某工程LED顯示基座上浮原因分析及加固處理

唐學杰 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230000）

1 引言

近年來隨著城市建設的高速發展，高層建筑、超高建筑以及大跨度空間結構越來越多，建筑物的地下室埋深越來越大，大跨度空間結構通常有大面積區域面臨水浮力問題。目前建筑物抗浮方法主要有降排地下水、隔水法、壓重法、抗拔樁、抗浮錨桿以及其他抗浮措施。降排地下水適合于水量不大的情況，且需要長期的控制和維護；隔水法費用較高，地層適合有限；壓重法通過增加結構自重、增加覆土層厚度，工程造價偏高，需要加大基礎深埋，抗浮力效果有限；抗拔樁抗浮能力較強，但是抗裂要求不易滿足，受力鋼筋容易腐蝕，對防水盒耐久性要求很高；抗浮錨桿抗浮能力強布置方式靈活，基礎底板均勻受力，受力性很好，對各種地層的適應性強，且施工便捷造價低廉，在地下車庫、人防工程、清水池等工程中得到廣泛應用。近年來由于勘察、設計或施工等方面因素，建筑物抗浮措施不力或不當造成工程上浮事故時有發生。筆者就某水上表演劇場LED顯示基座上浮為例，經基座抗浮驗算結合基座上浮特征，對該構筑物的上浮原因進行分析，為后續進行加固處理方案提供可靠依據。

2 工程概況

某水上表演劇場LED顯示屏基座位于城市新區的灣區內，建筑面積約為838.08㎡，工程于2017年11月開始施工，主體結構于2018年1月結束，現基座設備基本安裝結束。由于灣區水位上漲，造成LED顯示屏基座上浮。

3 結構設計及施工概況

本工程為水下一層剪力墻結構，抗震設防烈度為7度，建筑結構安全等級為二級，設計合理使用年限為50年，地基基礎設計等級為乙級。基礎采用筏板基礎，持力層均為第③層粘土，承載力特征值為230kPa，筏板基礎、剪力墻混凝土設計強度等級均為C30（建筑平面見附圖）。

地勘報告顯示，灣區水系設計抗浮水位可采用29.00m（為歷史最高水位），實際基座設計抗浮水位為27.00m。

經檢查基座剪力墻截面尺寸基本與設計圖紙相符，但剪力墻體外側加設約為60㎜厚混凝土保護層（40㎜厚細石混凝土保護層+18㎜厚水泥砂漿面層，原設計不含該部分），剪力墻頂部原設計為300㎜高15㎜厚鋼化玻璃，實際施工為500㎜高。檢測中未發現基座剪力墻存在裂縫及滲水現象。

4 基座上浮情況

基座上浮主要出現在基座南側（A軸位置），北側（E軸位置）未見有明顯上浮現象。

觀測數據顯示，2018年2月25日至2018年3月1日，灣區在2月25日水位達到的最高值約為27.10m，當日基座出現明顯不均衡上浮現象，其中22/A軸部位基座上浮約450㎜，11/A軸部位基座上浮約250㎜，3/E、20/E軸部位未見明顯上浮。由于及時使用水泵對灣區進行降水處理，基座正在回落過程中，目前22/A軸上浮約170㎜，1/A軸上浮約100㎜。

5 基座抗浮驗算

根據設計圖紙及相關資料，依據現行國家有關建筑和結構設計規范對基座結構抗浮驗算：按照圖紙設計的最高水位27.00m，基座自重大于浮力；由于基座形狀不規則，基座自重重心與浮力作用的浮心不重合，基座存在偏心受力，因此基座抗浮穩定性不符合規范要求。

6 基座上浮原因分析

根據現場檢測及結構驗算結果綜合分析，基座上浮主要由于基座形狀不規則，基座自重重心與浮力作用的浮心不重合，基座偏心受力，導致抗浮穩定性不足引起。

7 抗浮加固處理措施

基座直接置于灣區水系之中，目前水位未明顯下降，考慮建設成本和施工難度，本次加固處理方法采用局部澆注素混凝土配重法處理。配重法增加基座結構自重，并調整基座自重重心使其與浮力作用的浮心基本重合，消除基座偏心受力影響，增加基座整體抗浮能力及穩定性。處理結果表明，配重法加固處理簡便高效。

8 結束語

國內外時有因水浮力處置不當而引起的各種工程事故發生，建筑物的抗浮問題正在逐漸引起業內關注。通過類似工程事故的分析，對建筑物抗浮問題總結如下：首先應高度重視地質和水文的勘察，特別是容易引起工程事故的區域，應做詳細勘察；設計應考慮極端天氣、水位變化因素、工程現場地勢及施工方法，抗浮驗算應留一定富余量，切不可因考慮建設成本而不采取抗浮措施；施工階段應作好基坑排水、池體外肥槽回填以及池項及時覆土工作，施工工序應嚴格按照設計要求進行。