地下建筑的抗浮技術(shù)措施

1、地下建筑的抗浮技術(shù)措施摘 要：敘述地下建(構(gòu))筑物在施工期的臨時(shí)性抗浮措施，使用期的永久性抗浮措施，并分析其經(jīng)濟(jì)合理性。關(guān)鍵詞：地下建筑：臨時(shí)抗浮措施；永久性抗浮構(gòu)造 近年來，城市中地下車庫、地下水池、地下商場(chǎng)、地下儲(chǔ)液罐等地下建(構(gòu))筑物的建設(shè)項(xiàng)目同趨增多。這些地下建(構(gòu))筑物的上部建筑根據(jù)其周圍環(huán)境的規(guī)劃要求，分為有地上建筑和無地上建筑兩類。后者多見于城市廣場(chǎng)及住宅區(qū)中，地下建(構(gòu))筑物的頂板上覆土后作綠化和便道，供人們休閑觀賞。這種地下建(構(gòu))筑物在施工中及竣工使用期的抗浮措施若無周密考慮，往往會(huì)產(chǎn)生上浮現(xiàn)象，導(dǎo)致地下墻體或底板開裂，直接危害使用及結(jié)構(gòu)安全。下面根據(jù)寧波機(jī)場(chǎng)地下車庫和某地

2、下小商品城及游泳池工程情況，對(duì)其抗浮措施加以分析。1 抗浮措施的經(jīng)濟(jì)合理性 選擇地下建(構(gòu))筑物的抗浮措施，并做到經(jīng)濟(jì)合理性，首先應(yīng)慎重分析工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，并且區(qū)別施工階段和竣工后使用階段的不同工況。 眾所周知，物體在水中所受到的浮力等于物體所排出的水重量，即地下室所受到的浮力等于地下水位以下至底板底這部分的水重量。根據(jù)寧波市一般的地質(zhì)，淺層土為淤泥質(zhì)粘土或粘土，土層中多為非承壓水、潛水和滯水，且土層的滲透系數(shù)低，大致cms范圍。這種地質(zhì)下的地下室在施工期間，雖然地下室頂板和覆土未完成，但只要及時(shí)排除地下室基坑中底板四周的水，就不會(huì)產(chǎn)生上浮現(xiàn)象。其排水方法常采用排水溝加集水井，再用潛水

3、泵排出。地下建(構(gòu))筑物竣工后，只要傘部白重(包括頂板及覆土重)大丁地下水位下水的浮力，就可達(dá)到抗浮的目的。如果地下建(構(gòu))筑物的全部自重小于浮力，應(yīng)采用一定長度的配筋沉管灌注樁增加抗浮力，而不必增厚底板。這些措施，達(dá)到了工程造價(jià)的經(jīng)濟(jì)合理性。2 施工期間的抗浮措施 地下建(構(gòu))筑物若處于透水系數(shù)比較大的粉質(zhì)粘土、粉土、砂土中，由于正值施工期間，地下室的頂板和覆土尚未完成，此時(shí)底板和外墻已施工完成，在地下水作用下，形成了一定的浮力。當(dāng)浮力不大時(shí)，可利用排水明溝、集水井結(jié)合潛水泵排出基坑內(nèi)的水，減小浮力。當(dāng)土質(zhì)的滲透系數(shù)大，即浮力較大時(shí)，應(yīng)在地下室底板中設(shè)置后澆帶，利用底板下的塊石墊層作為倒濾層

4、，在后澆帶中插入輕型井點(diǎn)立管，不斷地降水，如圖1所示。根據(jù)坑底土質(zhì)的不同，井點(diǎn)立管可插至底板墊層下的粉土層，也可以將濾管部分埋置于塊石墊層中。澆筑后澆帶中砼時(shí)，應(yīng)在井點(diǎn)立管中焊上環(huán)形鋼板止水環(huán)，然后繼續(xù)降水，直至地下室頂板和板頂覆土完成后，再切割掉井點(diǎn)立管，管頂加蓋板焊死。若設(shè)置后澆帶有困難，則可以在底板中適當(dāng)部位設(shè)幾個(gè)深井點(diǎn)降水，挖土至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，焊上環(huán)形止水環(huán)，澆入底板砼中，其余處理同上述。3 永久性的抗浮措施3.1 常規(guī)構(gòu)造抗浮措施 地下建(構(gòu))筑物永久性構(gòu)造的抗浮措施一般有如下幾種：如用加厚底板增加自重的方法，利用地下室外壁與填土的摩擦力和頂板上覆蓋土的重量，利用底板外伸部分增多回填土

5、重量等。但是這些常規(guī)性措施都有一定缺陷，如增厚底板則不經(jīng)濟(jì)，擴(kuò)展外伸部分會(huì)受周圍建(構(gòu))筑物或建筑紅線限制。 (4)植物根系與土工網(wǎng)墊交織在一起，形成淺層致密的坡面加筋復(fù)合保護(hù)層，具有一定的整體性和極強(qiáng)的抗沖蝕能力。圖1 后澆帶降水圖1、地下室底板；2、止水環(huán)；3、后澆帶；4、混凝土墊層；5、輕型井點(diǎn)；6、塊石墊層3.2.2 綠色通道護(hù)坡技術(shù) 將噴混凝土植生的材料：水、混合植被種子、水泥、植壤土、有機(jī)肥、復(fù)合肥、鋸末等按一定的比例在強(qiáng)制式攪拌機(jī)內(nèi)攪拌>1 min，然后噴到直徑為3mm、網(wǎng)目8cm×12cm的鍍鋅鋼絲網(wǎng)上拉平，用1m長、直徑10cm鋼筋按1 m×1 m梅

