靜水壓力釋放帶

靜水壓力水釋放帶工法系利用基礎下低透水地層(土層或岩層)的透水特性,在上部結構柱位中間或基板邊緣所對應的基礎底部,經數值分析與模擬設計後,以條狀鋪設方式建造一層可在結構物使用年限內具永久性功能的棋盤狀透水網路,藉以控制基板下方過大的地下水浮力,減少傳統抗拔樁使用數量,免除基板上浮危害,提升結構物安全性,同時兼具降低基板施工縫及結構裂縫滲水的功能。

基本原理,使用時機,適用條件,關鍵技術,工法的比較,工法特色與價值,

基本原理

靜水壓力釋放帶所匯集的自然溢流地下水,經由集水管網系統及氣密式出水系統排放至結構物原先設計的集水坑或箱型基礎水箱中,無需改變結構物的原有建築設計。出水系統可配合結構設計需求適當調控,保留部份基底水浮力。
靜水壓力釋放帶靜水壓力釋放帶

使用時機

1 .地下水位高、開挖深度較深、柱間跨距大,可能造成基板中央上浮變形、龜裂的情況。
2. 高低層樓區配重不同,低層區浮力過大,可能造成高低層區接口基礎底板破壞的情況。
3. 抗拔樁設計量過大不符合經濟效益,或因結構物設計因素抗拔樁不易配置的情況。
4. 基礎位於低透水地層,構築過程中無法有效降水,存在上部結構尚未構築完成前遭逢連續強降雨,進而可能因基底水浮力陡增造成結構物上浮或破壞的情況。

適用條件

為確保「CMC靜水壓力釋放帶工法」能夠充分發揮其長期功能,評估及設計時需符合以下原則:
1. 結構物基礎須具備足夠的承載力。
2. 採用水密性圍護結構(連續牆、擋土排樁+止水圍幕)設計時:基礎下方到擋土設施底端,必須有厚度大於2.0m且滲透係數k小於等於0.0001cm/s的土層或岩層。當基底土層滲透係數k大於0.0001cm/s或存在局部高透水裂縫時,可採用地質改良、換土或注漿等方式降低土層滲透係數以符合本工法使用條件。
3. 採用非水密性圍護結構(擋土排樁)設計時:基礎面上、下方2m必須全部為滲透係數k小於等於0.0001cm/s的土層或岩層。
4. 採用放坡開挖(明開挖)時:基礎面上、下方2m必須全部為滲透係數k小於等於0.00001cm/s的土層或岩層,並須評估地層水平滲透係數(kh)及垂直滲透係數(kv)的影響。地下室完成開挖面回填時,最下方須配合回填至少2m滲透係數k小於等於0.00001cm/s的低透水性土壤。
5. 經評估基底土層每平方米每天出水量Q≤0.03立方米的建(構)築物。

關鍵技術

此工法的特色在於可長時間使用,不容易堵塞。其中的關鍵技術在於:
1. 材料選用可耐壓、耐拉長期使用不易破壞。材料的過濾性、透水性均經過詳細考慮,不容易堵塞。
2. 設計上採用結合過濾層、導水層及保護層的複合式組合設計,可有效降低過濾層滲透型阻塞。
3. 氣密式出水系統設計,可確保導水管路內不產生碳酸鈣結垢阻塞。
4. 利用降低水位泄降面,控制基底水壓力方式設計,可減少未來結構物基底壓力型滲水。

工法的比較

由於「CMC靜水壓力釋放層工法」及「CMC靜水壓力釋放帶工法」均適用於新建結構物基礎抗浮防滲使用,為明確區隔兩者間功能效益的差異性,綜合上列分析結果,分別列表如下:
CMC靜水壓力釋放層工法
CMC靜水壓力釋放帶工法
基本功能
具有基底水浮力調控及基板抗滲防潮功能,保障結構物基礎長期不受地下水浮(壓)力危害;
具有基底水浮力調控及局部基板抗滲防潮功能,保障結構物基板長期不上浮破壞;
可單獨使用或與抗拔樁/抗壓樁合併設計,保障結構物長期安全;
可單獨使用或與抗拔樁/抗壓樁合併設計,保障抗拔樁長期有效;
適當條件下可完全取代抗拔樁或抗浮錨桿;
適當條件下可完全或部分取代抗拔樁或抗浮錨桿,減少抗拔樁或抗浮錨桿使用量;
可完全防止基底壓力型滲水;
可減少(約80%)基底與施工縫壓力型滲水;
施工期間
基底防水費用
減少90%以上
減少60%以上
地下室潮濕問題
可以控制,RH=60~70%
提升建物價值
可以控制,RH=70%左右
提升建物價值
基板厚度
因浮力造成的向上彎矩及水壓力消除,可根據實際計算減少相應基板及防水層厚度
因浮力造成鋪設位置基板的彎矩及水壓力消除,可根據實際計算減少相應基板及防水層厚度
開挖土方節省
基板厚度減少,可減少開挖深度
基板厚度減少,可減少開挖深度
施工時間
約3~5工作天/2000平方米
約2~3工作天/2000平方米
長期維護費用節省
減少100%(不須維護費用)
減少80%以上(須局部防滲費用)
物業管理
僅需依照維護手冊定期觀測
僅需依照維護手冊定期觀測
廢棄物減量
減少95%以上
(以全面取代抗拔樁估計)
減少50%以上
(以局部取代抗拔樁估計)
減少碳排放量
(與傳統抗拔樁比較)
減少約80%以上
減少約60%以上

工法特色與價值

「CMC靜水壓力釋放帶工法」為一種創新的抗浮工法,它的實際工程效益及附加價值受到各界矚目,本工法最具代表性的特色與價值如下:
1) 永久防止基板上浮破壞
2) 輔助抗拔樁抵抗地下水浮力
3) 減少抗拔樁使用數量
4) 降低地下室濕度,減少地下室施工底板補漏,防滲費用支出
5) 自然溢流原理不影響外圍水文
6) 節省工程費用
7) 維護施工期間基板不受地下水浮(壓)力影響
8) 節省要徑工期
8) 降低長期維護費用
9) 減少工程廢棄物
10) 符合節能、減碳世界潮流與國家政策

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