淺析地下車庫抗浮技術措施

喬薇 李乾玲

【摘要】隨著高層建筑的日益增多，地下工程的建筑面積也越來越大，基礎埋置越來越深，結合人防工程做地下車庫的地下室較為多見，基礎埋置越深，抗浮問題亟待解決處理，本文對常見地下車庫抗浮處理措施予以研究，為相關類似工程提供參考。

【關鍵詞】地下車庫 抗浮 技術措施

本文對常見愈突顯其重要性，地下室兼做地下車庫情形越來越多，一般的高層住宅區均在若干幢相鄰的高層建筑物下面設計一貫通的大型車庫。這種地下車庫的埋深通常較大，有相當一部分體積要位于地下水位以下，如果在施工和使用期間不采取抗浮措施，在水浮力作用下地下建筑物

1 概述

近年來，隨著國民經濟的發展，人民生活質量的提高，促進了城市建設的不斷發展，城市中地下車庫、地下商場、地下水池等地下建（構）筑物的建設項目日趨增多[1]。高層或高層建筑的涌現，基礎埋置越來越深，地下車庫的開發和利用越來越多，尤其是結合人防工程做地下車庫的地下室較為多見。這種地下車庫的埋深通常較大，有相當一部分體積是位于地下水位以下，如果在施工和使用期間不采取抗浮措施，地下建筑物隨水位的變化使地基反復受力，對整個結構體系是不利的，但如何采取抗浮技術措施？本文對此問題予以分析。

2 抗浮錨桿

2.1抗浮錨桿受力機理研究

抗浮錨桿是由鋼筋、注漿體組成，埋于土體中，與土體共同發揮作用，鋼筋與上部結構相連，當上部結構受到地下水浮力的作用時，結構首先將荷載傳遞給鋼筋，然后通過鋼筋與注漿體的握裹力傳遞到注漿體，再由注漿體通過其與土體的摩擦力傳遞到桿體周圍的土體中[2]。在房建項目中抗浮錨桿的承載力是由桿體與土體的摩擦力提供，即是摩擦型錨桿，它的受力形式與受壓樁的承載力有著本質的不同，受壓樁承載力是由樁端壓力和樁側摩阻力共同組成。如果地質條件較好，做成端承樁，它的承載力全部是由樁端承受，但是如果樁基產生偏載時，很容易在樁端發生小位移；而抗浮錨桿則不同，抗浮錨桿的承載力完全由桿體與桿體四周土體的側摩擦力組成，在受荷的時候桿體必須有位移產生，才能調用桿體與土體之間的摩擦力，并且抗浮錨桿在荷載很小時，也產生微小位移，這可增加錨桿與周圍土體的摩擦力，有利于抗浮力的平衡。

2.2土體變形對抗浮錨桿承載力的影響

抗浮錨桿埋置于土體當中，其承載力由桿體與土體摩擦力組成，因此其位移的狀況必然受到土體的影響[3]。土體作為彈塑性體，在與錨桿作用的時候相互間會產生擠壓和剪切，必然會出現彈、塑性變形，根據前人對土體彈塑性特征的研究可以知道，土體具有其彈性極限，當土體達到其彈性極限時，塑性變形便開始加速增長，而此時埋置于其中的抗浮錨桿的塑性位移便隨著土體塑性位移的增加而開始明顯增加。由于錨桿是由鋼筋組成，鋼筋的彈性極限一般遠大于土體的彈性極限，因此通常在遠小于錨桿的設計荷載的時候，這一現象便會出現，這也是通常在進行錨桿試驗中經常見到錨桿被拔出，而很少見到錨桿被拉斷的原因。

3 抗浮樁設計

3.1抗撥樁受力機理分析

一般的抗浮樁靠樁自重及樁側抗拔側阻力承擔上拔力，其抗拔力予以抵抗水對建筑結構產生的浮力。其受力機理是通過樁的抗拔側阻力與抗壓側阻力有相似處，但隨著上拔量的增加，其側阻力會因土層松動，及側面積減少等原因而低于抗壓側阻力[4]。另外應考慮到樁受壓或受拉時所產生的泊松膨脹或泊松收縮將使土的水平應力增加或減少，從而使土的抗剪強度和側面阻力增加或減少。上拔過程中荷載與上拔位移量關系曲線上呈明顯的峰值，峰后承載能力迅速下降，大變形時僅僅靠基礎本身重量和挾攜拖帶的部分土體重量來抗衡上拔荷載，它遠比峰值抗拔承載力小得多。抗浮樁盡量采用擴底樁，控制上拔位移量，對于樁端進入巖層的抗拔灌注樁，考慮樁身混凝土與巖層的枯結力或巖層倒錐體部分的抗剪強度作為抗拔力。

3.2抗浮樁基本類型

抗浮樁根據地質狀況、樁端持力層情況等大致分成四種類型：

第一類抗浮樁是側阻力抗浮樁由樁身自重和樁在各土層（巖層）內的抗拔側阻力之和來抵抗上拔力。側阻力抗浮力樁是嚴格按照建筑樁基技術規范選用側向抗拔系數計算抵抗浮力。

第二類抗浮樁是粘結強度抗浮樁，它是由樁身自重、樁在強風化巖層內的抗拔側阻力和樁在微風化巖層內的粘結力二者之和來抵抗上拔力。

第三類抗浮樁是抗剪強度抗浮樁，它主要是由鋼材自重、樁在強風化巖層內的抗拔側阻力和樁端微風化巖剪切破壞錐體抗剪強度三者之和來抵抗上拔力。抗剪強度抗浮樁通過樁端擴大，利用較大的剪切破外錐體來予以設計，其工程造價較為經濟，樁身本身強度由巖石試塊的抗壓極限強度確定。

第四類抗浮樁，利用樁身自重、樁在強風化巖層內的抗拔側阻力和樁在微風化巖層內的粘結力和樁端錨材抗拔力四者之和來抵抗上拔力，簡稱為錨桿抗浮樁。此類型用于結構自重特別小、上拔力特別大、并有樁端錨桿施工條件的抗浮。

結論：介紹了地下室抗浮設計常用抗浮力設計措施，并對工程中常用的兩種抗浮技術措施——抗浮樁和抗浮錨桿的受力機理、種類進行了詳細的分析，為將來工程實際應用提供了參考與依據。

參考文獻

1 周宗道，錨桿在地下室抗浮力加固中的應用，土工基礎，2002，4（16）：18-23

2 崔京浩、崔巖，錨桿抗浮設計的幾個關鍵問題，特種結構，2000：8-10

3吳銘、王金成、陳海燕，大型排水構筑物的抗浮設計。特種結構，2004，1（21）：15162：17～18

4 楊瑞清、朱黎心-地下建筑結構設計和施工設防水位的選定與抗浮驗算的探討，工程勘察。2001，1：43—45