6、花型固定。若厚度>10cm，分兩層噴射，中間不得有間隔，噴完后混凝上的回彈率小于15。植生護(hù)坡施工完畢，在其上鋪一層無紡布進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，施工時(shí)氣溫>12。這兩種護(hù)坡技術(shù)種子選擇應(yīng)符合以下要求： (1) 對(duì)土質(zhì)要求不能太高，適應(yīng)氣候條件強(qiáng)，生長能力強(qiáng)。 (2) 根系發(fā)達(dá)，莖干低矮，生長快，綠期長，能迅速覆蓋地表。 (3) 成活率高，能吸收深層水分，有效固土。 (4) 價(jià)格低廉，管理方便，無病害，與雜草競(jìng)爭力強(qiáng)。3.2 抗浮樁措施 在常規(guī)性的構(gòu)造抗浮措施不足時(shí)，應(yīng)設(shè)置地下室底板下的樁?？垢恫粌H增加了樁身自重，更重要的是利用樁周土體的摩阻力來抗浮。 地下建(構(gòu))筑物底板下的樁，應(yīng)視不同

7、的地質(zhì)條件區(qū)別對(duì)待。當(dāng)?shù)装逑聻橛倌噘|(zhì)粘土、粘土類地基時(shí)，利用配筋到底的沉管灌注樁是一種比較經(jīng)濟(jì)合理的方法。當(dāng)?shù)装逑聻榉弁?、砂土或硬可塑類粘土或風(fēng)化基巖時(shí)，可利用人工挖孔擴(kuò)底樁。擴(kuò)底樁的間距L(半面布置以正方網(wǎng)格為最佳)、深度H、擴(kuò)大頭直徑D三要素，可根據(jù)抗浮要求、土質(zhì)巖性、施工機(jī)械設(shè)備、施工方法和地下水等情況確定。若板底下不是巖石，三要素因滿足關(guān)系：D+2HL為宜(圖2)，且宜L>6d(d為樁徑)；若板底下是巖石，則板底墊層可直接澆筑在巖石上或用擴(kuò)底樁牢固地嵌固在巖石里，即可取得良好的抗浮效果。 圖2 擴(kuò)底樁示意圖采用抗浮樁后，使地下室或罐池底板增加中間支承，單跨變?yōu)槎嗫邕B續(xù)板，從彎矩公

8、式M=系數(shù)×q和撓度公式f=系數(shù)×q EI可看出：q和El不變，支承情況確定后，M和f分別隨L的和兩次和四次方改變，若縮短L，則M利f大大減小。所以采用擴(kuò)底樁能大大提高其整體剛度，特別是底板和頂板的剛度，使上浮撓度大大減小，抗浮能力顯著提高【1】。 抗浮樁應(yīng)在設(shè)計(jì)中限制樁身受荷后的裂縫寬度或裂縫出現(xiàn)，建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-94)中規(guī)定：“對(duì)于受長期或經(jīng)常出現(xiàn)的水平力或拔力的建筑樁基，應(yīng)驗(yàn)算樁身的裂縫寬度，其最大裂縫寬度小于等于2mm。對(duì)于處于腐蝕介質(zhì)中的樁基，應(yīng)控制樁基不出現(xiàn)裂縫”。3.3 抗浮錨桿 若地下建(構(gòu))筑物底板。下為料質(zhì)粉土、硬塑材料土或風(fēng)化基巖時(shí)，由于

9、這些土層適宜鉆孔注漿，故可利用注漿錨桿。如一些地下商城和大型水池的底板下即設(shè)置有鉆孔的注漿鋪桿。注漿錨桿的間距常用2000mm，應(yīng)>6(為錨桿孔直徑)或按設(shè)計(jì)，錨桿常用級(jí)鋼筋，直徑為2540，鉆孔直徑常用100180mm，宜取三倍鋪桿直徑，但>1倍鋪桿直徑加50mm或按設(shè)計(jì)，錨桿長度應(yīng)滿足錨固要求，錨桿深入基巖長度應(yīng)>40d，如圖3所示。注漿多用摻有早強(qiáng)劑的高標(biāo)號(hào)的水泥漿或細(xì)石砼，其強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)C30，注漿壓力常用0.5MPa或隨鉆孔深度的加長而增大。抗浮錨桿的抗拔力應(yīng)作現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)【2】。圖3 錨桿基礎(chǔ)4結(jié)束語 地下建筑的抗浮措施應(yīng)根據(jù)工程水文地質(zhì)資料、施工條件、地下結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行周密的設(shè)計(jì)計(jì)算、精心施工。設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮工程造價(jià)的經(jīng)濟(jì)合理性，并盡量利用一些簡易的臨時(shí)抗浮措施，以達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。施工中應(yīng)