[疑难诊断]贾海峰老师能否帮个忙解答一下建筑地基基础设计规范抗浮验算中的疑问 [复制链接]

但是2012案例上午11题。
某地下箱型构筑物，基础长50m,宽40m，顶面高程-3m，底面高程为-11m,构筑物自重（含上覆土重）总计1.2×10⁵ KN，其下设置100根φ600抗浮灌注桩，桩轴向配筋抗拉强度设计值为300N/MM2，抗浮设防水位为-2m,假设不考虑构筑物与土的侧摩阻力，按《建筑桩基技术规范》JGJ-2008计算，桩顶截面配筋率至少是下列哪一个选项（分项系数取1.35，不考虑裂缝验算，抗浮稳定安全系数取1.0）

官方答案(武威、王平主编试题解答)
根据题目条件计算构筑物在抗浮设防水位情况下所受浮力
浮力=50×40×（11-3）×10=1.6×10⁵ KN（自己感觉没计算水位高于地下室1米覆土层的浮力）（条文说明里基础的浮力作用采用阿基米德原理计算，如果采用阿基米德原理，浮力等于建筑物排出水的体积乘以10）。
如果按（按课本，基础工程（华南理工大学、浙江大学、湖南大学编）
浮力=50×40×（11-2）×10=180000 KN（抗浮设防水位为-2m）
构筑物自重（含上覆土重）总计1.2×10⁵ KN
计算构筑物在荷载效应基本作何下基桩所受的轴向拉力设计值
N=（1.35×（1.6×10⁵-1.2×10⁵））/100=540 KN
是否专家解答有误


工地遇到这样一个问题，抗浮设计水位与地面齐平，覆土为1米，覆土重度18KN/M3。地下室外围尺寸为51.5×14.2×3.7=2705.81（ M³）。地下室空间体积为（51.5-0.6）×（14.2-0.6）×（3.7-0.5）=2215.168（ M³）。地下室混凝土体积为2705.81-2215.168=490.642（ M³），钢筋混凝土重度为25 KN/M3。
一种算法（按课本，基础工程（华南理工大学、浙江大学、湖南大学编）p112页
K= Gk/ Nwk≥1.05
GK=地下室及已建上部结构自重。
Fk –地下水对地下室的浮托力，Fk=γ_wh_w A
γ_w–水的重度
h_w–地下水至底板面的距离。地下水取施工期间可能出现的最高水位。
A–地下室的水平投影面积
Fk =γ_wh_w A =51.5×14.2×（3.7+1）×10=34371.1KN
GK=（51.5×14.2×3.7-（51.5-0.6）×（14.2-0.6）×（3.7-0.5））×25+51.5×14.2×1×18=25429.45KN（计算地下室的自重不考虑地下水、覆土自重时，也不考虑地下水）
K= Gk/ Nwk=25429.45/34371.1=0.7398<1.05,不满足要求需要采用抗拔桩.
我认为（按课本，基础工程（华南理工大学、浙江大学、湖南大学编）计算正确

地基基础设计规范5.4.3条。
Gk/ Nwk≥Kw
Nwk-浮力作用值（KN）
GK=建筑物自重及压重之和KN。
（条文说明里基础的浮力作用采用阿基米德原理计算）
一种算法（按规范的算法）（三种理解）。
Nwk =51.5×14.2×3.7×10=27058.1KN（条文说明里基础的浮力作用采用阿基米德原理计算，浮力等于建筑物排出水的体积乘以10），（自己感觉没计算覆土层的浮力）
GK=（51.5×14.2×3.7-（51.5-0.6）×（14.2-0.6）×（3.7-0.5））×（25-10）+51.5×14.2×1×（18-10）=13210.03KN（计算地下室的自重和覆土自重时，考虑地下水）
GK/ Nwk =13210.03/27058.1=0.488<1.05,不满足要求需要采用抗拔桩。
还有一种理解（地下室的浮力计算过了，考虑覆土的浮力）
Nwk =51.5×14.2×(3.7+1)×10=34371.1KN，（包括地下室和覆土层的浮力）
GK=（51.5×14.2×3.7-（51.5-0.6）×（14.2-0.6）×（3.7-0.5））×（25-10）+51.5×14.2×1×（18-10）=13210.03KN（计算地下室的自重考虑地下水、覆土自重时，考虑地下水）
GK/ Nwk =13210.03/34371.1=0.38<1.05,不满足要求需要采用抗拔桩。
三种理解
Nwk =51.5×14.2×(3.7+1)×10=34371.1KN，（包括地下室和覆土层的浮力）
GK=（51.5×14.2×3.7-（51.5-0.6）×（14.2-0.6）×（3.7-0.5））×25+51.5×14.2×1×18=25429.45KN（计算地下室的自重不考虑地下水、覆土自重时，也不考虑地下水）
K= Gk/ Nwk=25429.45/34371.1=0.7398<1.05,不满足要求需要采用抗拔桩.
和课本计算的结果一样
我认为第三种理解正确

