高層建筑地下室抗浮設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題

劉俊

【摘要】當(dāng)前階段，對(duì)于建筑行業(yè)地下空間抗浮設(shè)計(jì)而言，現(xiàn)行規(guī)范和各個(gè)地方規(guī)范都缺少系統(tǒng)且全面的規(guī)定，致使后期工程設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題。本文作者強(qiáng)調(diào)應(yīng)全面考慮抗浮設(shè)防水位，本文對(duì)高層建筑地下室抗浮設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行了深入的探究分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；地下室；抗浮設(shè)計(jì)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 11.040

新時(shí)代背景下，伴隨我國(guó)城市建設(shè)的日益發(fā)展，土地資源形式日益嚴(yán)峻，設(shè)計(jì)師對(duì)于審美擁有很高要求，城市高層建筑設(shè)計(jì)日益增多，為了加強(qiáng)空間的充分利用，增強(qiáng)高層建筑的功能性，設(shè)計(jì)出巨大的地下空間，即地下室。高層建筑設(shè)置地下室擁有很高的價(jià)值，讓如今大型面積、較長(zhǎng)、多層的地下室日益常見，投資在整個(gè)建筑中占據(jù)較高比重。高層建筑地下室的層數(shù)一般為一層、二層到多層，其基礎(chǔ)埋深伴隨地下室層數(shù)的不斷增加而日益加深。在地下室埋深比地下水位低時(shí)，需要針對(duì)地下室抗浮的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。所以，地下室抗浮設(shè)計(jì)和抗浮措施變得至關(guān)重要，其建設(shè)為整體建筑的造價(jià)和后期施工問題帶來嚴(yán)重影響。

1、地下室抗浮設(shè)計(jì)的定義

地下室的抗浮設(shè)計(jì)主要是充分結(jié)合了地下水位和建筑物承受的水浮力、結(jié)構(gòu)自身的自重與壓重對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行充分考慮。地下室抗浮設(shè)計(jì)包含整個(gè)抗浮設(shè)計(jì)與局部抗浮設(shè)計(jì)。

由于高層建筑自身具備較強(qiáng)的埋置深度，并且伴隨社會(huì)大眾日常生活水平的日益提升和土地價(jià)格的不斷提高，應(yīng)創(chuàng)建更多的地下車庫(kù)和人們防空地下室，最大程度的解決如今停車的問題與人防問題。人們對(duì)于地下空間的開發(fā)給與了高度重視，擁有了更高的要求，在具體的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該對(duì)此問題進(jìn)行充分考慮。并保障地下室的修建以及日后應(yīng)用地下室時(shí)不會(huì)因?yàn)榭垢≡O(shè)計(jì)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)上浮或是開裂的現(xiàn)象。

在地下進(jìn)行大面積的空間開挖過程中本來就是難度系數(shù)非常大的事情，特別要充分考慮大面積范圍和地下水浮力之間的平衡問題，在高層建筑設(shè)計(jì)過程中，通常會(huì)采用整體裙房或是純地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在地下室中的埋深日益深入。在地下室中，水浮力通常會(huì)直接影響地下室的結(jié)構(gòu)，因此，在進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)針對(duì)地下室的水浮力實(shí)施計(jì)算。在充分結(jié)合計(jì)算結(jié)果和建筑設(shè)計(jì)方案，才能確保設(shè)計(jì)滿足建筑群的地下室設(shè)計(jì)要求。

2、地下室抗浮設(shè)計(jì)存在的主要問題

2.1地下水浮力出現(xiàn)的問題

我國(guó)一些設(shè)計(jì)單位對(duì)于高層建筑的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，尤其是地下水浮力計(jì)算各個(gè)方面的缺失，缺少有效的計(jì)算參考與參數(shù)，將會(huì)導(dǎo)致地下室水浮力計(jì)算方面存在嚴(yán)重不足。除此之外，地下室抗浮設(shè)計(jì)人才的嚴(yán)重缺失，會(huì)使地下室抗浮設(shè)計(jì)發(fā)生不精準(zhǔn)問題。地下室抗浮設(shè)計(jì)中各種規(guī)范的不精準(zhǔn)，會(huì)使地下室抗浮設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算過程的不準(zhǔn)確，導(dǎo)致地下室抗浮設(shè)計(jì)出現(xiàn)不符合實(shí)際問題的出現(xiàn)。

2.2地下水水位明確的問題

地下水位直接影響著地下室浮力，所以，在地下室抗浮設(shè)計(jì)之前應(yīng)該加強(qiáng)地下水位的調(diào)查工作，在地下室具體的抗浮設(shè)計(jì)工作以前，因?yàn)榈刂房辈齑嬗泻芏鄦栴}，使地下水水位的資料缺失，導(dǎo)致水位結(jié)果和資料出現(xiàn)缺失和不精準(zhǔn)的現(xiàn)象，無法對(duì)地下水的水位進(jìn)行明確，導(dǎo)致高層建筑地下室抗浮設(shè)計(jì)工作無法順利開展。

