超过100 m。所以，能绕赤道一周多的管线且实际探测的管线段长度不能超过75 m或100 m，可想而知数据量是多么的大。

（3）管线数据的规律性。根据实际的管线探查来看，管线的属性数据也是有规律的。在同一条管线上的管线段的大部分属性数据一般是不会变化的。例如某一条道路上的同一条市政排水管线的材质、管径、权属单位等一般情况都是相同的。

4 地下管线探测成果数据结构

地下管线探测数据成果库是某一区域地下管线数据的集合[7]。在开展了地下管线普查的城市中，不同的城市对地下管线成果数据结构的规定不同，全国目前还没有统一的标准。其中所采用数据结构主要有两种：“两点一线”和“多点一线”。

“两点一线”的数据结构是用的最多的结构，它将所有的地下管线看成是由管线段和管线点组成，每个管线段都是由两个管线点直接连接而成。

“多点一线”的数据结构是在同一道路上相互之间有连接关系，且管径、材质等大多数的属性都相同的地下管线统称一个完整的管段。

这两种数据结构都有各自的优缺点。“两点一线”的数据结构的优点是数据的连接关系由起点和终点来控制，因此连接方式简单，对外业采集的数据进行后续的内业处理也就相对方便。但是，从对地下管线的抽象理解和数据管理的角度看，各地下管线段之间缺乏逻辑关系，本应该是一条管线的然而却被分成了不连续的多个管线段。此外，由于相同的属性数据必须进行多次的存储，造成数据的冗余。“多点一线”的数据结构使得地下管线段之间的逻辑关系简单明了，便于非专业人员的理解和管理的要求，此外数据冗余相对较小。其缺点是数据的组织繁琐、建库工作非常复杂，不便于数据的检查和后续处理[2，8]。

参考文献

[1]顾建祥，钱小伟.地下管线普查产品的检验[J].测绘与空间地理信息，2007，30（3）：211-214.

[2]李茂阁，张德彪，李学军.地下管线数据结构的问题与对策[C]//中国城市规划协会地下管线专业委员会年会.2008.

[3]周京春，田庆福.浅谈昆明市地下管线普查技术标准及应用[J].城市勘测，2010（1）：151-153.

[4]陈华.浅谈城市地下管线普查成果数据的质量检查[J]，2008，31（2）：85-88.

[5]李黎，李剑.武汉市地下管线外业普查的数据监理[J].海洋测绘，2005，25（1）：61-63.

[6]贺军政，罗凌燕.Excel与C#在地下管线数据处理中的应用[J].城市勘测，2011（1）：116-119.

[7]张正禄，司少先，李学军，等.地下管线探测和管线信息系统[M].北京：测绘出版社，2007.

如何防治地下结构渗水 篇4

关键词：地下结构,渗水,防水技术

1 概述

都市土地寸土寸金的使用下, 建筑物地下室开挖深度越来越深, 让土地的使用价值达到最大效益。地下室深基础的开挖, 随基地地质条件、开挖深度、地下水压、架设挡土设施、开挖方式 (顺打或逆打) 等的不同, 会使施工上的界面, 工作缝、冷缝增多, 导致混凝土施工质量不佳, 促使地下室外墙渗水机会大增。

位于地下的防水首先应遵照地下工程防水设防要求, 严格管理, 谨慎正确的施工, 选择经济适用的防水材料, 严把防水工艺关, 坚持“以防为主、多道防线、综合治理”的原则进行地下工程防水。在防水设计上要尽量选择新材料、新工艺和新的施工设备, 注重防水工程的环境效应, 选用无毒无污染的防水材料。在防水施工上应精心施作, 对防水材料要精心保护, 严格检验和试验程序。

位于地下的建筑结构, 不像地面上的结构只受到风雨雪的影响, 而是长年累月的承受着地下水的侵蚀及相当大的水压力。大家都清楚在地下结构中防水的重要性, 然而渗水的案例经常出现, 都不能达到防渗漏的理想标准。无论是经过山区的隧道、城市的地下铁还是地下车库等地下空间, 都属于国家的公共设施, 若内部结构渗水会造成以下问题:

1) 对维持运输的控制、供电等电子电气系统造成破坏, 产生不良影响。2) 渗水会腐蚀支撑结构的金属制品 (如钢筋、型钢、铆钉等金属配件) 及混凝土的使用耐久性, 影响安全性。3) 渗水及其湿气会影响装修的效果, 并降低使用寿命。4) 地下公共场所渗水会影响行人的人身安全。5) 结构发生渗水, 会对国家、承建单位的公共工程品质的努力造成负面的影响, 会失去公信力, 使形象受损。所以地下结构防水有着不可估量的意义。

2 研究动机与目的

2.1 研究动机

渗透水现象的发生, 必须同时具备水的来源、水的行进路线以及水行进的动力三项条件。

以上条件缺一不可, 而地下结构, 四周充斥着丰沛的地下水, 已满足第一条件;混凝土结构因混凝土自身的因素与施工条件, 造成结构裂缝有供水行进的路线, 亦满足第二个条件;处于地下水位之中的地下结构, 常年承受着的水压也满足第三个条件。因此, 若地下结构规划、设计阶段不考虑施工实际情况, 为规划好良好的排水系统, 只依靠混凝土的密闭性来防水, 最终会失败的。

国内对地下防水有着严格的标准, 但是有些地下建筑在施工时并未按照标准进行, 除因防水工程施工费用所占整体费用比例微小外还有以下几点:1) 较多单位对地下建筑防水不够重视, 设计图纸中没有明确地下防水等级标准, 细部构造无图, 对地下防水设计把关不严, 如将卷材防水改为水泥砂浆防水, 将迎水面铺贴的卷材改为刀背水面, 甚至卷材不封闭, 在地下水位较高地区, 对大柱网无梁底板混凝土不做抗浮验算。2) 材料采购方面, 新型防水剂、防水卷材、涂料、配套材料、止水条 (带) 等产品假冒伪劣较多, 业主采购或指定厂家采购不合格材料, 为防水质量留下后遗症。卷材配套材料如胶粘嵌缝材料等认证检测工作尚未纳入日程, 对防水的耐久性和抗渗漏留有漏洞。3) 防水施工操作者都是普通工人, 没有培训, 不具备素质, 防水砂浆施工操作都是普通抹灰工, 没有掌握防水砂浆施工操作要点, 卷材防水除厂家有部分专业人员外, 而社会上很少有, 有大量不具备资质的队伍仍在施工防水卷材。

