抗浮設(shè)計(jì)論文：地下結(jié)構(gòu)抗浮路徑探析

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本文作者：徐慶、李大浪 單位：中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司

地下結(jié)構(gòu)抗浮驗(yàn)算

1)在地下結(jié)構(gòu)施工階段,應(yīng)根據(jù)施工期間的抗浮設(shè)計(jì)水位和抗力荷載進(jìn)行抗浮驗(yàn)算[3],特別應(yīng)考慮暴雨的影響,采取可靠的降、排水措施，滿足抗浮穩(wěn)定要求。

2)在地下結(jié)構(gòu)使用階段,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期抗浮設(shè)防水位進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。

3)抗浮驗(yàn)算的公式。抗浮驗(yàn)算除有關(guān)現(xiàn)行國(guó)家或行業(yè)規(guī)范規(guī)定外一般采用以下公式進(jìn)行驗(yàn)算。G/S≥K(1)式中:G為結(jié)構(gòu)自重及其上作用的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的總和，不包括活荷載;S為地下水對(duì)地下結(jié)構(gòu)的浮力標(biāo)準(zhǔn)值;K為地下結(jié)構(gòu)抗浮安全系數(shù),一般取1.05。

常用的地下結(jié)構(gòu)抗浮措施

當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)抗浮驗(yàn)算不滿足公式(1)要求時(shí),必需采取適當(dāng)?shù)目垢〈胧?保證地下結(jié)構(gòu)的安全。常用的方法有:加大結(jié)構(gòu)自重法、利用頂蓋覆土、底板外挑、設(shè)置抗拔樁、布置抗浮錨桿、底板下釋放水浮力的方法。常用的抗浮措施一般設(shè)計(jì)與施工結(jié)合不是很緊密,安全可靠,但未考慮施工階段必要的一些措施,經(jīng)濟(jì)性較兩者結(jié)合考慮要差,同時(shí)工期相對(duì)更長(zhǎng)。

地下結(jié)構(gòu)特殊方法抗浮工程案例

1)利用基礎(chǔ)基坑支護(hù)進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)。地下結(jié)構(gòu)的施工通常需要開(kāi)挖較深的基坑，在無(wú)法放坡開(kāi)挖的情況下,往往需要進(jìn)行基坑支護(hù)?；又ёo(hù)常常采用擋土擋水結(jié)構(gòu),有樁基礎(chǔ)、有土釘墻;形成了很強(qiáng)的擋墻,通常作為施工階段一次性使用,將基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與地下結(jié)構(gòu)結(jié)合考慮,用作抗浮經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。廣東韶關(guān)某冶煉廠污水零排放工程關(guān)鍵項(xiàng)目,10m深的全廠雨水收集池，就是設(shè)計(jì)時(shí)考慮到施工過(guò)程必須采用嵌巖排樁基坑支護(hù),利用在排樁中植入抗剪鋼筋,并利用嵌巖排樁基坑支護(hù)作為污水池側(cè)板外模,把抗剪鋼筋與側(cè)板澆為一體,通過(guò)抗浮驗(yàn)算,完全滿足抗浮要求,節(jié)省了巨額的配重抗浮費(fèi)用。工程已經(jīng)投入使用6年,安全可靠。

2)利用施工過(guò)程形成的隔水層進(jìn)行抗浮。在地下結(jié)構(gòu)基坑回填方案和材料會(huì)直接影響地下結(jié)構(gòu)的抗浮能力,尤其表現(xiàn)在以隔水層土質(zhì)如粘性土和粉土為基礎(chǔ)底板持力層的地下結(jié)構(gòu),而且地下潛水位低于基礎(chǔ)底板。在地上室外墻與基坑側(cè)壁間采用三、七灰土等不透水材料進(jìn)行回填,地表排水良好,而且在一定范圍內(nèi)做好隔水層,地下室可不做抗浮設(shè)計(jì)。否則,同樣要考慮上層滯水浮力作用。江西德興某礦山的原料庫(kù)為地下結(jié)構(gòu),地上有鋼結(jié)構(gòu)頂蓋,建設(shè)在半山腰上,原料庫(kù)的底板大大高于地下水位,并全部在挖方區(qū)。設(shè)計(jì)未考慮抗浮設(shè)計(jì)，施工過(guò)程中，在底板、側(cè)板施工完成后,施工方未按設(shè)計(jì)回填不透水材料,恰逢大雨,山上的雨水涌入施工場(chǎng)地,造成地板和側(cè)板開(kāi)裂漏水。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查勘分析,上層滯水浮力作用是破壞結(jié)構(gòu)的主要原因,混凝土澆筑質(zhì)量是次要原因。因此，采用在側(cè)板四周進(jìn)行注水泥漿形成不透水層施工，地表一定范圍內(nèi)進(jìn)行硬化,并做截水溝進(jìn)行處理,處理后效果良好。

3)利用底板下地基處理的毛石混凝土增加配重。建造在山區(qū)低洼地帶的地下水池，常常需要進(jìn)行換土地基處理以獲得必要的承載力和控制不均勻沉降，進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)時(shí)就可以利用回填毛石混凝土，在毛石混凝土底部設(shè)拉筋與水池鋼筋混凝土底邊拉結(jié),使之成為水池結(jié)構(gòu)的配重,同時(shí)取得地基處理和結(jié)構(gòu)抗浮的雙重功能。該方案在江西省污水處理工程中采用,充分利用了當(dāng)?shù)厣绞Y源,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,加快了建設(shè)速度。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)理論分析和工程案例情況可以看出，地下結(jié)構(gòu)的抗浮這一長(zhǎng)期困擾業(yè)主和設(shè)計(jì)人員的問(wèn)題,可以通過(guò)EPC工程總承包的方式，得到較好的解決。將設(shè)計(jì)和施工有機(jī)的結(jié)合在一起,因地制宜,充分利用基坑支護(hù)、場(chǎng)地處理、地方建筑材料等措施,選擇合理可靠的抗浮方案,使地下結(jié)構(gòu)做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理,并進(jìn)一步推動(dòng)工程建設(shè)EPC工程總承包的發(fā)展。