3、高層建筑地下室抗浮設(shè)計(jì)問題的完善措施

3.1抗浮水位的明確

在進(jìn)行抗浮設(shè)防水位的研究時(shí)，相關(guān)數(shù)據(jù)來源主要用在地勘單位，一般條件下，各個(gè)地勘單位將會(huì)和具體的現(xiàn)場(chǎng)條件和歷史記錄互相結(jié)合，才能提供適合的建議值。在高層建筑具體的建設(shè)中就會(huì)出現(xiàn)抗浮問題，工作人員就會(huì)建議業(yè)主向?qū)ｉT抗浮單位咨詢，針對(duì)設(shè)防水位實(shí)施最深入的探究分析。除此之外，在抗浮設(shè)防水位的明確中，其中最為常見的影響因素包括下列幾方面：其一，當(dāng)前地下水類型和分布狀況，較為常見的地下水類型包含上層滯水、潛水、承壓水三個(gè)類型。不僅如此，在具體的上層滯水中，涉及到的補(bǔ)給方式通常以兩種為主，即徑流、大氣降水。因?yàn)榈叵滤Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用時(shí)間的不同，預(yù)期變化情況也會(huì)不一樣。譬如：北京市的供水系統(tǒng)中，主要是南水北調(diào)為主，針對(duì)地下水的開采過程實(shí)施全面限制，因此，北京地區(qū)的地下水位很可能存有0.5米-1米的漲幅。除此之外，因?yàn)榈叵滤畨毫Π殡S土層的深度曲線變化情況日益復(fù)雜，無法實(shí)施深入性的計(jì)算，可以辦地下水位咨詢報(bào)道的來源主要是各種技術(shù)的分析，充分呈現(xiàn)變化曲線，就是地下水壓力隨土層深度變化的重中之重。我們應(yīng)特別注意，抗浮設(shè)防水位與防水水位之間是兩個(gè)不同的概念。整體抗浮水位可理解成等效水位，和地下水的具體情況關(guān)聯(lián)密切。

3.2抗浮失效的解決措施

時(shí)至今日，地下室結(jié)構(gòu)型式作為地下若干個(gè)不同的獨(dú)立單元，地上結(jié)構(gòu)是連接在一體的，主樓和地下室之間的存有很大的縫隙。或是主樓地下部分獲得有效拓展，使其本質(zhì)范圍比主體結(jié)構(gòu)體要高。當(dāng)前階段，最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方案就是保持主樓和地下室一致，讓其產(chǎn)生統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)整體。因?yàn)樯喜恐鳂蔷邆浜芨叩膲褐兀浞植家彩鞘謴?fù)雜，提高了抗浮失效形態(tài)的負(fù)載型。對(duì)于主體抗浮失效角度而言，通常在于建筑物自身的重力比地下水浮力要低，與此同時(shí)，有關(guān)破壞形式的呈現(xiàn)，通常是在地下水浮力的作用之下，呈現(xiàn)出整體上移，為后續(xù)工作造成嚴(yán)重影響。而局部整體抗浮失效的問題，因?yàn)榫懿桓×Ρ却藚^(qū)域的重力要高，就會(huì)導(dǎo)致地下室抗浮設(shè)計(jì)發(fā)生十分嚴(yán)重的問題。在進(jìn)行此問題的修復(fù)時(shí)，有關(guān)工作者需充分結(jié)合《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，全面明確主體結(jié)構(gòu)的滑移和漂浮驗(yàn)算分項(xiàng)系數(shù)，并充分呈現(xiàn)具體的設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)容。可因?yàn)楹奢d驗(yàn)算過程存有不同程度的問題，具體分享系數(shù)不可以超出1。不僅如此，應(yīng)對(duì)此規(guī)范的使用范圍和普通建筑物地下室情況存有的區(qū)別進(jìn)行充分考慮，可參考價(jià)值具有較強(qiáng)的限制，有關(guān)工作者應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)局限性進(jìn)行充分考慮。

結(jié)論：

高層建筑需要充分考慮地下空間的抗浮設(shè)防水位，并進(jìn)行合理明確，如需必要，可實(shí)施專門論證。建筑物在具體的施工和使用階段都要充分滿足抗浮穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。不但要針對(duì)整體抗浮穩(wěn)定展開計(jì)算，還需要實(shí)施局部抗浮穩(wěn)定計(jì)算。若是抗浮穩(wěn)定性無法滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可采用排水、加配重或者設(shè)置抗拔樁、抗拔錨桿等抗浮措施。除此之外，地下室抗浮穩(wěn)定性的驗(yàn)算，我國(guó)當(dāng)前國(guó)家規(guī)范與各個(gè)地方的規(guī)定相差無幾，整體思路非常一致，應(yīng)加強(qiáng)高層建筑地下室抗浮設(shè)防水位的控制，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄺杰鋒.某高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[J].建材與裝飾，2017（03）：90-91.

[2]陳小聰.淺談現(xiàn)代高層建筑地下室設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（10）：180.

[3]肖金輝.高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（09）：64-66+69.

[4]閻紅偉，柴萬(wàn)先.高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干問題[J].工業(yè)建筑，2016（10）：39-42+64.

[5]李大浪，蔡飛，黃玉屏.丘陵坡地地下室抗浮設(shè)計(jì)研究[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2018， 37（02）：34-37.