2.2 研究目的

为减少建筑物对环境所造成的负荷以符合可持续发展的原则, 其重要目标是通过充分利用建筑资源以减少天然资源的消耗;目前国内建筑物的废弃资源, 除建筑物内部的家具、设备等可直接移动、回收的部分外, 还有地下空间和顶部空间等不可回收部分。可持续发展所考虑的是减少对环境、资源的破坏与消耗, 故满足可持续发展原则的建筑物应更为合理的使用其空间做到资源优化。而一些建筑物的地上部分做的鲜亮可观, 达到了充分利用, 而地下部分却无人问津, 少有看管。并且在建设初期由于成本与观念的原因没有受到重视, 工程质量低劣, 防水工程偷工减料, 起不到应有的防水作用, 造成了地下积水, 不能使用的后果。由于地下部分长年浸泡在水中或处于潮湿环境下, 易使钢筋腐蚀、降低钢筋的耐久性使结构体混凝土的强度受影响, 建筑物使用年限减少, 其基础也会受到影响, 建筑物的稳定性也会受到威胁。只有基础稳定, 住在上层建筑的人们才能安心的生活、工作生产, 才能创造更多更好的社会效益与经济效益。

3 防水工程技术

3.1 防水方法

地下结构物的防水方法可简单的归纳为八种, 分别概述如下:

1) 外覆防水膜:简单的就是在结构体外以防水膜包覆隔绝与水的接触。2) 水密性混凝土:如适当处理控制好混凝土中孔隙的大小、分布及数量, 是可以达到良好的水密性, 且以结构体本身混凝土的水密性来防水是最直接、有效也是最经济的方法。3) 防水剂水泥砂浆防水法:为地下结构补助性的防水措施, 如结构体已发生渗漏, 应先止水。4) 减压排水系统:地下结构专有的防水系统有:a.双墙系统:在结构墙内侧30 cm～45 cm距离另筑一道墙, 内设集水沟, 收集渗水, 集中抽排, 其优点是经济、施工可靠度高。一般如认为其防水方法不可靠或无法施工时会考虑采用。b.降水系统:在结构体的底部及四周布设透水管, 将水抽出, 以降水的方式来截断水源, 虽然本法主要的目的是减少地下水的上浮力, 但附带的可达到防水的目的, 所以不失为一经济有效的方法。需慎重考虑排水管的长期可靠性、后续保养维护问题及长期抽水对周围结构物的影响。5) 结构体外灌浆:利用化学药剂或水泥等, 以高压或低压灌入挡土结构外侧止水, 是一般的防水工法无法办到的, 缺点是地下状况无法掌握, 常会无效及引起公害。一般仅用为辅助性的防水或修补。6) 内涂防水涂料:将防水材料以涂刷的方式, 在结构体上形成防水膜防水, 其优点是克服防水膜接合的弱点及防水砂浆易龟裂的弱点。缺点是挥发性气体在地下施工易发生中毒、爆炸危险, 另涂料对水气敏感, 湿度高的地方不适用。一般仅用于补助性防水。7) 采用预力混凝土结构:预力的防水功能主要是可防止混凝土龟裂发生, 并可承受较高的水压。因种种因素, 仅在隧道 (特别是海底、河底) 中采用, 一般地下结构仍很少采用。8) 多重防水:防水不外乎隔绝水源, 消除或抵抗水压, 减少渗径三种方法。但因材料、天然环境、人为的疏失等因素, 单纯的一种防水方法很难完全的消除渗漏, 而采用二重或多重的防水设计是目前的趋势。

3.2 防水材料

防水材料的正确运用是为了将施工程序简化, 使得成本降低, 使材料能发挥最大的功效。力求在工资渐高、劳动力却减少的施工环境下能创造出更高的利润, 让防水工程朝节约化、环保化、经济化的方向发展。防水工程所使用的防水材料应具有生产企业提供的产品合格证明文件和性能检测报告, 防水卷材产品必须具有生产许可证。各种材料的品种、规格、型号和性能等应符合产品标准和设计要求。对进场的防水材料应按《屋面工程质量验收规范》和《地下防水工程质量验收规范》规定抽样复验, 并提出检测报告;不合格的材料不得在工程中使用。

3.3 人员管理方面

鼓励防水工程施工单位实施防水工程质量保证期制度, 即在签订合同时作出质量承诺, 根据工程类别和防水等级与建设单位洽商, 规定无渗漏年限。保证期制度的实施宜与商业保险相结合, 由施工单位向保险公司投保。

加强设计与施工人员培训, 提高从业人员技术素质。通过培训, 使从事防水设计的人员掌握屋面工程与地下工程防水技术规范和各类防水材料产品标准, 针对产品性能与施工要求选用相应的防水材料;使从事防水施工的管理人员掌握各类防水材料的基本性能和施工技术, 操作人员正确理解和掌握防水材料施工的操作要领。

4 结语

防水方法与防水材料是多种多样的, 只要能够正确的使用, 加上合理规范的监管就能减少不必要的损失。特别是对一些公共工程的地下结构来说, 如地铁、地下商场、人防工程等, 良好的防水措施能保证地下结构的完整性、舒适性与实用性, 能够有效地减轻政府财政负担、降低社会不必要的成本浪费、掌握运营效率、吸引外资投入、增加经营空间、创造就业场所、提供娱乐空间等。可见, 良好的地下空间环境不仅能创造出良好的社会效益, 还能够创造出更多的经济效益。

参考文献

[1]芦春红, 李建田.地下室防水设计应用实例[J].山西建筑, 2008, 34 (12) :159-160.

