降低地下水位法在地下室抗浮中的應(yīng)用

饒 毅，趙 峰，曾 武

（1.武漢科技大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院，武漢 430065；2.武漢市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，武漢 430015）

隨著城市化的建設(shè)，土地越來越稀少，人們開始更多的運用地下空間，大部分的高樓建筑都會建造地下室。對于建設(shè)在地下水位較高地區(qū)的地下室，其抗浮措施是設(shè)計中必須解決的重要問題之一。

目前在抗浮設(shè)計中常用的方法有自重抗浮、壓重抗浮、基底配重抗浮、打抗拔樁抗浮或打錨桿抗浮等多種，降低地下水位法由于其特殊的降水措施近年來得到越來越多的應(yīng)用。這些方法各有特點，針對不同的建設(shè)場地和不同結(jié)構(gòu)體型的地下室選用不同的抗浮措施，會對結(jié)構(gòu)受力和工程造價產(chǎn)生較大的影響。

1 降低地下水位法

水池的抗浮計算公式為：G/F≥1.05

式中，G為地下室自重等永久作用荷載；F為地下水浮力；N1為池底抗浮樁或錨桿的抗拔力。見圖1。

降低地下水位法是通過在地下室四周排水溝和地下室外墻打泄水孔，讓地下水有組織的進入室內(nèi)排水系統(tǒng)降低水浮力F來達到抗浮的目的。該方法安全、經(jīng)濟，施工較為方便。此方法最早是當?shù)叵率矣捎谒×Ξa(chǎn)生破壞時采取的補救措施，在抗浮補救中有著非常好的效果，后來也逐漸用于抗浮設(shè)計。由于該方法具有一定的局限性，其運用并不是很普及也沒有相應(yīng)的規(guī)范。

降低地下水位法對地下室土體的要求比較高，適用于地表滲水，不適應(yīng)于承壓水和淤泥質(zhì)土。該方法較之于相比較配重法和抗拔樁與抗拔錨桿有明顯的優(yōu)勢，其施工方便，價格便宜。所以該方法用于抗浮補救或在適宜的地質(zhì)條件下進行抗浮設(shè)計有著非常好的運用前景。

2 工程設(shè)計實例

該處以“某地地下室抗浮工程”為例，對降低地下水位法在具體工程實例中的運用進行分析。

工程概況：該工程地下室為地下一層，面積約25 000m2，主要作為地下車庫使用。地下室（地下車庫區(qū)域）為框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨基，底板建筑標高－5.700m，結(jié)構(gòu)標高－5.750m，建筑±0.000標高為高程31.40m。目前該地下室未建設(shè)，場地地下水為賦存于第（1）層雜填土中的上層滯水和基巖中的裂隙水。上層滯水水位為地表下1.0～2.2m。

處理方法：第一種是壓重法，可通過在地下室壓重或增加地下室底板來增加原結(jié)構(gòu)的重量或覆土重量以此來提高G達到抗浮的目的，該方法對原設(shè)計地下室截面配筋率相對較大的地下室最為適用，由于該工程抗浮水位高（該工程抗浮設(shè)計水位為±0.000標高高程31.40m），此方法實施難度大；第二種是抗浮樁（抗浮錨桿）加固法，通過樁或錨桿的抗拔力N1來抗浮，該方法對大體積地下室的抗浮相當有效，不僅能滿足地下室的整體抗浮，還能通過合理布樁或錨桿來解決局部抗浮問題，但此方法成本高，施工周期長；根據(jù)該工程的實際情況主要考慮上層滯水，故采用降低地下水位法。處理方法如下：

1）基坑周邊土回填前，保持周邊降水工作，以免造成地下室的上浮；

2）利用建筑要求設(shè)置的排水溝和在靠近外墻內(nèi)側(cè)設(shè)置的排水溝，形成排水系統(tǒng)。在排水溝和外墻上布置泄水孔，并在孔內(nèi)安裝濾水裝置，使進入基底的地表水經(jīng)過泄水孔后通過排水系統(tǒng)抽排出去，避免在基底形成水浮力。排水系統(tǒng)和泄水孔布置見圖2，泄水孔設(shè)置見圖3。

3）為避免上層滯水大量滲至地下室底板底，導(dǎo)致在使用中經(jīng)常性排水，地下室周邊雜填土應(yīng)挖除，重新回填粘性土，并分層夯實。處理方法見圖4。

排水系統(tǒng)的施工工藝：預(yù)留泄水孔→洛陽鏟掏土→濾水網(wǎng)制作→填充濾水材料→填塞鋼絲球或尼龍絲→排水溝設(shè)置。

4）濾水網(wǎng)筒制作完畢后，往網(wǎng)筒內(nèi)灌入砂石并搗實，密封網(wǎng)筒兩端，網(wǎng)筒裝入濾水孔前，在網(wǎng)筒安裝完畢后，在濾水孔端、泄水孔內(nèi)填塞鋼絲球或尼龍球。

5）新設(shè)排水溝范圍詳見施工圖，澆筑混凝土?xí)r預(yù)留溝槽即可。

6）工程造價對比

表1 /元

通過對比可知，在可以運用降低地下水位法的條件下其成本約為打錨桿樁法的1/4、配重法的1/3，該方法可大量降低工程造價。

3 結(jié) 語

比較詳細的介紹了降低地下水位法應(yīng)用原理以及適用范圍和主要特點，通過具體的實例比較詳細的介紹了降低地下水位法在實際工程中的施工工藝和注意事項，以及另外兩種常用抗浮方法的主要特點。通過工程造價對比可以看出降低地下水位法相比其它兩種常用方法節(jié)約成本的優(yōu)勢非常明顯，并且降低地下水位法施工簡便易行，可以為其它類似工程提供參考。

［1］ 袁正如.地下工程的抗浮設(shè)計［J］.地下空間，2004（1）：41－43.

［2］ 柳建國，劉 波.建筑物的抗浮設(shè)計與工程技術(shù)［J］.工業(yè)建筑，2007，37（4）.

［3］ 裴豪杰.地下結(jié)構(gòu)的抗浮設(shè)計探討［J］.福建建筑，2004（1）：59－60.

［4］ 賈金青.軟巖地區(qū)抗浮錨桿的實驗與施工［J］.施工技術(shù)，2003（1）：40－41.

［5］ JGJ 79—91.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［6］ 于岷紅，梁 立，馬志林.某地下室抗浮設(shè)計［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2012（12）：139－142.