地下建筑結(jié)構(gòu)抗浮設(shè)計及措施分析

朱震宇

(山西省建筑設(shè)計研究院，山西太原 030002)

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，一幢幢大樓拔地而起，建筑業(yè)也展現(xiàn)了蓬勃的生機。但是出于利益的考慮，很多建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計都不符合要求，社會上出現(xiàn)了危樓，怪樓，爛尾樓等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了建筑業(yè)的發(fā)展。建筑工程最主要的打地基環(huán)節(jié)是保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)，確保地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，才能保證整座建筑的安全?？垢≡O(shè)計涉及水位和鋼筋結(jié)構(gòu)等問題，是地下結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵，需要引起廣大施工者的高度重視。有效的抗浮設(shè)計能夠有效地避免梁柱節(jié)點出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象，減小施工的安全隱患。

1 地下室工程抗浮措施的選擇

影響抗浮措施的因素:水文地質(zhì)是影響抗浮措施選擇的重要因素，為了減少施工時的安全隱患，保障工程的質(zhì)量，在施工過程中一定要仔細勘探施工場地的水文地質(zhì)狀況，并根據(jù)實際情況選擇合理的施工措施。一般情況下，進行地下施工有以下三種辦法:其一是配重法，配重法指的是在地下室結(jié)構(gòu)中進行回填處理，增加結(jié)構(gòu)整體的重量，使得整個結(jié)構(gòu)的重心下沉，結(jié)構(gòu)也將更加穩(wěn)定。配重法是最常見的抗浮措施，也是比較有效的抗浮措施，但是配重法不能適應(yīng)所有的施工環(huán)境，具有一定的局限性。第二種和第三種方法分別是進行抗浮樁設(shè)計和抗浮錨桿設(shè)計，這兩種方法是對配重法的一種補充，具有造價低，操作簡單的特點，也很受廣大施工者的歡迎。不足之處在于施工場地有限制，而且抗浮效果不如回填處理的配重法。在不同的施工項目中，建筑者應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況運用不同的抗浮措施，做到既節(jié)約成本，又不影響工程進度，取得最優(yōu)的抗浮效果。

2 抗浮失效的原因分析

地下水是影響抗浮效果的重要因素，當(dāng)前我國的地下建筑工程偶爾會發(fā)生抗浮失效的問題，工程施工的進度受到了不同程度的影響。除了地下水，當(dāng)?shù)貧夂蜃兓彩怯绊懣垢⌒Ч囊淮笠蛩?，在氣候變化時，整個建筑結(jié)構(gòu)會受到物理因素的影響，發(fā)生熱脹冷縮等現(xiàn)象，使得整個抗浮結(jié)構(gòu)出現(xiàn)松動，抗浮失效。下面簡要分析一下這兩個因素對抗浮效果的具體影響。

2．1 地下水的影響

地下水對抗浮結(jié)構(gòu)有較大的破壞作用，尤其是當(dāng)施工工期過長時，地下水對整個地下工程的破壞性會加大，整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性會大幅度降低，抗浮失效。地下水對抗浮結(jié)構(gòu)的破壞主要是在其成為承壓水之后，由于地下建筑結(jié)構(gòu)周圍的地基得到了很好的夯實，地面土層堅硬平整，周圍的水只進不出，使得地下水位不斷升高，地下水也就變成了承壓水。這種高強度的分離措施在沒有設(shè)置好防水邊界時，就像給整個建筑工程埋下了定時炸彈，隨時可以擊垮整個建筑工程。在地下工程施工的過程中，容易出現(xiàn)部分基礎(chǔ)處于下伏層的現(xiàn)象，這違背了抗浮原理，進一步破壞抗浮的效果。

2．2 氣候因素的影響

在特殊的施工環(huán)境內(nèi)，一些抗浮樁，錨桿容易受到物理和化學(xué)等因素的影響漸漸松動，導(dǎo)致整個建筑工程的抗浮效果減弱，最終在外力等因素下徹底失效。

3 針對地下建筑抗浮失效而采取的措施

3．1 在施工前仔細勘探施工環(huán)境的水文地質(zhì)狀況

在施工之前要進行地質(zhì)水文的勘探工作，并且計算出詳細的參數(shù)對現(xiàn)場狀況進行分析。如果誤把不良地下水當(dāng)成普通的上層滯水，就會僅僅考慮基坑排水，忽略了地面沉降和周圍基地止水的不良影響，大量的地下水會滲入基坑當(dāng)中，破壞了地下巖土層的結(jié)構(gòu)，最終巖土層的裂縫會不斷擴大，甚至?xí)?dǎo)致巖內(nèi)漿體外溢，這時抗浮設(shè)計也將失去效用。

