巖體基坑地下室抗浮問題解析

周永剛（四川省川建勘察設計院，四川 成都 610000）

?

巖體基坑地下室抗浮問題解析

周永剛
（四川省川建勘察設計院，四川 成都 610000）

摘 要：隨著建筑工程施工規模的持續增大，地下室結構已成為現代建筑必不可少的組成部分，其質量關乎著總體建筑結構的安全穩定。地下室設計中結構抗浮極為關鍵，應全面分析其影響因素，從而提出針對性的解決措施，以便確保整個建筑結構安全可靠性。本文深層分析了巖體基坑地下室抗浮問題，并提出實用性應用策略。

關鍵詞：巖體基坑；地下室抗浮；處理策略

隨著國內城市建設行業的飛速發展，使得大面積地下室結構被廣泛應用，同時給建筑設計及施工帶來諸多的技術性問題，其中以地下室抗浮問題處理最為顯著。通常極端天氣的出現而出現突發性降水，使得降水量突漲，地下水位升高而造成純地下室局部上浮且底板拱起，最終引發各類質量問題。因此分析巖體基坑地下室抗浮問題對國內基坑地下室抗浮工作水平的提升有著極大的現實意義。

一、巖體基坑地下室抗浮概述

1 巖體基坑地下水來源

巖體覆蓋層及強風化層中往往存在諸多地表滯水，中風化及其以下巖體間則除過巖石裂縫水之外，其余的都是不透水層，同時無地下水。巖體下地下室建造施工，周圍地下水存在與否及地下水對主體結構浮力等方面應給予高度重視。

2 地下室抗浮分類與結構損壞特征

根據地下室抗浮失效機理和破壞形態等方面的不同，通常是將地下室上浮分為局部上浮和整體上浮。局部上浮則主要是建筑結構總重量大于水浮力，局部卻直接承受水浮力部位自重小于浮力，這時則會出現抗浮承載力不均勻而結構出現上浮位移。總體上浮則是指地下水浮力大于建筑物自重，建筑物則極易出現總體向上位移。經過多方面研究分析，則抗浮承載力不會造成結構裂縫的位置主要是地下室，同時存在對應的分布規律。局部上浮而造成的裂縫分布在底板跨上，其范圍廣泛且走向較為規則，大都是板及梁跨中水平裂縫，問題嚴重時則極易導致底板局部拱起。工程總體上浮時則結構出現總體傾斜，從而存在極大的位移偏差，這和地下室結構剛度有很大關系，地下室結構剛度大時則總體向上便宜概率大，剛度小時則局部上浮概率大。

二、巖體基坑抗浮設計水頭高度

匯水面積及匯水速度分析，降大雨和暴雨時基坑中結構周圍水位升高飛快，所以通常下述情況下應全面考慮可能匯入基坑中地下水地表面積及水位升高速度：第一，地下結構已經建造完成，結構抗浮能力卻未達到設計要求，這時則應利用臨時降排水措施，從而有效控制地下水位；第二，結構使用中依靠降排水控制地下水位以降低地下水浮力。通過多方分析，降雨期間匯水速度及總量均大于排水速度及排水總量，基坑地下水位均可上升，若是水位高度大于抗浮控制水頭，這時則極易出現地下結構開裂及破壞。所以若是地下結構經過控制地下水位確保抗浮承載力，則施工時期并未達到對應承載力時，降雨時期排降水速度應大于匯水速度，以便保障地下水位不大于抗浮控制水頭高度。

巖體基坑里的地下水大都是基坑形成之后而匯聚的，所以結構抗浮設計時應分兩種情況進行水頭高度計算。第一，上部有著覆土層巖體基坑形成之后的抗浮設計水頭高度屬土層上層滯水到地下室底板低高度。如圖1所示，上部覆土巖體基坑抗浮水頭；第二，全巖體基坑形成之后的抗浮設計水頭高度是基坑周圍最低點到地下室底板底高度。

三、巖體基坑地下室抗浮措施選擇

1 建筑結構設計施工階段

巖體基坑地下室建筑結構設計施工時，時常會由于水文地質方面的影響而造成質量問題，這不僅影響著實際工程施工質量，更會給總體建筑結構帶來極大安全隱患。為了有效地確保地下建筑施工質量，施工人員應按照工程施工具體問題，選用適宜的技術措施進行抗浮處理。地下建筑結構施工中所常用的抗浮方式大都是配重法及抗浮樁和抗浮錨桿設置等，這些方式在不同巖體工程中的應用效果并不相同，所以巖體基坑地下室結構抗浮設計時應嚴格按照工程具體情況及要求，選用科學有效的抗浮措施。通常在進行地下結構抗浮設計時常用配重法，此方式在具體應用中大都是于地下室結構中設置回填層，以便增加建筑結構自重，這時也就有效處理了地下建筑結構抗浮方面的問題。同時很多較為特殊的地址環境則均是使用抗浮樁及錨桿進行抗浮處理，此方式主要是利用樁型設計以處理地下建筑結果問題，使得建筑結構具備良好的抗浮性。該方式具體應用中則施工方式操作簡單且成本低，所以被人們廣泛使用。

2 巖體基坑地下室抗浮設計

復合處理地基的常用方式是主體結構局部運用CFG樁復合地基，裙房和純地下室則使用天然地基，目前CFG樁技術非常成熟且經濟適用；抗浮樁設置，此方式可有效處理抗浮問題，實際上是增加地下室自重，同時運用樁側及地基間摩擦力實現抗拔；抗浮加固處理，這方面問題的主要處理方式首先是保障巖體地下室基坑工程和水文地質資料可靠性及真實性和實用性，利用這些相關材料將各類參數嚴格確定，這同時也是基坑設計優化及施工的基礎內容。嚴格落實各項勘察及設計與施工和監測配合工作，其均是各司其政卻也相互依托。利用科學合理的抗浮加工方式以確保巖體基坑地下室安全穩定，主要是集水井排水法及排水溝排水法和泄水減壓法，再加上注漿填充加固法和換填黏土夯實法等。集水井排水法均是于地下室一段距離處布置兩口人工挖掘孔降水井，井與井間距大約為10m。

圖1上部覆土巖體基坑抗浮水頭

結語

巖體基坑地下室抗浮問題應按照工程實際情況，選用適宜的抗浮水頭，同時結合工程各項情況選用抗浮措施，這樣可充分確保工程安全且降低投資，有效縮減工期，從而實現技術和經濟的同步，安全和實用的協調。巖體基坑地下室抗浮設計對整個建筑工程結構有著極大的現實意義，從而確保建筑工程施工質量，同時有效處理各項安全隱患。本文分析了巖體基坑地下室抗浮各方面問題，并提出實用性應用策略，以期提升國內巖體基坑地下室抗浮工作水平。

參考文獻

［1］饒薷.對地下室抗浮設計指標取值的思考［J］.貴陽學院學報（自然科學版），2010（1）.

［2］楊淑娟，張同波，呂天啟，劉漢進，王勝.地下室抗浮問題分析及處理措施研究［J］.建筑技術，2012（12）.

中圖分類號：TU753

文獻標識碼：A