[发明专利]一种原位测定地下结构所受水浮力的方法

权利要求书

1.一种原位测定地下结构所受水浮力的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在拟建场地地面设置若干个等径的孔洞，包括至少一个对比孔和至少一个测定孔，并在孔洞周围设置降水井点和水位观测井点；

2)在降水井点采用井点降水控制地下水位，使得地下水位线位于测试点深度以下，在对比孔中加入加载装置通过压重分级加载卸载方式测定无水浮力情况下土层有效应力与加载装置的竖向位移的关系；

3)在测定孔中加入加载装置恒定压重，通过井点降水控制地下水位，使得地下水位线逐级上升，待地下水位线上升至抗浮设计水位，测试结束，得到水浮力作用下的水位与加载装置的竖向位移数对；

4)利用总压力=土层有效应力+水浮力，得到测定孔各级水位处所受的水浮力。

2.如权利要求1所述的原位测定地下结构所受水浮力的方法，其特征在于，所述孔洞为三个，呈正三角形布置，且相邻两孔洞之间的中心距不小于孔洞直径的2.5倍。

3.如权利要求2所述的原位测定地下结构所受水浮力的方法，其特征在于，所述水位观测井点有三个，分别位于相邻两个孔洞中心连线的中点位置，所述降水井点有六个，其中三个降水井点在三个孔洞的外侧，呈正三角形分布，另三个降水井点在该正三角形三边的中点位置。

4.如权利要求1所述的原位测定地下结构所受水浮力的方法，其特征在于，所述对比孔中测定无水浮力情况下土层有效应力与加载装置的竖向位移的关系的具体过程：首先，在对比孔中加入护壁装置至设计的测试点深度，持续降水至地下水位线位于测试点深度以下，并在降水影响范围外的地面上设置稳定水准点；然后，取出对比孔内的土，在对比孔底部浇筑钢纤维混凝土垫层，并在对比孔内放入加载装置，加载装置底部固定在钢纤维混凝土垫层上；最后，在加载装置顶部进行压重分级加载卸载，记录各级荷载所对应的加载装置的竖向位移，从而绘制无水浮力情况下土层有效应力-竖向位移曲线图。

5.如权利要求4所述的原位测定地下结构所受水浮力的方法，其特征在于，在对比孔中的测定结束后拔出对比孔内护壁装置，采用原土或砂土填满对比孔。

6.如权利要求1所述的原位测定地下结构所受水浮力的方法，其特征在于，所述测定孔中测定水浮力作用下的水位与加载装置的竖向位移数对的具体过程：首先，在测定孔中加入护壁装置至设计的测试点深度，取出测定孔内的土，在测定孔底部浇筑钢纤维混凝土垫层，并在测定孔内放入加载装置，加载装置底部固定在钢纤维混凝土垫层上；然后，在测定孔内加载装置顶部加载恒定压重，通过井点降水控制地下水位，使得地下水位线逐级上升，记录各级地下水位线所对应的加载装置的竖向位移，得到水浮力作用下的水位与竖向位移数对。

7.如权利要求4或5或6所述的原位测定地下结构所受水浮力的方法，其特征在于，所述护壁装置采用等截面的钢护筒，该钢护筒的筒壁下端面呈单边刃口状，钢护筒的上端孔口设有起吊孔和加强环。

8.如权利要求4或5或6所述的原位测定地下结构所受水浮力的方法，其特征在于，所述加载装置包括加载杆和加载平台，所述加载杆下端固定在孔洞的钢纤维混凝土垫层上，其上端伸出所述护壁装置连接加载平台。

9.如权利要求8所述的原位测定地下结构所受水浮力的方法，其特征在于，所述加载装置还包括至少一组水平定位杆组，各水平定位杆组垂直连接在所述加载杆上，且各水平定位杆组由所述护壁装置的上端面处沿加载杆的轴向等间距分布；每组水平定位杆组包括至少三根水平定位杆，且各水平定位杆沿加载杆的周向等间距分布。

10.如权利要求1所述的原位测定地下结构所受水浮力的方法，其特征在于，所述井点降水采用喷射井点降水或多级井点降水。