[2]游宝坤, 侯维红, 凌良敏.关于地下室防水设计的讨论[J].中国建筑防水, 2006 (2) :35-37.

地下结构的主要设计规范 篇5

（1）《城市轨道交通工程项目建设标准》（建标104-2008）

（2）《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）

（3）《地铁设计规范》 GB50157-2003

（4）《混凝土结构设计规范》 GB50010-2010

（5）《混凝土结构耐久性设计规范》 GB/T 50476-2008

（6）《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》 CJJ49-92

（7）《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2001

（8）《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001（2006 版）

（9）《地下工程防水技术规范》 GB50108-2008

（10）《钢结构设计规范》 GB50017-2003

（11）《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2002

（12）《建筑桩基设计规范》JGJ94-2008

（13）《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97

（14）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99

（15）《岩土锚杆（索）技术规程》 CECS22:2005

（16）《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009

地下工程中岩土结构面的影响分析 篇6

【关键词】地下工程；岩土结构面；影响；分析

一、前言

土体与岩体工程相同的是，它们都存在各种类型的结构面，这些结构面具有不连续性的特征。经过相关研究者对这些结构面进行分析，其主要分为沉积结构面、火成结构面、变质结构面、构造结构面、次生结构面等。其中，沉积结构面、火成结构面因地势条件的不同，其规模也有很大的差异，而变质结构面、构造结构面以及此生结构面的规模一般比较小。这些结构面一般都会给地下工程的施工带来较大的影响。本文就此作简单分析。

二、岩土结构面对地下工程建设产生的影响

通过长期实践研究表明，工程在建设过程中，岩土出现变形破坏事故主要是由于受到结构面的影响而造成的，为了避免岩体出现变性破坏事故，我们必须要对结构面的分布情况、结构特征以及组合方式等进行全面分析，这样才能够保证其稳定性。地下工程的施工是一项复杂的系统工程，也是一项典型的岩土工程，在实际施工过程中，该工程必定会穿越许多结构面。因此，施工人员必须要对结构面的特征及影响因素进行全面分析，避免受到结构面的影响而导致地下工程出现安全事故。本文结合某工程案例，从地铁隧道工程的施工、基坑开挖工程的施工等方面对其进行分析。

三、结构面对隧道工程施工稳定性的影响

某隧道工程在实际施工过程中出现过29次塌方，其中有22次塌方都与结构面存在着密切的关系。由此看来，结构面对隧道工程的施工及稳定性产生巨大的影响。经过我们对岩体结构面分析发现，该隧道工程穿过了众多结构面，其中对于隧道工程施工稳定性影响最大的有：断层、土岩界面等。本文仅对断层进行分析。

断层是隧道工程建设中穿过频率最大的结构面，但是并不代表所有断层都会对隧道工程的稳定性造成较大的影响，而是只有规模较大的、生成时间短的、倾角大的断层，才会对隧道工程的稳定性造成影响。通过相关研究者采用优势指标，可以了解到不同断层对隧道工程稳定性产生影响的程度，这样也就有利于施工人员采取相应的处理方式，从而保证工程的稳定性。

在实际分析过程中，技术人员首先应对某一断层进行分析，明确其因子值与权重值，然后采用相应的计算公式来分析隧道工程稳定性影响程度的综合值。一般来说，综合值也就是各项优势指标的权重值与因子值的总和，可用以下计算公式表达：

上式中，Ri代表的是隧道工程穿过某一断层的综合值，W1~W7代表的是某断层各项优势指标的权重值，其主要包括（依次顺序）为：时间、规模、断层面的状态、断层面的渗水压力、断层面的倾角、断层面与隧道工程质检的距离、断层面的走向与隧道施工方向之间夹角的权重值，而I1i~I7i则代表的是上述各优势指标的因子值。以下对这些优势指标进行全面分析

1、时间优势指标

这里所指的时间也就是断层的生成时间或者最后一次活动的时间。为了更深度地了解，我们可以以优势面理论将断层分为以下三种类型：1）“老”断层，这一断层主要是在燕山期及以前生成的，并在近段事件内并没有出现较明显活动的断层；2）“新”断层，该断层主要生成与喜马拉雅时期，或者在这一时期出现过的活动较为明显；3）“活”断层，这是在全新世生成的断层，还有一些断层至今仍然出现较为明显的活动。在众多优势指标当中，时间优势指标对隧道工程的稳定性产生的影响最大，

2、断层规模优势指标

断层的长度、宽度以及落差是决定断层规模的重要因素。

3、断层面状态优势指标

经过我们对断层面进行分析发现，如果断层面带有的物质越厚、越软弱，那么断层的滑动性也就越大，这就说明工程在穿过断层面时易出现安全事故。如果在实际施工过程中，施工人员没有在其中填充其他物质时，那么施工人员应当对其分形维数进行分析，从而确定其对隧道工程造成的影响程度。

4、断层倾角优势指标

断层的倾角是影响岩移的范围的至关重要的影响因素，当倾角小于20°时，影响一般不显著，当大于20°时，由影响显著直至起控制作用。

5、断层破碎带中地下水渗水压力优势指标

地下水能软化岩石，并加剧风化，结构面中水压能降低其抗剪强度。

6、断层与隧道的距离优势指标

断层与隧道的距离越近，对隧道的影响越大。

7、断层走向与隧道方向的夹角优势指标

当断层的走向与隧道方向平行时(即它们间的夹角为0°时)，断层被扰动的程度最强烈，因而对隧道的影响最大;垂直时最小。

众多断层中综合值Ri越大者，表示该断层对隧道稳定的影响越大，反之，表示该断层对隧道稳定的影响越小。这样就可以根据各断层的综合值Ri大小，分别采取不同的工程措施。

某断层是一综合值R较大的断层，它位于隧道顶部，走向与隧道方向平行，倾角较陡而时间较老，它对隧道稳定的影响较大，可用注浆、打锚杆等对其进行支护，且锚杆的方向应尽量与断层面垂直。

这里还需指出断层的活化问题。对于那些正在活动的断层，它对隧道稳定的影响当然是很大的。而对于那些己经不活动了即处于稳定的断层，由于隧道施土对它的扰动，会使断层两盘失去原来的平衡而又开始错动即“断层活化”，从而影响隧道的稳定性。