3．2 嚴(yán)格控制挖基坑的時間

如果挖基坑的時間超過了293天，在進行澆筑等措施的時候，工程進度也會受到較大影響，工期后延，會加重地下水對抗浮結(jié)構(gòu)的破壞性，時間久了抗浮效果也將不復(fù)存在。

4 地下室的抗浮設(shè)計

4．1 采用復(fù)合處理地基

復(fù)合處理地基指的是采用多種措施處理地基，在材料，施工技術(shù)方面綜合進行選擇和配合，確保地基結(jié)構(gòu)的優(yōu)良性能。比較常用的辦法是在主要部位處采用水泥煤粉碎石灰樁復(fù)合地基，在其余結(jié)構(gòu)使用天然的地基，這樣既保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，又節(jié)省了經(jīng)濟開支。

4．2 設(shè)置抗浮樁

設(shè)置抗浮樁的時候，要注意各個抗浮樁錨桿的布局，一般錨桿的施工布局如圖1所示。

圖1 抗浮錨桿平面布置圖（局部）

增加地基的重量是抗浮設(shè)計的原理，設(shè)置抗浮樁不僅利用了增加質(zhì)量的原理，而且還利用了樁側(cè)和土層之間的摩擦力來加強整個抗浮樁的穩(wěn)定性，簡單實用。但是抗浮樁設(shè)計的方法具有一定的局限性，抗浮樁不僅僅具有抗浮的作用，同時還起到了抗壓的作用，這就影響了有抗浮要求的地下室的合理沉降，這會使得整個底盤地下室和上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻的沉降差，對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定不利。因此在設(shè)計抗浮樁的時候，首先要計算出上下部的抗浮值，然后進行合理的設(shè)計，必要的增加或者減少抗浮力，使得這兩部分的抗浮差一致，避免不均勻沉降的現(xiàn)象。

4．3 抗浮加固處理辦法

在施工之前進行嚴(yán)格的水文勘探之后，要確保所得資料數(shù)據(jù)的完整性，可靠性和真實性，一個小小的誤差都有可能影響整個工程的施工效果，造成無法挽回的損失。這些資料是確定各項參數(shù)的依據(jù)，也是優(yōu)化整個建筑結(jié)構(gòu)的依據(jù)，因此不僅僅要保證數(shù)據(jù)的完整科學(xué)，還需要進行妥善的分類保管，避免出現(xiàn)資料遺漏的情況。各個部門的合理配合也是整個抗浮設(shè)計的關(guān)鍵，勘探，設(shè)計，施工和監(jiān)測這四個環(huán)節(jié)都要做到一絲不茍，而不是各行其是，因為這幾個部門是相互聯(lián)系，各有倚重的。在這種情況下，最好能夠依賴高科技進行信息化管理，不僅可以集中處理各項工程參數(shù)，也可以方便人員的調(diào)配安排。建立健全完整的質(zhì)量管理體系可以有效減少員工玩忽職守，懈怠瀆職的現(xiàn)象，確保整個工程的順利實施。除此之外進行必要的抗浮加固措施也能有效延長抗浮效果，可以采取集水排水法，排水溝排水法，泄水減壓法，注漿填充法和粘土夯實法等進行抗浮加固，或者在地下室周圍選準(zhǔn)施工點，挖一口水井進行泄水，不僅可以方便人們的生活，也有效地減小了地下水對抗浮措施的破壞。

4．4 合理制定獎懲措施，明確責(zé)權(quán)關(guān)系

除了自然因素對抗浮裝置的影響之外，人為因素也是重要的影響因素，自然因素只能盡可能減小，但是人為因素完全可以通過努力避免。因此企業(yè)要制定嚴(yán)格的獎懲制度，一旦因為員工瀆職的原因?qū)е驴垢≡O(shè)計出現(xiàn)問題，就要進行嚴(yán)厲的處罰。為了避免員工互相推諉責(zé)任的現(xiàn)象，可以采取仲裁的手段進行判決。賞罰分明可以有效約束大家的行為使其盡最大努力去完成各自的本職工作。

5 結(jié)語

在建筑施工過程中優(yōu)化抗浮設(shè)計可以有效減少地下建筑結(jié)構(gòu)施工過程中存在的安全隱患，提高整座建筑的質(zhì)量，增加建筑的穩(wěn)定性。進行地下建筑抗浮加固措施不僅僅需要相關(guān)設(shè)計人員在施工之前進行周密的勘探工作，計算出完整可靠的參數(shù)，也需要施工者嚴(yán)格按照設(shè)計方案進行施工，只有各個施工部門和監(jiān)測部門密切配合，按照施工要求落實每一個施工環(huán)節(jié)，整個工程的進度才不會受到影響，地下室的建筑質(zhì)量也將得到保障。

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