某工程LED顯示基座上浮原因分析及加固處理

唐學(xué)杰 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院，安徽 合肥 230000）

1 引言

近年來隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，高層建筑、超高建筑以及大跨度空間結(jié)構(gòu)越來越多，建筑物的地下室埋深越來越大，大跨度空間結(jié)構(gòu)通常有大面積區(qū)域面臨水浮力問題。目前建筑物抗浮方法主要有降排地下水、隔水法、壓重法、抗拔樁、抗浮錨桿以及其他抗浮措施。降排地下水適合于水量不大的情況，且需要長期的控制和維護；隔水法費用較高，地層適合有限；壓重法通過增加結(jié)構(gòu)自重、增加覆土層厚度，工程造價偏高，需要加大基礎(chǔ)深埋，抗浮力效果有限；抗拔樁抗浮能力較強，但是抗裂要求不易滿足，受力鋼筋容易腐蝕，對防水盒耐久性要求很高；抗浮錨桿抗浮能力強布置方式靈活，基礎(chǔ)底板均勻受力，受力性很好，對各種地層的適應(yīng)性強，且施工便捷造價低廉，在地下車庫、人防工程、清水池等工程中得到廣泛應(yīng)用。近年來由于勘察、設(shè)計或施工等方面因素，建筑物抗浮措施不力或不當造成工程上浮事故時有發(fā)生。筆者就某水上表演劇場LED顯示基座上浮為例，經(jīng)基座抗浮驗算結(jié)合基座上浮特征，對該構(gòu)筑物的上浮原因進行分析，為后續(xù)進行加固處理方案提供可靠依據(jù)。

2 工程概況

某水上表演劇場LED顯示屏基座位于城市新區(qū)的灣區(qū)內(nèi)，建筑面積約為838.08㎡，工程于2017年11月開始施工，主體結(jié)構(gòu)于2018年1月結(jié)束，現(xiàn)基座設(shè)備基本安裝結(jié)束。由于灣區(qū)水位上漲，造成LED顯示屏基座上浮。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工概況

本工程為水下一層剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為7度，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，設(shè)計合理使用年限為50年，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級?；A(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，持力層均為第③層粘土，承載力特征值為230kPa，筏板基礎(chǔ)、剪力墻混凝土設(shè)計強度等級均為C30（建筑平面見附圖）。

地勘報告顯示，灣區(qū)水系設(shè)計抗浮水位可采用29.00m（為歷史最高水位），實際基座設(shè)計抗浮水位為27.00m。

經(jīng)檢查基座剪力墻截面尺寸基本與設(shè)計圖紙相符，但剪力墻體外側(cè)加設(shè)約為60㎜厚混凝土保護層（40㎜厚細石混凝土保護層+18㎜厚水泥砂漿面層，原設(shè)計不含該部分），剪力墻頂部原設(shè)計為300㎜高15㎜厚鋼化玻璃，實際施工為500㎜高。檢測中未發(fā)現(xiàn)基座剪力墻存在裂縫及滲水現(xiàn)象。

4 基座上浮情況

基座上浮主要出現(xiàn)在基座南側(cè)（A軸位置），北側(cè)（E軸位置）未見有明顯上浮現(xiàn)象。

觀測數(shù)據(jù)顯示，2018年2月25日至2018年3月1日，灣區(qū)在2月25日水位達到的最高值約為27.10m，當日基座出現(xiàn)明顯不均衡上浮現(xiàn)象，其中22/A軸部位基座上浮約450㎜，11/A軸部位基座上浮約250㎜，3/E、20/E軸部位未見明顯上浮。由于及時使用水泵對灣區(qū)進行降水處理，基座正在回落過程中，目前22/A軸上浮約170㎜，1/A軸上浮約100㎜。

5 基座抗浮驗算

根據(jù)設(shè)計圖紙及相關(guān)資料，依據(jù)現(xiàn)行國家有關(guān)建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對基座結(jié)構(gòu)抗浮驗算：按照圖紙設(shè)計的最高水位27.00m，基座自重大于浮力；由于基座形狀不規(guī)則，基座自重重心與浮力作用的浮心不重合，基座存在偏心受力，因此基座抗浮穩(wěn)定性不符合規(guī)范要求。

6 基座上浮原因分析

根據(jù)現(xiàn)場檢測及結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果綜合分析，基座上浮主要由于基座形狀不規(guī)則，基座自重重心與浮力作用的浮心不重合，基座偏心受力，導(dǎo)致抗浮穩(wěn)定性不足引起。

7 抗浮加固處理措施

基座直接置于灣區(qū)水系之中，目前水位未明顯下降，考慮建設(shè)成本和施工難度，本次加固處理方法采用局部澆注素混凝土配重法處理。配重法增加基座結(jié)構(gòu)自重，并調(diào)整基座自重重心使其與浮力作用的浮心基本重合，消除基座偏心受力影響，增加基座整體抗浮能力及穩(wěn)定性。處理結(jié)果表明，配重法加固處理簡便高效。

8 結(jié)束語

國內(nèi)外時有因水浮力處置不當而引起的各種工程事故發(fā)生，建筑物的抗浮問題正在逐漸引起業(yè)內(nèi)關(guān)注。通過類似工程事故的分析，對建筑物抗浮問題總結(jié)如下：首先應(yīng)高度重視地質(zhì)和水文的勘察，特別是容易引起工程事故的區(qū)域，應(yīng)做詳細勘察；設(shè)計應(yīng)考慮極端天氣、水位變化因素、工程現(xiàn)場地勢及施工方法，抗浮驗算應(yīng)留一定富余量，切不可因考慮建設(shè)成本而不采取抗浮措施；施工階段應(yīng)作好基坑排水、池體外肥槽回填以及池項及時覆土工作，施工工序應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求進行。