四、结构面的其他影响

1、结构面与地下土程中的水害

研究表明，60%的矿井事故与地下水作用有关。据有关资料，国内外矿山开采中发生的突水事故中有90%与断层这种结构面有关。这些说明地下土程中地下水的突出事故与岩体结构。

2、结构面与地下工程中的瓦斯突出

有的隧道还会穿过煤系地层。相关研究者在解决煤矿瓦斯突出难题时提出构造控制瓦斯突出的預测分析理论，并将其运用在实际工程的研究当中。

3、结构面与隧道围岩岩体质

以上分析的是规模较大的结构面(即断层)对围岩稳定、地下工程中水害和瓦斯突出的影响。但岩体中更多存在的是规模小的结构面，如节理、片理、裂隙等。这些较小结构面的存在对隧道围岩岩体质量有重要影响。一般情况是，岩体中的结构面越多、越密，岩体质量越差。而岩体质量等级是指导采取何种隧道施工方法、支护方式的依据。

五、结论

综上所述，我们可以清楚的知道，在隧道工程施工过程中，并不是所有断层都会对其稳定性造成影响，而是以下规模较大的断层结构面会对工程的稳定性造成影响，因此在实际工作中，施工人员必须要对断层结构面进行全面分析，充分认识其对结构面造成的影响，然后采取有效的处理措施，以避免地下工程的顺利施工，避免安全事故与自然灾害的发生，从而保证地下工程的施工质量，提高其综合效益。

参考文献

[1]蒋建平,章杨松,高广运,罗国煜.土体中的第四纪断层结构面特征及其地震和岩土工程意义[J].西北地震学报,2002(03)

地下水结构 篇7

岩溶地下水系统中,各种岩溶形态的含水介质—洞穴、管道、裂隙等构成地下水贮存和运移空间,其内部结构复杂、分布极不均匀,导致岩溶地下水水动力特征与一般孔隙介质、裂隙介质的水动力特征存在较大差别[1]。通过一种或多种方法组合尽可能多的揭露埋藏于地下的含水介质几何特征、空间分布特征、水流特征等是水文地质工作者进行岩溶水文地质工作的重要目的[2~4]。

示踪试验是研究水文地质条件的重要手段之一[5]。目前,多用于求证投放点与接收点之间的连通关系[6~9],即是否连通,而深入分析连通介质特征的较少。本文对一组示踪试验的浓度值及曲线进行分析,深入研究水点之间的连通介质特征,其分析过程可供同类型水文地质问题参考。

1 水文地质问题

寨底地下河系统,位于桂林市东部灵川县境内,距离桂林市31km,汇水面积33km2。含水岩组为泥盆系中、上统(D2~3)和石炭系下统(C1)灰岩、白云质灰岩,其间岩溶发育,分布多条地下河子系统。

寨低地下河系统为一个在建岩溶水系统野外试验基地,开展了多项地质、水文地质调查研究及勘探工作,其中包括示踪试验、物探、钻探等。

本文相关的示踪试验区域位于寨底地下河系统北部(图1),该区域为漓江、湘江两个水系的地下水分水岭地带,地层为泥盆系上统东村组(D3d)灰岩,发育有G01、G04、G16等地下水排泄点,其中G01、G04排出的地下水向北朝湘江径流排泄,属湘江水系;G16排出的大部分地下水经地表溪沟汇入G20溶潭内,与G20溶潭的溢流一起朝南向漓江径流排泄,属漓江水系,另外,G16出口处部分地下水潜入地下再次形成地下径流。其间发育消水洞G06,该水点归属于那个水系及连通介质特征是确定寨底地下河系统边界和岩溶发育特征的重要内容之一。

1第四系平原谷地区2东村组岩溶峰丛洼地区3泉,分子:流量(L/s),分母:高程(m)4地下河进、出口,分子:流量(L/s),分母:高程(m)5溶潭分子:水位(m),分母:高程(m)6钻孔,分子:水位(m),分母:孔深(m)7地下水分水岭及流向

2 示踪试验

2008年9月23日10时,在消水洞G06投放8.0 kg钼酸铵:(NH4)6Mo7O24·4H2O;根据分子式中7个Mo占整个分子量的54.34%、产品纯度98.0%进行简单计算,实际投放的Mo离子数量为4.26 kg。

2008年9月23日开始取样监测,至2008年10月15日结束,合计监测23d;每天取样6次,时间间隔4h,分别为0、4、8、12、16、20时。

示踪接收点4个:G01、G04、G16、G20,流量12.30~32.30L/s。此前取样检测背景值如表1。Mo6+最大含量1.30μg/L,最小1.15μg/L;平均值1.23μg/L。

示踪试验采用JP-2型极谱仪测定水样中钼离子浓度并与背景值比较来判定投放点与监测点的连通性。在G16、G20监测到人工投放的钼离子浓度历时曲线如图2所示。从图2可见:

(1)G16曲线呈单峰状;25日4时收到首次浓度187.0μg/L,26日16时达最大峰值909.7μg/L;期间曲线有3段异常段。

(2)G20曲线呈双峰状;25日16时至30日16时段为第一峰,主要由G16排泄的地下水通过溪沟汇入溶潭形成,反映的是地表水径流特征。30日20时以后进入第二波峰,10月1日20时达峰值浓度154.40μg/L,该波峰由G16出口段潜入地下的高钼离子浓度水流再次通过G20点排泄出地表所形成,反映该段地下径流特征。

连通结果表明,G06点地下水属于漓江水系,G06与湘江水系水点G01、G04间存在分水岭(图1)。

3 连通介质结构分析

(1)利用流速分析介质结构

监测点G16:26日16时主峰历时84h。投放点G06至G16距离785 m,计算得出主峰平均径流速度为9.11m/h。

溶潭G20:第一峰反映的是地表溪沟径流特征,不进行讨论。第二峰反映G16到G20段地下水径流特征;G16至G20溶潭距离为360m,以26日16时G16峰值与10月1日20时第二峰值148.40μg/L对应计算,历时124 h,对应的地下水平均径流速度为2.90m/h。

