地下工程中主體與抗浮結構設計的完善措施

李瑞瑞

（身份證號：410221198510210215）

引言

通常狀態下，地下水對地下工程的破壞分為兩種，一種是部分破壞，另一種是整體破壞，前者部分破壞是指在地下工程施工過程中出現在最底層的主板發生開裂的痕跡，或者某些主板高高隆起，這種部分破壞會影響到整個地下工程的安全性。后者整體破壞是本文主要探討的內容，主要是指破壞會導致整個地下結構出現上浮，造成嚴重的安全風險和經濟損失，因此，必須重視地下結構上浮的問題，并且要進行抗浮工作，需要相關部門提起重視，做好應對的完善措施。

1 工程概況

當前有一地下工程為雙跨架結構，一共分為四層，此工程有一標準段，測得它的長度為21.6m，寬度為19.3m，地下工程標準段的深度為26.7m。目前地下工程的基礎地下結構運用混凝土技術進行施工，地下工程設有專門的人防等級，為6級。支護樁布置在地下工程的四周，運用鉆孔型支護樁進行作業，施工人員將支護樁體直徑設為900mm，支護樁體長度設為26.7m，將支護樁中心距離定義為1400mm，使用混凝土進行建造。本文以此地下工程為例，對地下工程中主體與抗浮結構設計進行了探討，總結出了一些完善措施，對惡意破壞地下工程的行為，相關部門必須進行嚴懲，這就需要建立專業的監督機制，要保證地下工程的質量水平。

2 工程地質條件

此地下工程從上到下分別為填土層、細砂層、中粗砂層、黏性土層、可塑粉質黏土層、硬質粉質黏土、中強微風化層，地下水主要為層狀基巖裂隙水和第四系松散巖類孔隙水，地下共程穩定水位埋設深度為1.8～5.2m，平均水位埋設深度為2.9m。地下工程中地下水位的起伏情況和地下水的供給等有密切的聯系。每年的夏天到了雨季的時候，水位就會明顯提高，地下水位還會有一個最大值，地下工程中的地下水會對造底板的鋼筋等造成破壞。

在當今時代，任何工程的完成內部之間都會有聯系，地下工程施工也不例外，因此需要我們協調好施工的管理，協調好施工的管理工作能讓地下工程工作更加高效，并且可以增加施工團隊的內在凝聚力，使整個施工團隊更加團結，地下工程的施工質量也會因此提高。在正常的施工作業中，要做到責任到人，如果有某個環節出現質量等問題的偏差，可以找到對應的負責人。

（1）施工中各個環節管理

在地下工程的施工過程中，各個項目和施工環節都要做好具體的統一的管理措施，協調好各項工作正常運行。

（2）施工過程中的管理

在地下工程施工的過程中，相關管理人員需要對施工的具體步驟、施工的設計圖、施工過程中的監督問題進行管理，并且要加強隊伍的凝聚力，保證施工過程高效地完成。

（3）施工隊伍人員的管理

對于施工過程中的人員，管理者要合理的分配好，使每個人都有自己具體的工作去完成，不能有不工作的人，并且要用專業的人員分配理論來分配地下工程施工的人員.使每位施工作業中的工作人員都各司其職，鼓舞地下工程施工中的工作人員的士氣，增強地下施工工作者的積極性，使地下工程更快更好的建設完成，減少浪費不必要的時間，增加地下工程道路建設的效率。

2.1 重視協調好管理層的工作

地下工程施工由于作業時間長，工作量大，所以會出現某些問題，這就需要對地下工程的施工進行及時的管理，如果不及時調整好，就有可能造成安全事故的發生，就會給相關部門帶來許多不必要的經濟損失。管理層是施工作業過程中的最高領導者，必須要履行好自己的職責和義務，并且嚴格要求自己，還要監督好市政施工的作業過程。

2.2 重視協調好地下工程的技術

在對地下工程進行施工過程時，需要有專業的人員來進行施工。所以，必須對施工過程中進行檢查的專業人員制定好具體的要求。要定期對負責檢查的專業人員進行培訓，保證專業人員的技術知識到位。所有的地下工程所用材料要有專門人員嚴格把關，必須符合國家級安全標準，技術人員要保證對道路施工所用材料進行嚴格的檢查，地下工程施工的管理者還可以成立獎懲制度，對于某些認真檢查地下工程施工的工作人員要進行合理的獎勵，同時，對于不重視檢查的某些工作人員進行嚴厲的懲罰措施，以免由于檢查水平低而造成不必要的安全事故。

