建筑物基礎上浮的處理措施及研究

呂婷　崔浩偉

【摘 要】隨著國家經濟迅猛的發展，城市建設也逐漸發生很大的變化，大量高層建筑陸續出現，為了滿足入住人群對車庫、商場等的要求，工程師逐漸開始開發和利用地下空間，地下空間不占容積率、不會阻礙交通等優勢使帶有大型地下室的高層建筑陸續出現。但是施工單位在進行帶有大型地下室的高層建筑基礎施工時發現，某些地區地下土層含水量豐富，導致地基基礎上浮以致上部建筑物發生傾斜、倒塌等事故。針對此種問題我國規范當中也有相關的要求。本文通過對規范的研究和針對實際工程事故處理的研究，介紹建筑物基礎上浮的處理措施，從而避免上部建筑物因基礎上浮而發生嚴重的破壞。

【關鍵詞】上浮；結構；措施；規范；處理

隨著社會經濟的發展，越來越多的地下建筑和帶大型地下室的高層建筑出現，在地下室建造地下車庫和地下商場，不占容積率，有效的節約了地上的空間，增大了土地的利用效率。雖然有效的開發和利用地下空間在建筑行業有不容忽視的優勢，但是地下空間具有許多不同與地面環境的特點，城市地下空間的開發利用必須充分利用其有利的環境特點，最大限度地克服一些不利因素，因而地下工程的規劃與設計也就不同于地面建筑的規劃與設計。而且在具體施工方面也有很多問題出現，其中最嚴重的就是建筑物基礎的上浮問題，雖然規范當中對此問題已有相關的要求，但是針對不同的建筑物地基情況，所選擇的實際處理方案也是有很大區別的。

1 地下室上浮的形式

1）整體抗浮失效：結構的任意單元的重力都小于水浮力，水浮力會使結構發生整體向上移動的現象。整體抗浮是指整個結構滿足地基規范抗浮穩定性要求，即Gk/Nw，k≥Kw，Kw是抗浮穩定安全系數，一般情況下可取1.05。

2）局部整體抗浮失效：結構部分區域重力大于水浮力，部分區域小于水浮力，部分區域發生的底部的水浮力，使基礎發生位移，從而使基礎以及上部建筑物處于危險狀態。

3）局部抗浮失效：結構每個單元的重力都大于水浮力，多發生在地下室底板承載力不足處及質量分布均勻、層高較高、層數較多板較薄且配筋較小處。局部抗浮就是在整體抗浮滿足的情況下，以地下室柱墻為固定端支座，并考慮水浮力對底板的作用。

我國《建筑地基基礎設計規范》規定：抗浮穩定性不滿足設計要求時，可采用壓重或設置抗浮構件等措施。根據規范的要求可以根據實際施工情況選取有效的措施，具體可分為應急措施和技術措施。

2 建筑物基礎上浮的應急措施

2.1 建筑物基礎上浮的應急措施

1）加載：通過快速增加基礎重量來抵抗基礎上浮現象，從而保證基礎恢復到原來的位置，保證建筑物基礎和上部建筑物的安全性。

2）抽水：建筑物基礎上浮是因為地下室水位過高，現場進行抽水可以有效的降低水浮力，但是此種方法必須配合加載等方法使用效果更好。

3）解壓：某些上浮的工程面臨著無法抽水的狀況，這種情況需要鉆孔對地下室進行解壓，從而降低水浮力，配合加載或洗砂的措施更好，這樣可以保證建筑物的安全性。

4）洗砂：有些工程利用上述三種方法效果并不好，這種情況需要使用洗砂這種方法。通過高壓水清洗基礎側面和底板下的淤泥和泥砂，從而降低淤泥和泥砂的摩擦阻力，然后抽出洗砂后的泥水，通過此種方法建筑物基礎就會緩慢的下沉，從而恢復到原來的位置。

上述的四種方法適用于施工過程中出現的緊急情況，通過上述的方法可以有效的制止地下室上浮現象的持續惡化，但是無法根本性的解決基礎的上浮問題，為了徹底解決基礎的上浮問題，需要采取技術性的措施進一步處理上浮問題。

2.2 建筑物基礎上浮的技術措施

1）抗拔樁：當建筑工程地下結構如果存在低于周邊土壤水位的部分時，為了抵消土壤中孔隙水對結構產生的上浮力而打的樁。主要依靠樁身與土層的摩擦力來抵抗軸向拉力。由于其產生的抗拔力是伴隨位移發生的，過大的位移量使基礎結構不安全，規范規定過大的位移量是不被允許的，進而抗拔力的取值應滿足位移控制條件。

2）抗拔錨桿：也叫抗浮樁 ，是建筑工程地下結構抗浮措施的一種。抗浮錨桿為抗拔樁體承受拉力，普通抗浮樁受力也是自樁頂向樁底傳遞，樁體受力大小隨著地下水位的變化而變化，但兩者受力機制恰好相反。如果水浮力較大，采用抗拔樁不一定能夠提供足夠的抗拔承載力，此時可以采用抗拔錨桿。一般根據穩定分析確定需要錨桿提供多大的設計錨固力，再根據設計錨固力來確定錨桿數量、錨桿形式、桿體大小、錨固長度等參數。

錨桿設計一般分幾個步驟：

（1）根據錨固體表面與周圍巖土體間的粘結強度qs確定錨桿錨固長度，錨固體形式不一樣，計算錨桿長度的方法有所不同。例如全長粘結型錨桿，錨固長度L=（K×N）/（π×d1×qs），K為安全系數，N就是設計錨固力，d1是錨固體直徑；

（2）根據設計錨固力確定錨桿拉桿的截面面積A：A=（K×N）/ftk，ftk為拉桿的抗拉強度標準值。

設計中也有（如像提高滑動面的抗剪強度參數、如趾板基礎錨桿）一些按經驗要求設置的錨桿，一般已先確定錨桿大小、錨固長度等參數，也按上述第1、2步核算，提出錨桿的設計錨固力（拉拔力）。

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[責任編輯：田吉捷]endprint