计算结果表明,G06~G16上游段与G16~G20下游段的地下水平均径流速度有较大差异,前者等于后者3.14倍,其主要原因由该两段含水介质的差异所形成。

G06~G16上游段,G06入口段、G16出口段在枯水季节分别可进入185、120m,含水介质明显为大型管道洞穴(地下河);结合水力坡度对比,尽管G16~G20下游段处于平原谷地区域,但水力坡度大于G06~G16上游段(表2),而径流速度比上游段小6.21m/h,反映其岩溶含水介质发育连通程度差,这种情形则多以裂隙介质为主。

(2)利用局部监测曲线分析介质结构特征

根据下面分析,G06~G16上游段中可能有一条支道、并有1个以上溶潭发育。

(1)G16曲线的前峰值出现后,钼离子浓度没有增加反而逐步降低,至25日12时降为167.0μg/L,但25日16时浓度急剧增加到441.0μg/L,说明运载前峰浓度的水流为主水流分离出来的小部分经过另一条支道,先于主水流到达地下河出口。

(2)在浓度的上升段,25日20时,26日0时、4时,3次检测钼离子浓度分别为545.6~565.8μg/L,在浓度的衰减段28日8时~20时4次水样浓度为555.30~532.60μg/L,在这两段时间内,浓度值相对比较平稳,与其前后浓度差异大,推测该两处曲线反映有溶潭发育;一般而言,高浓度钼离子水流进入溶潭后,对浓度有一定的均匀和延滞作用;该两段平缓曲线分别位于波峰的上升段、衰减段,有可能是一个溶潭在上升段、衰减段的不同表现,也不排除为两个独立溶潭表现出的特征。

(3)溶潭与支道空间关系,客观上有多种组合,如:支道与主通道的分叉口、合并口同在溶潭的上游(图3上)或下游(图3中)、或分别在溶潭的上游、下游(图3下)。结合监测曲线,与图3下的管道结构形态较为符合,G06投放点的高浓度水流在分叉口分为两部分,一小股通过支道、大股水流通过主通道及溶潭,其中通过支道的高浓度水流早通过合并口、并到达出口G16。

(3)利用主峰浓度分析径流集中度

水流进入地下含水空间后,受岩溶含水介质不均质、空间大小及结构、导水能力等影响,分为多股通过不同路径在不同时刻到达排泄口。目前,未见有描述水流在径流过程中的分散或集中程度的参数。下面利用示踪试验的最大相对浓度系数μ来探讨水流在图3介质结构条件下的集中径流程度问题。

其中,m、m':分别表示投放点的投放量、径流过程中所投放的离子被吸附、沉定等物理化学作用所消耗掉的数量(kg);cm ax、c0:分别表示监测点实测最大浓度、监测平均背景值(μg/L)。

因此,公式(1)的物理意义为最大相对浓度系数μ等于有效最大浓度与有效投放量之比(μg/L·kg),其理论意义反映,在相同条件下,不管投放量多少,其相对浓度系数μ应该是一个常数。离子在含水介质中的所消耗掉的数量m'受母岩、介质空间(含淤积物、水中植物)、径流距离等众多因素影响,没有计算公式和经验值可参考,实际计算采用下式:

把m、c0值4.26kg、1.23μg/L,以及G16、G20最大峰值cmax:909.70ug/L、154.40ug/L分别利用公式(2)计算得出,G06~G16段对应G016主峰的μ值等于200.9,G16~G20段对应G020的第二峰(地下水)的μ值等于48.8;前者μ值为后者的4.12倍,说明G06~G16段集中径流度较高,而G16~G20段集中径流度比较低;通常,地下水在地下河管道比在裂隙介质中更为集中径流。这里,G16~G20段有一股地表水流为已知,当这股水流不以地表径流形式出现,而以地下潜流在某个未知水点(如河底泉等)排泄时,则可通过相对浓度系数μ来分析径流集中程度及其连通介质结构。

4 总结及讨论

地下水示踪试验不仅能查证水点之间的连通性,同时,其数据隐含有重要信息,是研究水点之间连通介质结构和建立描述地下水流相关参数的重要依据。

通过示踪剂回收量计算也是示踪试验分析最常用方法,但不能反映通道中间的细节,本文重点在于研究投放点—接收点之间的介质特征,因此,对示踪剂回收量分析方法没有展开分析。

通过连通数据分析推测得到连通介质结构特征,其中可得到径流时间、速度两个参数,利用这两个参数在空间上仍不能确定支道、溶潭在整个管道的大体部位,如前段、后段等;当然,它可以对深入开展岩溶水文地质调查、物探、钻探等从另一个侧面提供一定的依据。

摘要：对寨底地下河系统北部区域进行示踪试验,确认了北部区域的地下水分水岭边界。进一步对示踪试验数据进行详细分析,推测得到从投放点G06到排泄点G16、G20之间的地下水连通介质结构,其中G06～G16段以管道介质为主并发育一条支道和一个以上溶潭,G16～G20段含水介质则以裂隙为主。最后依据投放量、最大检测浓度等建立相对浓度系数概念,并用于分析比较G06至G16、G16至G20两段不同含水介质条件下的地下水流的径流集中程度。

关键词：岩溶地下河,示踪试验,介质结构,径流集中度

参考文献

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地下结构横向抗震设计方法 篇8

20世纪50年代以前，国内外地下结构的抗震设计是以日本学者大森房吉提出的静力理论为基础计算地下结构的地震作用力。60年代初，前苏联学者将弹性力学理论应用于地下结构，经过半个世纪的发展，直至21世纪初，刘晶波等在总结地上抗震设计方法和地下结构抗震设计方法的基础上，提出了反应加速度法和地下结构Pushover分析方法，并对方法的精度进行了论证。此后众多学者又进行了详细研究，地下结构抗震理论终于逐步详实起来。