3 地下工程抗浮設計

一般狀況下，地下底板上浮的根本原因用物理方面的知識來解釋是因為地下底板彼此之間的摩擦力和總體的重力小于水的浮力，很多情況下地下地板都會上浮，比如溫和的的卵石層等。一旦地下底板彼此之間的摩擦力和總體的重力小于水的浮力，就會出現上浮情況，為了保證地下工程的安全，相關人員應該緊急采取有效的措施。在地下工程施工過程中，需要根據各個方面的情況作出全面合理的思考，根據具體的實際情況作出抗浮的關鍵措施。

3.1 如何合理選擇抗浮方案

此地下底板處于地下水位很高的情況，所以如果只靠自身的重力是不能阻止底層上浮的，所以，需要根據實際情況作出相應的抗浮方案。最常用的抗浮方案是抗拔樁，因為目前抗浮錨桿的耐力和持久性得不到具體掌握，而且地下底板和錨桿的所在地下位置防水性能不是很好，所以僅僅使用抗浮錨桿并不能滿足地下底板的抗浮問題，于是，目前做常用的抗浮方案是抗拔樁，并在周圍用人工挖孔樁進行保護，在人工挖孔樁上放置重物，用重物來增加人工挖孔樁的重力，以此來防止底板上浮。按照國家地質抗浮標準，將水位以下1m作為抗浮的標準水位，并且以此水位對抗浮進行試驗。

3.2 布置抗拔樁

此地下工程的底板主要是靠地面的支撐，用彈簧來對底層進行模擬。由于是雙跨地下工程，所以抗拔樁的布置會縱向。在計算抗浮時，地下底板會承受水壓力，根據國家地質抗浮標準，要分析水位以下1m的數據。根據相關規定，要遵循以下公式：W/F≥1.05；（W+R）/F≥1.05；F=258×1×19.4+π×1.352÷4×15×10÷1.35×2=5323.2kN/m；R≥1.05F-G=1.05×5323.2-4343.6=1245kN/m等。通常情況下，抗拔樁是在底板下放置的，受力情況也是一致的，所以運用以下公式：Rw=up∑λiqsiali+0.9G0，單樁抗拔力大小可以用公式 Rω=π×1.8×0.7×400×5+0.9×119=8020kN 進行計算，如圖1布置抗拔樁。

圖1 布置抗拔樁

3.3 計算地下工程抗浮情況

利用各種相關數據進行模擬，底板、抗拔樁和人工挖孔樁進行試驗，因為本工程抗拔樁底部做了擴大，使用抗拔樁底部約束外界的環境條件，在底板周圍布置模擬的結構情景。水浮力系數為1.05，自身重力系數為1.0，以人工挖孔樁自身重力作為載重在底板周圍進行加載。使用這種方式進行模擬，不僅因為地板和抗拔樁不易變形，同時也考慮了抗拔樁混凝土的具體模型，這樣計算出的各種力的數值更加精準。

3.4 計算結果分析

根據實驗的相關數據可以表明，a和b兩種布置方式十分不同，根據具體的數據進行分析，b種布置方式更加合理，各種受力方式也更加合理。

3.5 抗拔樁配筋

在進行配筋時，要保證各個方面的力度達到要求，除此之外，由于抗拔樁長時間位于地下水位以下，所以地下水會對鋼筋混凝土造成一定的腐蝕性。因此，要求抗拔樁身裂縫寬度不能超過國家標準寬度，以免樁身鋼筋被腐蝕和破壞。

4 結束語

縱觀全文，主要從工程概況、工程地質條件與地下工程抗浮設計三方面進行了探討，進行了一系列的思考，簡單提出了一些意見和建議。地下工程建設的是否成功對我國社會整體發展有著至關重要的作用，我國走向現代化的發展道路，促進我國國民經濟的發展，需要提升地下工程的建設，要協調好地下工程施工問題，還要不斷對施工的技術進行創新，對人員分配不合理問題進行整改，國家的領導者要制定出自身的發展戰略，要合理地安排地下工程的施工作業，并定期對地下工程情況進行檢查，排除所用施工材料不合格等現象的發生。領導者盡職盡責，員工才會更加努力，獎懲措施也要公平公正合理運用。因此，更要做好地下工程施工的管理工作，為社會提供一個前途光明的發展前景。

[1]高海.地下水對某已建地下結構的浮起作用分析[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2014.

[2]朱明智.現代地下工程結構類型及設計方法[J].工程建設與設計，2014（7）：70～72.