范立成
上海润盈建筑工程有限公司 上海 201399
摘 要：近几年来,不少人防工程、地下车库、设备用房等建筑结构,大部分与地下室配套,出现了不少问题,其中地下室抗浮力是一个大问题。尤其是在一些沿海的大型城市的建设过程中，本身其地下土体中就含有着大量的地下水，裂缝中的地下水会随着施工的过程而不断涌现出来，也就使得地下水对于施工结构造成了严重的影响，这些地下水对埋于岩土体中或上面的地下结构或凹陷结构产生了浮托作用, 如果结构的自重小于浮托作用,就会发生上拱或下浮破坏。基于此，本文以地下室工程为对象，从抗浮的角度入手，分析地下室结构的抗浮问题及原因，并探究了相应的处理措施，希望可以为解决地下室抗浮问题助力。
关键词：地下室；抗浮问题；处理措施
引言
对于一个建筑工程项目而言，地下室是其中非常重要的一个地下附属工程，因此， 地下室的质量情况对整个建筑工程有着很大的影响。通常情况下，地下室结构的性能是比较稳定的，受外界的影响比较小。但是易发生抗浮问题，这也是困扰施工人员的一个重要问题。地下室发生抗浮问题后，就会引起地面底板隆起，不仅破坏了地下室工程质量，而且也严重影响地下室的使用性能[1]。鉴于此，建筑地下室设计施工过程中，就需要加强对抗浮问题的重视，采取有效加以预防和控制，提高地下室工程质量，为整个建筑工程的高效优质建设奠定良好基础。
1 地下室抗浮的基本概念
1.1 抗浮计算
在地下室的抗浮计算过程中，需要提起足够的重视，这是前期设计过程中非常重要和关键性的因素之一，需要根据勘察报告设定好其中的抗浮相关水位的设计工作，如果设计的过高将会出现工程上的浪费现象，而过低的设计则会影响到建筑物的使用安全。因此在其相关的测算过程中，勘察工作人员与设计工作人员需要保持高效率的沟通，也就在地下水位的变化和全方位的分析过程中进行更好的设计和有效的提升，尤其是在降水量比较多的夏季进行全方位的控制工作，临河的建筑还需要考虑到河水季节性变化的相关因素，以及本地区的土层特点等，进行多方面因素的考虑和有效的控制工作。
1.2 抗浮设计
地下室的抗浮设计工作，无论是国家还是地方都提出了不同的要求，需要根据工程和地点中的相关情况进行全方位的分析工作，地基基础的规定测试参数范围之内进行自重压力的相关标准值的确定工作，保证整体力学结构不会产生上浮的现象，也满足多层建筑的需求。而不同的建筑应该采取不同的计算方法，做好局部抗浮的设计工作，避免较大程度的位移造成了结构和使用安全方面的英希昂，采取结构刚度的有效控制措施[2]。
2 地下室结构抗浮不足的主要原因
以本人参与某项目为例，该工程有6幢住宅楼，地下1层、地上6层，层高23.5米，地下建筑面积为14658 m2。地下室水浮力设计参数：（1）地下室漂浮稳定时，作用效应按承载能力极限状态下作用的基本组合，但其分项系数均为1.0；对于其他工程，当水浮力对结构有利时，水浮力分项系数取1.0。（2）设计时考虑的最高地下水位为4.880 m，最低地下水位为2.700m。（3）抗浮计算时考虑了车库顶有1100厚的覆土重量（覆土容量26KN/㎡）。下面就地下室抗浮问题展开分析
2.1 气候状况
就工程建设而言,气候因素是引发各种问题的主要因素,也是地下抗浮问题产生的原因之一,对于本工程而言,在江苏东南地区,尤其是汛期雨量充足时或连续多日的暴雨天气,都会导致地下水位升高,超过原设计抗浮水位,从而引发地下室结构抗浮不足的现象。
2.2 地理环境
在某些特殊地质环境下,建筑工程地势较低,尤其是其周围地势比地下室还高,而外层区域的地下水全部流入建筑工程,导致地下水位急速上升,易产生盆腔积水效应,超过抗浮水位,建筑区域环境受地下水、压力等因素影响,地质环境发生变化,从而对建筑工程产生一定影响。
2.3 降排水工程施工不足
实践中,考虑到工程经济、工期等隐私性,地下室结构顶板未加载完毕,应立即停止降水,同时,地下室内排水混乱,外墙回填不充分,使地表水通过不密实的机构流入地下室结构外,增加了水的浮力,造成地下室结构抗浮问题[3]。
3 建筑物地下室抗浮力处理的优化对策
鉴于地下室结构在整个建筑工程中有着非常重要的地位，就需要建筑施工企业及其相关施工人员针对地下室抗浮问题加大研究力度，充分利用各种有效措施处理和解决地下室的抗浮问题。下面就如何处理和解决抗浮问题展开探究和讨论。
3.1 提供地下室水的浮力设计参数
第一种情况是基坑内浮力稳定时,作用效果按承载能力极限状态下作用的基本组合,但各分项系数均为1.0;第二种情况是其它工程,当水浮力有利于结构时,各分项系数为1.0。设计时考虑的地下水位最高值为4.880 M,最低值为2. 700 M。考虑车库顶有1100厚覆土重量的抗浮计算;但在实际施工过程中,地下室结构主体工程完成后,不可能及时覆土,且上部结构施工需要一定的时间,在此时间内有可能导致地下室浮出水面。针对这种情况,我建议可以先安排人员对这些柱的周边底板进行钻孔的尝试,得到了大家的同意。钻孔一开,地下水就猛烈地喷涌到地下室的顶板上,钻孔一开,柱梁上的裂缝就立即缩小,有些地方肉眼很难发现。