2. 地下结构横截面抗震设计分析方法

2.1 地震系数法

地震系数法是以1899年日本学者大森房吉提出的静力理论为基础发展而来的，是一种从地面结构抗震设计方法类比而来的地下结构抗震设计方法。采用该方法对地下结构进行横截面抗震分析时，需要考虑地震作用下结构所受的两部分附加作用，如图1所示： (1) 结构所受的地震荷载(等效静荷载)，包括结构、上方土体的惯性力(F1、F2)和隧道一侧土体的主动侧压力增量(Δe); (2) 结构另一侧土体提供的抵抗地震荷载的抵抗力(P)。

当地下结构刚度大、变形小，重量比周围土层大很多时，结构的惯性力起到支配作用，可近似采用地震系数法进行计算。

2.2 自由场变形法

Wang JN建议在计算地下结构地震内力时，将结构底部简支，地震荷载采用在结构顶部施加水平集中力(P)或在结构侧墙施加水平倒三角形分布力(q)，逐步加载，使结构发生的变形达到自由场变形法计算得到的侧墙最大变形(Δ)，如图2所示，此时结构的反应作为地下结构地震反应。

美国20世纪60年代末修建旧金山海湾区快速运输系统时所采用的地下结构抗震设计准则——BART法即属于自由场变形法，另外80年代洛杉矶地下铁道设计时采用的SCETD法也属于该方法。

2.3 土-结构相互作用系数法

土-结构相互作用系数法又称柔度系数法，该方法是根据地震波动场分析的基本思想以及地下结构地震时变形与周围岩土介质地震变形几乎完全相似的地震观测结果建立起来的。

土-结构相互作用系数法的原理可以表示为：

式中：Δstructure为地震作用下结构变形;Δfreefield为地震作用下自由场变形;β为土-结构相互作用系数，可通过结构-土柔度比F计算。

结构-土柔度比F为结构与相同外形尺寸的等代土单元在等效荷载作用下的变形比，如图3所示。

式中：ΔS为结构在一定荷载作用下的变形;ΔM为与结构外形尺寸相同的等代土单元在等效荷载作用下的变形;Gf为地基土的剪切模量;Sl为结构的单位剪切刚度;W为结构宽度;H为结构高度。

2.4 反应位移法

20世纪70年代，日本学者从地震观测入手，提出了地下线状结构抗震设计的反应位移法。该方法认为地下结构在地震时的反应主要取决于周围土层的变形。将土层在地震时产生的变形通过地基弹簧以静荷载的形式作用在结构上，以此计算结构反应。其中，地基弹簧是为了考虑结构刚度与土层刚度的不同，定量表示两者相互作用时引入的单元。

采用反应位移法进行地下结构横截面的抗震计算时，需考虑土层相对位移、结构惯性力和结构周围剪力3种地震作用。

作用在结构上的土层位移通过弹簧单元施加。首先计算沿结构深度方向产生的土层位移(相对位移)，然后在地基弹簧远离结构的端部施加强制位移(相对位移)作为地震荷载，也可以转换为直接施加在结构上的等效荷载。

式中：p (Z)为直接施加在结构上的等效荷载;k为地基弹簧刚度;u (Z)、u (ZB)分别为距地表面深度Z处和地下结构底板ZB处的土层位移。

该方法考虑到了地下结构反应的特点，能够较为真实地反映结构的受力特征，是一种有效的设计方法，在众多的设计规范中得到了应用。

2.5 反应加速度法

反应加速度法通过对各土层和地下结构施加其所在位置的水平有效反应加速度，实现在整个计算模型中施加水平有效惯性体积力，以此来模拟土-结构体系的动力相互作用。

水平有效反应加速度的分布和大小可以通过自由场一维土层地震反应分析方法获得。通过土层对应于地下结构顶、底板位置处发生最大相对变形时刻或地面与基岩处发生最大相对变形时刻的土层剪应力分布计算有效反应加速度，如图4所示。此时，第i层土单元的运动方程为：

式中：τi-1、τi分别为地下结构发生最大变形或地面与基岩发生最大相对变形时第i层土单元顶部与底部的剪应力，当i=1时，τ0=0;m为土单元质量;c为阻尼比;ū、u分别为土单元加速度和速度。

·为了反映惯性力和阻尼力的共同作用，采用土单元的变形来计算有效反应加速度，通过公式(4)中的应力项计算有效反应加速度：

式中：ai为第i层土单元水平有效反应加速度;ρi为第i层土单元的密度;hi为第i层土单元的厚度。

该方法概念清晰，可以反映土-结构间的相互作用，又无须计算相互作用系数，同时可以考虑复杂断面结构形式、复杂地质条件的影响，可以应用于地铁等地下结构的抗震分析与设计中。

3. 简化条件及误差分析

由于各简化方法中都采用一定的假设条件，无法全面考虑介质中各种非线性、复杂的结构几何形状以及边界条件等因素的影响，因此计算精度受到影响。以下根据各方法采用的假设和简化条件，分析误差来源。这几种方法分别是：(1)地震系数法;(2)自由场变形法;(3)土-结构相互作用系数法;(4)反应位移法;(5)反应加速度法;(6)地下结构Pushover分析方法。

4. 结语

(1)地震系数法忽略了土层刚度对结构变形的控制，且惯性加速度的取值过于粗糙，会引起较大计算误差;该方法仅在结构刚度与土层刚度符合某种关系时才能得到较高精度的计算结果。

地下车库建筑结构设计 篇9

随着国内经济的快速发展, 人们的生活水平不断得到提高, 许许多多的家庭都购买了汽车, 汽车停放就成了一个严重的社会问题。进行地下车库的建设成为解决这个社会问题的最佳选择。在进行地下车库的建设时不仅要满足人们的停车需求还应满足地面建筑的安全需求。

