淺析地下結(jié)構(gòu)的抗浮設(shè)計

張月開

(貴陽建筑勘察設(shè)計有限公司，貴州 貴陽 550081)

1 抗浮水位

抗浮設(shè)計最重要的兩個關(guān)鍵參數(shù)就是①抗浮水位，②安全系數(shù)Kw。

關(guān)于抗浮水位，大到國家規(guī)范，小到全國各省市的地方標(biāo)注的取值都不盡相同，南方和北方，東部沿海和西部地區(qū)都有自己相應(yīng)的規(guī)定。如北京地區(qū)規(guī)定：對防水要求嚴格的建筑物，設(shè)防水位可按歷年最高水位；對防水要求不嚴格的建筑物，其設(shè)防水位可參照3～5年內(nèi)最高水位及勘察時實測的靜止水位確定。廣州地區(qū)規(guī)定：取建筑物設(shè)計使用期限內(nèi)(包括施工期)可能產(chǎn)生的最高水位，若勘察報告未提供地下水最高水位，則可取建筑物室外標(biāo)高。貴州地區(qū)規(guī)定：根據(jù)勘察期間地下水位，并通過收集場地的動態(tài)資料，給定年最高水位、歷史最高水位及其動態(tài)變化規(guī)律確定。

2 安全系數(shù)

安全系數(shù)，目前常用的Kw=1.05。個人認為此參數(shù)不能取恒定值，對于靜水水位本來就高的，此參數(shù)應(yīng)取值1.2～1.3，若某工程設(shè)計有抗浮錨桿，安全系數(shù)取的1.05，一旦因為施工原因或是地下水位比設(shè)計的要高，可能導(dǎo)致某顆錨桿失效，荷載會傳遞給周圍的個體上，進而形成多米諾骨效應(yīng)，導(dǎo)致連鎖破壞，所以要保證足夠的安全系數(shù)，在不能保證每個構(gòu)件都能達到極限受拉承載力的前提下提高安全系數(shù)。反之，對于靜止水位本來就遠低于底板標(biāo)高，或是產(chǎn)生底板浮力的可能性很小的時候，此參數(shù)還可比1.05更低，畢竟建筑物中還有一定的有利活荷載設(shè)計沒有考慮在內(nèi)。

3 幾個工程抗浮設(shè)計案例

本人在2013年設(shè)計的《中國貴陽·烈變國際廣場項目》和《威寧·濱城花園項目》同時出現(xiàn)了底板開裂的情況。兩個項目均是2013年設(shè)計，2014年地下結(jié)構(gòu)已完工，兩個項目有相似的情況：①地勘報告顯示，場地地下水很深，可不考慮抗浮設(shè)計，②均為獨立基礎(chǔ)，持力層為巖石，底板直接落在巖石上，故底板設(shè)計時僅按0.15%構(gòu)造配筋，③兩個項目全埋地下室均為3層，背面靠山，前側(cè)沿路。但在2015年夏天暴雨過后，底板，柱根不約而同的開裂了，就通知各參建單位到現(xiàn)場查看，請專家來查明原因。地勘報告上顯示不考慮抗浮設(shè)計也是根據(jù)相關(guān)規(guī)定確定的，最終得出的結(jié)論是由于山上大量的水滲漏在底下，而建筑物又切斷了原有的水流通道，地下水沒有及時排走導(dǎo)致水壓力把底板頂開裂。而解決的辦法是在底板適當(dāng)?shù)奈恢迷鲈O(shè)集水井(不設(shè)底板，與地下聯(lián)通)，讓水從集水井里集中抽走。兩個項目這樣使用至今再也沒有出現(xiàn)類似的問題。針對這些事情我們也進行了總結(jié)和分析，類似這樣的工程，地勘不提抗浮水位或是地勘顯示不考慮抗浮水位，按照幾米的水浮力考慮比較安全。如果不將底板下的水釋放掉，那么我們設(shè)計考慮2m或5m都無濟于事，因為地下3層都足足有12m之多，設(shè)計不可能按12m考慮抗浮設(shè)計，這樣帶來的代價建設(shè)單位難以承受。在我們后來的設(shè)計中，類似的情況我們就采用在地下室周圈設(shè)置排水盲溝，阻止地上的水滲入地下室底板以下產(chǎn)生水壓力，同時在底板下鋪設(shè)300～500厚碎石墊層，用于濾水，并在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置集水井，或在側(cè)墻上設(shè)置泄水口，以防止底板開裂甚至整體上浮的出現(xiàn)。本人在2014年還設(shè)計了《花溪·萬宜酒店綜合體》項目，該工程臨近河流，根據(jù)地勘提的抗浮水位為5.97m，設(shè)計按6m抗浮水頭考慮，該工程中庭設(shè)有采光井，中庭部分整體抗浮不足，局部采用抗浮錨桿，安全系數(shù)Kw取值為1.2，同時在建筑周圍設(shè)置3個深井，用于監(jiān)測地下水位高度變化，防止水位高于設(shè)防水位，當(dāng)水位高于設(shè)計抗浮水位時，就通過這3個深井向外抽水，降低水位，平時加防抽水用于其他生活用水，大量的節(jié)約了生活用水的使用費用。本工程2016年正式投入使用，使用至今未出現(xiàn)抗浮問題。

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4 結(jié) 語

(1)水浮力和地震一樣，屬于概率論，各地區(qū)有各地區(qū)的地質(zhì)情況，要根據(jù)具體情況分析，不可一味的盲目加大，造成經(jīng)濟浪費，且達不到預(yù)期效果。

(2)靜止地下水位本來就高的，應(yīng)適當(dāng)放大安全系數(shù)，增加安全儲備，防止形成多米諾骨效應(yīng)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)破壞。

(3)合理選擇抗浮設(shè)計方式，設(shè)置多道防線，抗排結(jié)合，合理運用，能達到事半功倍的效果。