3.2 地下建筑抗浮力的提高
3.2.1 设置抗浮桩
基坑结构抗浮力的提高,采用了抗浮桩的设计原则,即利用桩型与土层摩擦系数的增大,提高整体抗拔力。因此,在采用抗浮桩提升抗浮能力时,应着重考虑抗浮桩的类型、长度、直径以及土质等。抗浮桩的设计一般是与上部结构相连接,这样可以增加基础的支撑力,提高地下室结构的整体刚度,从而提高抗浮力。此外,抗浮桩的设置还受环境因素和施工条件的影响,故该方法造价较高,需合理选择[4]。
3.2.2 锚固抗浮技术
采用抗浮锚结构是提高地下室结构抗浮性的有效措施,主要是利用锚杆和砂浆形成的锚固土结构,具有较大的抗浮力,而锚固土结构比桩基具有更大的摩擦力,因而能表现出更好的抗浮力,同时具有较大的灵活性,造价也较低,施工方便,因而抗浮锚杆技术手段得到广泛应用。
3.2.3 抗压重浮法
该方法主要是利用地下室结构底板和顶板回填土与地面厚度的增加,来提高地下室结构的抗浮性,压重抗浮性的技术手段比较简单,可行性较高,但抗浮能力较弱,一般作为辅助抗浮技术进行开采,而且压重抗浮措施还会受到空间的限制,因此,采用压重抗浮技术时,应注意水浮力的关系[5]。
3.3 综合复位法
在地下室结构发生上浮时,通过加固处理,虽然能满足承载能力要求,但会影响地下结构,甚至产生位移和倾斜,为保证结构的稳定,应采用结构复位技术。复位常用技术有加载、抽水、解压等。具体分析为:①负载复位技术。由于地下室结构自重的快速提升,可合理控制结构上浮引起的错位,使结构快速沉降回原位。对有上浮现象的建筑物加载某些密度较大的重物,可使建筑物受重力作用下沉,从而达到复位;在因上浮引起结构变化时,可采用抽水复位的方式,使地下水位降低,从而控制上浮,一般情况下不能只靠抽水来降低水位,还要配合加载等措施,使效果更明显;③解压复位措施。当受地质条件、设备因素和场地等因素的影响,抽水不能使水位下降时,可采用解压复位措施,以达到降低地下水位的效果,通过钻孔上部结构,使地下水排出,有效地消除了接触面压力,排除了将地下水注入底板的可能性,达到良好的结构复位[6]。
3.4 降水抗浮
抗水浮沉的工作指的是在结构的四周和基底预先设置好降水盲沟的一系列工作，将建筑投入使用之后，地下水可以通过此渠道被排水泵抽走。通过降水盲沟的不断使用等，地下水位需要始终低于建筑物悬浮的境界水位中，保证结构上浮的有效性。在此方法的施工中便利程度比较高，但是因为建筑物的施工面积比较大，盲沟的施工数量多，也就在前期的施工和日常管理的过程中造成了较大的工作量，也就直接导致了后续的施工成本增加等一系列的问题。并且在透水率比较高的条件下，后续的施工抽出来的水如何排放也成了关键性的问题，因此应用具有着一定的局限性。
3.5?锚杆质量控制要点
抗浮锚杆施工质量控制要点如表1 所示[7]。
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4 结论与建议
从总体上看,我国建筑工程的地下室空间利用率越来越高,地下室建设也越来越受到重视,因此,从整体上提高建筑工程地下室的结构质量有着极为重要的意义。但在实际施工中,地下室结构往往会受到各种因素的影响,而出现地下室结构抗浮问题,不仅会对地下室结构的稳定性造成直接性破坏,同时也会对整个建筑的质量造成很大程度的影响,因此,建筑企业应加强地下室工程施工的抗浮处理力度,全面分析其产生的原因,并结合实际案例,认识地下室结构抗浮处理力度不足的表现及常见问题,采取有效的措施,解决地下室结构抗浮处理措施对建筑结构的影响,促进建筑企业的健康发展。
参考文献：
[1]江书超,刘金波,郭金雪,张松.内插钢管的旋喷桩在处理地下室抗浮问题中的应用[J].施工技术,2019,48(13):10-12+53.
[2]耿新雷.抗浮锚杆在地下室抗浮中的应用[J].工程与建设,2019,29(06):839-841.
[3]吴承毅.特定地质条件下地下室抗浮问题的新思路[J].四川水泥,2019(07):25.
[4]贾春伟.地下室抗浮问题分析及处理措施研究[J].黑龙江科技信息,2019(03):223.
[5]叶靖.地下室抗浮问题分析及处理措施研究[J].当代化工研究,2020(22):168-170.
[6]贾春伟.地下室抗浮问题分析及处理措施研究[J].黑龙江科技信息,2014(03):223.
[7]窦艳玲,马国栋,刘晓英.抗浮锚杆在高层结构地下车库工程中的应用[J].施工技术,2016,45(01):109-111.