一、结构形式的选择

一般独立地下车库有两种结构形式:梁板结构和板柱结构 (无梁楼盖) 。比较常选用的结构形式是梁板结构, 此时顶板可以做的较薄, 当然需满足构造和强度、裂缝、挠度的计算要求。而底板可采用梁板式或反柱帽形式, 要视实际情况来确定。在这里, 需注意一点, 当地下车库需埋至较深及上部覆土荷载较大时使用无梁楼盖形式不一定合理, 因为此时考虑到顶板冲切, 顶板可能需做的较厚, 另外根据冲切线柱帽也需做的较大, 这时混凝土和钢筋用量就不一定比采用梁板结构形式时用的省。所以需综合考虑各方面因素选用安全经济合理的结构形式。这里我分别简单谈谈这两种结构型式的地下车库的结构设计基本要点:

(1) 梁板式车库。为增加地下车库的净高, 以减小埋深, 可设计成宽度较大的扁梁, 但应满足挠度限值;另外为满足梁的刚度和承载力的要求, 满足建筑空间布局, 如通讯、机电、通风等专业的管线需要, 还可将框架梁设计成加腋的形式, 这时一般需同设备各工种特别是通风专业进行协商, 使其管道尽量在梁中部截面高度较小处通过, 以充分利用空间, 做到经济合理。

(2) 无梁楼盖车库。无梁楼盖的柱网通常布置成正方形或矩形, 以正方形最经济, 地下车库周边可支撑在钢筋混凝土墙上。无梁楼盖每个方向不宜少于三跨, 以保证有足够的侧向刚度。在竖向荷载作用下, 无梁楼盖以纵横两个方向划分为柱上板带及跨中板带进行计算。无梁楼盖的计算一般有经验系数和等代框架梁两种计算方法, 一般采用等代框架法计算顶板内力, 再分配给柱上板带和跨中板带, 再按照强度和变形计算配筋, 在这里需要说明一下, 一般按经验系数法计算出的结果较等代框架梁法要大一些, 在设计时我们可根据实际情况选用计算方法。

二、地下停车库的结构设计

(1) 柱网布置。住宅小区停车库的柱网布置应以停车位和车道的特点为设计依据, 同时应兼顾以下几点:一是保证足够的行车、停车空间, 避免车辆碰撞损坏:二是具备一定的使用灵活性;三是保证结构的合理性和经济性;四是减少不可利用的面积;五是尽可能统一柱网尺寸。太小的柱网尺寸不便于行车与停放, 太大的柱网尺寸虽然有利于使用, 但增大柱网, 使得屋盖结构厚度增大, 造价升高, 合理的柱网尺寸宜在6×8 m (柱间停两辆车) 或8×8 m (柱间停三辆车) 。

(2) 主体建筑与地下停车库之间的连接方式。为了有较好的生活环境, 建筑物之间地面上为庭院绿化, 地下为停车库。楼房位置与地下停车库位置总平面有多种类型, 地下停车库与主楼之间是否设永久缝分开, 应根据具体情况来确定。如果解决好上部楼房与地下停车库之间的差异沉降及超长问题, 采用不设永久缝是可行的, 否则应采用永久缝分开。地下停车库的基础由于埋深较大, 基底压力常小于土的原土压力, 当与楼房连成整体或紧靠一起不设沉降缝时, 车库与楼房之间地基的基底差异沉降是显而易见的。差异沉降处理的措施有以下几种:

1) 主楼采用桩基或复合地基, 控制绝对沉降, 地下车库采用天然独立柱基防水板。

2) 主楼采用桩基, 地下车库也采用桩基独立柱基防水板, 由桩的承载力调整相互之间的沉降量。

3) 主楼与地下停车库均采用筏板基础, 相互间的差异沉降在规范允许范围内, 或通过计算考虑对有关构件的内力和配筋进行调整。

4) 当主楼与地下停车库连为整体, 形成超长结构时, 结构设计和施工过程中必须采取有效措施, 减少或避免结构裂缝。

5) 当地下停车库紧靠主楼地下室而设双墙有永久缝分开时, 缝隙宽度应考虑施工拆摸板、防水层操作等需要。为保证楼房地下室有侧向约束。在缝隙内采用粗砂填实。

三、地下车库外墙结构设计

地下车库的外墙是结构设计的重点, 应按水、土压力验算外墙抗裂。在设计时应注意以下要求:

(1) 荷载。地下车库外墙所承受的荷载分为水平荷载和竖向荷载。竖向荷载包括上部及地下车库结构的楼盖传重和自重, 水平荷载包括地面活载、侧向土压力和人防等效静荷载。风荷载或水平地震作用对地下车库外墙平面内产生的内力较小。在实际工程设计中, 竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用, 墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定, 而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用。仅按墙板弯曲计算弯曲的配筋。

(2) 静止土压力系数。静止土压力宜由试验确定。当不具备试验条件时, 砂土可取0.34~0.45, 黏性土可取0.5~0.7。

(3) 地下车库外墙的配筋计算。实际设计时, 在外墙的配筋计算中, 对于带扶壁柱的外墙, 不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算, 而是均按双向板计算配筋:扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋, 不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理, 这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。因此, 在计算地下车库外墙的配筋时, 对于垂直于外墙方向、有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大的外墙板块, 如高层建筑外框架柱之间, 按双向板计算配筋为宜, 其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋。

(4) 地下车库底板标高的设计。地下车库底板标高变化处仅设1根梁, 梁宽甚至小于底板的厚度, 梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置 (如楼梯间) 外墙顶部无楼板支撑, 计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠地下车库外墙时, 车道底板位于外墙的中部, 应注意车道底板作用于外墙的水平集中力, 该荷载常被忽略。

四、结语

通过以上的分析、探究, 我们可以对地下车库的建筑结构设计进行了全方位的了解, 这样便于我们在以后的建筑设计时, 根据实际的需求进行地下车库的建筑结构设计, 提高人们的生活质量。

参考文献

[1]张亮彬.机械车位地下车库的结构设计概述[J].山西建筑, 2011 (34) .

[2]石勤学.论地下车库结构设计中的成本节约[J].企业科技与发展, 2013 (12) .

