淺析地下車(chē)庫(kù)抗浮技術(shù)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(lái)越大，基礎(chǔ)埋置越來(lái)越深，結(jié)合人防工程做地下車(chē)庫(kù)的地下室較為多見(jiàn)，基礎(chǔ)埋置越深，抗浮問(wèn)題亟待解決處理，本文對(duì)常見(jiàn)地下車(chē)庫(kù)抗浮處理措施予以研究，為相關(guān)類(lèi)似工程提供參考。

【關(guān)鍵詞】地下車(chē)庫(kù) 抗浮 技術(shù)措施

本文對(duì)常見(jiàn)愈突顯其重要性，地下室兼做地下車(chē)庫(kù)情形越來(lái)越多，一般的高層住宅區(qū)均在若干幢相鄰的高層建筑物下面設(shè)計(jì)一貫通的大型車(chē)庫(kù)。這種地下車(chē)庫(kù)的埋深通常較大，有相當(dāng)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(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活質(zhì)量的提高，促進(jìn)了城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市中地下車(chē)庫(kù)、地下商場(chǎng)、地下水池等地下建（構(gòu)）筑物的建設(shè)項(xiàng)目日趨增多[1]。高層或高層建筑的涌現(xiàn)，基礎(chǔ)埋置越來(lái)越深，地下車(chē)庫(kù)的開(kāi)發(fā)和利用越來(lái)越多，尤其是結(jié)合人防工程做地下車(chē)庫(kù)的地下室較為多見(jiàn)。這種地下車(chē)庫(kù)的埋深通常較大，有相當(dāng)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(fù)受力，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系是不利的，但如何采取抗浮技術(shù)措施？本文對(duì)此問(wèn)題予以分析。

2 抗浮錨桿

2.1抗浮錨桿受力機(jī)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(fā)揮作用，鋼筋與上部結(jié)構(gòu)相連，當(dāng)上部結(jié)構(gòu)受到地下水浮力的作用時(shí)，結(jié)構(gòu)首先將荷載傳遞給鋼筋，然后通過(guò)鋼筋與注漿體的握裹力傳遞到注漿體，再由注漿體通過(guò)其與土體的摩擦力傳遞到桿體周?chē)耐馏w中[2]。在房建項(xiàng)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(zhì)的不同，受壓樁承載力是由樁端壓力和樁側(cè)摩阻力共同組成。如果地質(zhì)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(chǎn)生偏載時(shí)，很容易在樁端發(fā)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(cè)摩擦力組成，在受荷的時(shí)候桿體必須有位移產(chǎn)生，才能調(diào)用桿體與土體之間的摩擦力，并且抗浮錨桿在荷載很小時(shí)，也產(chǎn)生微小位移，這可增加錨桿與周?chē)馏w的摩擦力，有利于抗浮力的平衡。

2.2土體變形對(duì)抗浮錨桿承載力的影響

抗浮錨桿埋置于土體當(dāng)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(shí)候相互間會(huì)產(chǎn)生擠壓和剪切，必然會(huì)出現(xiàn)彈、塑性變形，根據(jù)前人對(duì)土體彈塑性特征的研究可以知道，土體具有其彈性極限，當(dāng)土體達(dá)到其彈性極限時(shí)，塑性變形便開(kāi)始加速增長(zhǎng)，而此時(shí)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(kāi)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(yuǎn)大于土體的彈性極限，因此通常在遠(yuǎn)小于錨桿的設(shè)計(jì)荷載的時(shí)候，這一現(xiàn)象便會(huì)出現(xiàn)，這也是通常在進(jìn)行錨桿試驗(yàn)中經(jīng)常見(jiàn)到錨桿被拔出，而很少見(jiàn)到錨桿被拉斷的原因。

3 抗浮樁設(shè)計(jì)

3.1抗撥樁受力機(jī)理分析

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

3.2抗浮樁基本類(lèi)型

抗浮樁根據(jù)地質(zhì)狀況、樁端持力層情況等大致分成四種類(lèi)型：

第一類(lèi)抗浮樁是側(cè)阻力抗浮樁由樁身自重和樁在各土層（巖層）內(nèi)的抗拔側(cè)阻力之和來(lái)抵抗上拔力。側(cè)阻力抗浮力樁是嚴(yán)格按照建筑樁基技術(shù)規(guī)范選用側(cè)向抗拔系數(shù)計(jì)算抵抗浮力。

第二類(lèi)抗浮樁是粘結(jié)強(qiáng)度抗浮樁，它是由樁身自重、樁在強(qiáng)風(fēng)化巖層內(nèi)的抗拔側(cè)阻力和樁在微風(fēng)化巖層內(nèi)的粘結(jié)力二者之和來(lái)抵抗上拔力。

第三類(lèi)抗浮樁是抗剪強(qiáng)度抗浮樁，它主要是由鋼材自重、樁在強(qiáng)風(fēng)化巖層內(nèi)的抗拔側(cè)阻力和樁端微風(fēng)化巖剪切破壞錐體抗剪強(qiáng)度三者之和來(lái)抵抗上拔力。抗剪強(qiáng)度抗浮樁通過(guò)樁端擴(kuò)大，利用較大的剪切破外錐體來(lái)予以設(shè)計(jì)，其工程造價(jià)較為經(jīng)濟(jì)，樁身本身強(qiáng)度由巖石試塊的抗壓極限強(qiáng)度確定。

第四類(lèi)抗浮樁，利用樁身自重、樁在強(qiáng)風(fēng)化巖層內(nèi)的抗拔側(cè)阻力和樁在微風(fēng)化巖層內(nèi)的粘結(jié)力和樁端錨材抗拔力四者之和來(lái)抵抗上拔力，簡(jiǎn)稱為錨桿抗浮樁。此類(lèi)型用于結(jié)構(gòu)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(jié)論：介紹了地下室抗浮設(shè)計(jì)常用抗浮力設(shè)計(jì)措施，并對(duì)工程中常用的兩種抗浮技術(shù)措施——抗浮樁和抗浮錨桿的受力機(jī)理、種類(lèi)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，為將來(lái)工程實(shí)際應(yīng)用提供了參考與依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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

2 崔京浩、崔巖，錨桿抗浮設(shè)計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，特種結(jié)構(gòu)，2000：8-10

3吳銘、王金成、陳海燕，大型排水構(gòu)筑物的抗浮設(shè)計(jì)。特種結(jié)構(gòu)，2004，1（21）：15162：17～18

4 楊瑞清、朱黎心-地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工設(shè)防水位的選定與抗浮驗(yàn)算的探討，工程勘察。2001，1：43—45