论坛上还有人持这样的意见，说高于地下室的水对地下室上的覆土有浮力作用，对地下室没有浮力作用，同时高于地下室的水对地下室也有压力作用，所以上覆土应取饱和重度没有饱和重度取天然重度。

GK=（51.5×14.2×3.7-（51.5-0.6）×（14.2-0.6）×（3.7-0.5））×25+51.5×14.2×1×18=25429.45KN（计算地下室的自重不考虑地下水、覆土自重时，也不考虑地下水）


Nwk =51.5×14.2×3.7×10=27058.1KN（条文说明里基础的浮力作用采用阿基米德原理计算，浮力等于建筑物排出水的体积乘以10），（高于地下室的水对地下室上面的覆土有浮力作用，对地下室没有浮力作用，同时高于地下室的水对地下室也有压力作用，浮力即采用建筑物排出水的体积乘以10）
那基础工程
（按课本，基础工程（华南理工大学、浙江大学、湖南大学编）p112页
K= Gk/ Nwk≥1.05
GK=地下室及已建上部结构自重。
Fk –地下水对地下室的浮托力，Fk=γ_wh_w A
γ_w–水的重度
h_w–地下水至底板面的距离。地下水取施工期间可能出现的最高水位。
A–地下室的水平投影面积
课本是不是有误

楼主问的太详细，字太多，我没看完。
如果是为了考试，就按武威出版的2012年真题解析来解答。只要这样解答才会有正确答案，才会得分。

楼主问的太详细，字太多，我也没看完。

我看完了，坐等大侠回复~~

一直也没搞明白，做工程都是按照第三种理解的，但看到真题解答又困惑了。等牛人解答~~

工程设计中肯定按第三种。个人一直怀疑真题有误。真题解答适合于构造物上无覆土情况。但本题中覆土高度不明确，无法扣除土重。

我一直不明白（51.5-0.6）×（14.2-0.6）×（3.7-0.5）这个是什么意思，是内空尺寸，还是什么，抗浮计算只与排水体积有关，和地下室自重有关，和内空尺寸无任何关系。只要你排水体积和自重一定，你里面内空再大再小都是一样的

看了你就这一个问题发的两个贴，抛开你表达的内空尺寸，纠结的就是顶板覆土在水位线上下的重度问题。

借你这个问题，我也思考了一下，主要问题一个是采用排水法（阿基米德）时，顶板水位以下覆土应为浮重度，因为此时的顶板水压力已在总浮力里面扣掉了；当直接用水头高计算时，要把这个水压力加上，此时1m高的水压力+1m高土的浮重度，就=土的天然重度或者饱和重度了。

  
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  1． 这个项目是计算地下室的抗浮稳定性，因此浮力是水对地下室的浮力，地下室的外包体积是2705.81m3, 浮力是27058.1kN，地下室的自重为混凝土 的体积乘混凝土重度，重力为409.642×25=10241.25kN。
2． 抗浮稳定安全系数k=10241.25/27058.1=0.378
3． 考虑上覆1m土的作用，如果在水下，用浮重度计算土作用在地下室顶面重力等于地下室面积乘土的浮重度，731×8=5850kN
4． 抗浮稳定安全系数k=10241.25+5850/27058.1=0.594
5． 你们的这两种计算方法都不对，是抗浮验算的对象不明确，对象是地下室，不能和覆土一起计算了。覆土是对地下室抗浮有利的压重作用，但不是验算主体，覆土的压重在水下的用浮重度计算，水上的用天然重度计算。

专家给的答案

专家给的答案我在另一帖里面看到了，我是想问你（51.5-0.6）×（14.2-0.6）×（3.7-0.5）这个是什么意思。

另外，你到目前为止是怎么考虑的这个问题

GK=（51.5×14.2×3.7-（51.5-0.6）×（14.2-0.6）×（3.7-0.5））×25+51.5×14.2×1×18=25429.45KN（计算地下室的自重不考虑地下水、覆土自重时，也不考虑地下水）。墙厚0.3，地板0.25厚，两面墙0.6，上下地板厚0.5。算的是混凝土的自重