地下车库结构方案选型分析 篇10

关键词：地下车库,无梁楼盖,经济指标

1 概述

随着中国经济的快速发展, 人民生活水平不断提高, 汽车的保有量也越来越多。伴随而来的是地下车库的建设数量和规模也越来越大。一个常规的住宅区地下车库的造价约占整个项目造价的10%~20%, 所以地下车库结构方案的选择直接影响项目建设成本。本文针对上海浦东某小区地下车库结构方案选取进行一些探讨。

本案例总建筑面积约120 000 m2, 包含地下汽车库及多栋高层住宅。地下汽车库建筑面积约为19 750 m2, 与主楼完全脱开, 主要使用功能为汽车库及设备用房。地库顶板覆土厚度1.5 m, 地面绝对正负零对应绝对标高为4.5 m。结构设计使用年限50年, 抗震设防烈度为7度 (0.10g) , 设计地震分组为第一组;地库抗震等级为三级。场地类别为Ⅳ类, 场地设计特征周期0.9 s。地下室抗浮设计水位为室外地面下0.5 m。

2 地下车库的层高

地下车库层高是影响土建造价的一个重要因素。因为地库层高直接影响到土方开挖、降水、支护、抗拔桩布置数量等相关内容。层高加大, 则土方开挖量增大, 降水要求提高, 支护难度加大, 抗拔桩数量增加, 所以地下车库的层高越低越好。地下车库层高需要建筑专业、设备专业和结构专业紧密配合。普通地下车库在设备管道没有特殊要求的情况下, 结构构件下控制在2.8 m高度 (各设备专业走管高度控制在600 mm, 建筑净高2.2 m) 。结构则应比选不同方案以减小地库梁高及底板厚度, 并与建筑沟通减小地库底板面层厚度, 从而减小地库的开挖深度。本项目地库中间范围景观需抬高, 此范围地库相应也抬高1 000 mm, 如图1所示。抬高后, 此区域土方开挖量就减少了4 700 m3, 按每立方米土开挖及运输费用30元计算, 仅此一项就节省14.1万元。

3 柱网及楼盖结构方案比选

本项目对地下车库两种典型柱网:8.1 m×8.1 m和5.4 m×5.4 m进行比较。8.1 m×8.1 m柱网柱间设三车位, 柱网大, 地库空间开阔;5.4 m×5.4 m柱网柱间设两车位, 车道位置采用6.1 m×5.4 m, 柱网小, 地库空间紧凑, 如图2, 图3所示。

现就两种柱网经济性进行比较。屋盖统一按单向次梁布置形式。顶板厚度统一250 mm, 顶板覆土1 500 mm, 顶板活荷载5.0 k N/m2。经济指标比较结果详见表1。

由表1分析可知方案二较方案一仅钢筋混凝土造价节省约24%。小柱网布置形式经济性明显好于大柱网, 而且小柱网构件截面小, 地库层高更低。故故在在建建设设单单位位对对地地库库空空间间没没有有较较高高要要求求的情况下建议地库采用小柱网方案进行设计更为经济。

4 梁板体系方案比选

现对5.4 m×5.4 m柱网情况下, 对楼盖结构方案进一步进行分析。通常情况屋盖体系有以下几种形式:主梁体系、单向次梁体系、十字梁体系、无梁楼盖体系, 如图4所示。

各种方案经济指标比较结果如表2所示。

方案一~方案三地下车库层高3 500 mm (梁高600 mm~700 mm, 建筑净高2 200 mm, 设备高度600 mm) ;方案四层高3 200 (顶板300 mm~400 mm, 建筑净高2 200 mm, 设备高度600 mm) 。考虑土方开挖、支护、降水等因素, 地库开挖深度每降低100 mm高度考虑节省造价40元/m2进行估算。折算后方案四造价252元/m2, 此外相对其他几种楼盖形式, 无梁楼盖相对平整, 节省模板, 也更方便施工。综上所述在四个方案中方案四最为经济。故本工程采用无梁楼盖结构形式。

5 基础结构方案比选

1) 筏板选型。关于地下车库基础选型, 工程中主要有梁板式筏形基础、平板式筏板加柱墩基础、独立基础加防水板基础三种形式。但梁板式筏基施工复杂、周期长;而3层土承载力不高, 独基加防水板基础形式独基会较大, 且未充分发挥防水板的抗弯性能, 所以此种形式也并不经济。最终本工程选用平板式筏板加柱墩基础形式。根据地勘资料, 本工程采用3层土作为持力层, 修正后地基承载力达到82 k Pa。经计算, 不考虑有利水头, 地库基底板平均反力在50 k Pa左右, 满足设计要求。地下车库底板及柱墩截面尺寸经济指标比较结果如表3所示。

由表3计算可知, 筏板采用方案2:300厚筏板+600厚柱墩形式最为经济。

2) 桩选型。本文分别对300 mm×300 mm, 250 mm×250 mm混凝土实心方桩以及PHC400 (80) 预制空心方桩进行比较 (见表4) 。工程计算采用盈建科建筑设计软件1.6版。软件抗浮工况时按实际情况计算桩身刚度, 实现模型计算时抗浮工况桩仅提供抗拔力;承压时桩身刚度设为0, 桩不提供竖向承载力, 从而实现承压工况完全由土来承担。

由表4计算可知, 250×250方桩有较好的经济性, 故本工程选用250 mm×250 mm预制实心方桩。

本工程基础抗浮设计对5.4×5.4标准柱网, 采用抗拔桩按每柱网一桩, 柱下布置, 此种形式受力更为明确。对于10.8 m×10.8 m柱网的下沉庭院, 采用板下均匀布桩, 可以有效减小筏板配筋, 提高经济性。

6结语

结构设计应该在方案设计阶段就介入, 配合建筑对柱网、层高等内容给出及时合理的意见和建议, 在后期施工图设计, 对各种结构方案充分对比分析后, 才能选择出合理经济的方案, 从而保障项目的经济性。本文通过对地下停车库层高、柱网、楼盖体系、筏板以及桩进行详细比选, 提出了优化意见, 最终确定了地下车库的结构方案, 同时也为类似工程的设计提供了理论和实践经验。

参考文献

[1]DGJ#space2;#08—11—2010, 地基基础设计规范[S].

[2]GB#space2;#50009—2012, 建筑结构荷载规范[S].