不同形式的排水暗溝在坡地工程中的應用

黃運泰

(山東港通工程管理咨詢有限公司，山東 煙臺 264000)

0 引 言

山東省很多地區屬于丘陵地形，在用地異常緊張的今天，坡地建筑日益增多。坡地建筑地下室的抗浮設計水位往往難以準確確定，且抗浮設計較為復雜，不同設計方案直接影響工程的安全性和經濟性。排水暗溝抗浮構造措施安全、可靠、可操作性強。在綠色建筑不斷發展的今天，作為一種節能環保的抗浮構造措施，將成為坡地建筑地下室抗浮設計中不可缺少的一部分。設置排水暗溝降低抗浮設計水位，可以直接或間接降低工程造價，近幾年來已經越來越被人們認可和采用。什么形式的排水暗溝更適合具體的工程呢，本文將在具體工程案例基礎上展開分析和探討，不足之處，請同行批評指正。

1 排水溝形式的選擇

抗浮的目的是防止地下水浮力過大，對建筑物整體或局部產生不利影響，如地下室漂浮、地下室進水，地下室傾覆、局部底板隆起等等。防水的目的不僅是防地下水、地表水、毛細水，潮氣也是不允許的。工程上，抗浮和防水要同時滿足，才是合理的設計。

案例一：某多層住宅，地下小棚北側擋土，南側開敞，東西側放坡。北側擋土2.2m ，抗浮設計水位在小棚地面以上，按照常規，做防水底板處理最為穩妥，但似乎有點大材小用，過于浪費。如果能采取措施將水排走，并且避免潮氣，便可省去大面積的防水底板。初始方案采用毛石擋土墻使主體與其后擋土脫開，毛石擋墻和建筑物之間形成排水溝，可將水排走，做法如圖1所示，建筑物外墻采用普通磚墻做防水抹面和防水卷材處理，并取消防水底板。此處排水暗溝可降低水位，排出地下水，但避免不了潮氣。考慮到磚墻防潮效果一般，最終采用鋼筋混凝土外墻。因擋土不高，土壓力不大，于是取消了毛石擋墻，混凝土外墻兼起擋土墻作用。外壁掛排水暗溝，采用普通磚砌筑，選擇透水性較好的機制磚，做法如圖2所示。

圖1 排水溝做法示意

圖2 排水暗溝做法示意

案例二：某酒莊建筑，依山而建，南側開敞，北側兩層地下，擋土9m，山體裸露。方案階段，甲方要求做擋土墻進行擋土，同時設置防水底板防水。筆者看到此方案后，建議采用永久性支護固定擋土側山體，建筑和山體脫開，中間自然形成排水溝，并可取消防水底板，地面僅作防潮處理。如采用擋土墻將會帶來的問題：第一，酒莊體量不大，如果不脫開，僅靠擋土墻考慮抗傾覆和抗滑移，擋土墻截面、配筋和基礎非常巨大；第二，由于設置的鋼筋混凝土擋土外墻對整個建筑的不對稱布置，加上外墻剛度極大，所以造成結構的剛心和質心偏離較大，結構扭轉嚴重；第三，由于鋼筋混凝土外墻直接和巖體接觸，巖體震動直接傳給結構，從而使結構在嵌固層以上受到不確定的水平地震力，對結構產生不利影響。采用脫開并排水方案做法如圖3所示，以上問題迎刃而解。

圖3 排水溝做法示意

案例三：某地下車庫，南北高差在15 m左右，抗浮水位最高處有6 m左右，最低處3 m，實際高處的抗浮水位比最低點室外地坪還要高很多，車庫南北方向分階梯設置，根據抗浮設計水位分析，整個車庫都需要考慮抗浮。在我方建議下利用場地高差設置自流排水暗溝，也可稱為濾水溝，如圖4所示。將高處的水位導入低處，最后地下水匯入到最低一階車庫，僅對最低一階車庫進行重點抗浮設計，其余高階車庫按照構造防水處理，僅考慮抗浮水位2 m。按此做法本工程整體經濟效益明顯，此項目竣工3年，經歷過幾次較大雨季，運行情況良好。

圖4 濾水溝剖面大樣

案例四：某大底盤項目，南北高差20 m，車庫高處擋土10 m，低處開敞，場區外有一水庫，水庫最高抗洪水位比車庫最低處還要低很多。車庫高處抗浮設計水位6.0 m，低處抗浮水位在防水底板下。如考慮梯度水位，高處和低處抗浮水位高度均偏不安全。初始方案，高處考慮抗浮，防水底板加厚，加大埋深以增加配重，由于場地大面積強風化花崗巖裸露，開挖困難，需要爆破，且工程量巨大。我方建議改為利用場地高差做自流盲溝，把地下水通過埋置的暗溝排到場區外的水庫內。此處設置暗溝以排水暗管的形式為宜，如圖5所示，可以把水集中排出，并應采取措施避免水流倒灌。暗溝的造價遠遠低于初始方案，安全性更高，并且縮短了工期，本項目正在施工中，經濟效益可觀，得到建設各方的一致好評。

圖5 排水暗管做法

2 結束語

地下室(建筑)抗浮設計關系到結構使用年限內的安全問題，隨著自然環境條件(降雨和周圍地形環境的改變)變化的越發突然和顯著，地下室結構設計中的抗浮問題越來越突出，抗浮設計已成為地下室設計的主要研究課題[1]。我們在地下建筑設計中必須對地下水浮力給予充分的重視。疏導優于抵抗，重分利用地形，化劣勢為優勢，暗溝排水抗浮正是一種構造簡單，施工方便的抗浮設計方案。根據不同工程不同地質地形，區別對待，選擇適合的排水暗溝方式，做出的不僅是放心的設計，也是讓社會滿意的設計。