利用支護(hù)結(jié)構(gòu)抗浮的工程應(yīng)用實(shí)例

陳 偉，俞 曉

（武漢科技大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院，武漢 430070）

近年來(lái)隨著地下空間的不斷開(kāi)發(fā)，地下結(jié)構(gòu)的抗浮已成為一個(gè)經(jīng)常面臨的問(wèn)題。地下結(jié)構(gòu)抗浮措施主要有：自重法、抗拔樁下拉法、延伸基板法、利用支護(hù)結(jié)構(gòu)抗浮法等。其中自重法、抗拔樁下拉法是常用的抗浮措施；利用支護(hù)結(jié)構(gòu)抗浮法設(shè)計(jì)新穎，耗費(fèi)低廉，并能在很大程度上利用支護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)彌補(bǔ)地下結(jié)構(gòu)抗浮能力的不足。因此，如何選擇合適的抗浮方案以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，應(yīng)該得到工程技術(shù)人員的進(jìn)一步重視。

1 工程常用的三種抗浮措施

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 5007—2011）規(guī)定，抗浮穩(wěn)定性不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采取增加壓重或設(shè)置抗浮構(gòu)件等措施［1］。自重法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，實(shí)際工程中造價(jià)往往過(guò)高?？拱螛断吕ㄊ抢脴扼w自重和樁側(cè)摩阻力來(lái)提供抗拔能力的一種抗浮措施［2］，可靠性較高?？拱螛断吕ㄒ话悴捎霉嘧蹲骺拱螛?，該抗浮措施受到造價(jià)及施工條件的限制，且當(dāng)上覆土層較厚時(shí)，其效率較低。利用支護(hù)結(jié)構(gòu)抗浮法可靠性較高，且鏈接鍵的安置費(fèi)用較低，降低了工程造價(jià)，但當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)與支護(hù)結(jié)構(gòu)間距較大時(shí)，鏈接鍵的安裝難度也相應(yīng)的增加，局部穩(wěn)定性仍然需要設(shè)置其他構(gòu)件以保證［3］。

2 實(shí) 例

2.1 工程概況

荊州某地下工程總建筑面積為34 335.7m2，全長(zhǎng)為982.9m，±0.000m以上無(wú)上部結(jié)構(gòu)。該工程平面布置如圖1所示。頂板上覆土層厚度為1.3～1.5m。支護(hù)樁采用鉆孔灌注樁，樁徑900mm，樁中心距為1 400mm。原設(shè)計(jì)在下沉式廣場(chǎng)區(qū)域采用抗拔樁抗浮法作為主要的抗浮措施。抗拔樁采用帶擴(kuò)大頭的鋼筋混凝土灌注樁，樁身直徑為800mm，擴(kuò)大頭直徑為1 600mm，樁長(zhǎng)至少15m，共807根。

2.2 抗浮方案的優(yōu)化

以灌注樁作為抗拔樁也存在一定的缺點(diǎn)：由于灌注樁與柱子連接，使抗浮樁的間距太大，需要很厚的底板才能抵抗浮力產(chǎn)生彎距和剪力，因而除樁自身造價(jià)高外底板造價(jià)也較高［4］。故在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將主要抗浮措施改為利用支護(hù)樁抗浮法。

為了配合鏈接鍵的設(shè)置，支護(hù)樁樁頂設(shè)置鋼筋混凝土冠梁，截面尺寸修改為1 200mm×600mm。支護(hù)樁與主體結(jié)構(gòu)外墻中心線的距離由原設(shè)計(jì)的1 500mm改為800mm；基板延伸長(zhǎng)度由原設(shè)計(jì)的1 500mm改為無(wú)延伸。在保證下沉式廣場(chǎng)區(qū)域抗浮穩(wěn)定性的情況下，將原設(shè)計(jì)的帶有擴(kuò)大頭的鋼筋混凝土灌注樁改為預(yù)應(yīng)力管樁。經(jīng)設(shè)計(jì)上的反復(fù)考究，工程竣工后的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)驗(yàn)證了利用支護(hù)結(jié)構(gòu)抗浮的方案是安全的、可行的。原有設(shè)計(jì)與優(yōu)化后對(duì)比如圖2所示。

2.3 經(jīng)濟(jì)分析

自重法的造價(jià)主要由相關(guān)配重材料的費(fèi)用來(lái)控制，抗拔樁下拉法由抗拔樁的費(fèi)用及機(jī)械費(fèi)用組成，兩者的工程造價(jià)往往過(guò)高。利用支護(hù)結(jié)構(gòu)抗浮則造價(jià)低廉，其造價(jià)主要包括鏈接鍵、樁頂冠梁新增混凝土的費(fèi)用及支護(hù)結(jié)構(gòu)抗拔承載力實(shí)驗(yàn)所需要的費(fèi)用。

該方案與原有設(shè)計(jì)相比，利用支護(hù)結(jié)構(gòu)抗浮減少了底板混凝土墊層的厚度和基坑開(kāi)挖土方量；提高了基坑開(kāi)挖時(shí)的降水水頭；沉入式廣場(chǎng)原有設(shè)計(jì)的帶有擴(kuò)大頭的鋼筋混凝土灌注樁樁型改為靜壓預(yù)應(yīng)力管樁或不帶擴(kuò)大頭的鋼筋混凝土灌注樁，解決了抗拔樁的施工困難問(wèn)題。

3 結(jié) 論

利用支護(hù)結(jié)構(gòu)抗浮仍然存在一些問(wèn)題：鏈接的形式及工作效率，局部沉降的保證等，這將為今后的設(shè)計(jì)工作者提供明確的研究方向，以進(jìn)一步完善該抗浮措施的理論及實(shí)踐效用。

地下結(jié)構(gòu)抗浮是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中非常重要的一部分，合理的設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全度與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。利用支護(hù)結(jié)構(gòu)抗浮對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了二次利用，保證了實(shí)現(xiàn)節(jié)約型工程建設(shè)的初衷，降低了工程造價(jià)，節(jié)約了社會(huì)資源?？梢灶A(yù)言，在今后的抗浮措施中，利用支護(hù)結(jié)構(gòu)抗浮將具有更加廣泛的發(fā)展前景。

［1］ GB5007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

［2］ 郜東明，譚躍虎，馬偉江.地下結(jié)構(gòu)的抗浮分析［J］.巖土工程界，2006（7）：60－62.

［3］ 金 明，姚 剛.懸臂支護(hù)樁兼抗拔樁技術(shù)研究及應(yīng)用［J］.施工技術(shù)，2008（1）：11－14.

［4］ 曾國(guó)機(jī)，王賢能，胡岱文.抗浮技術(shù)措施應(yīng)用現(xiàn)狀分析［J］.地下空間，2004（3）：105－109.

［5］ 祁桂明.基坑圍護(hù)兼作抗浮結(jié)構(gòu)的施工體會(huì)［J］.建筑地基.2005（3）：14－15.

［6］ 鄭剛要，張書(shū)江.地下工程的抗浮優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.科技訊息，2008（4）：36－38.

［7］ Robert D Holtz，William D Kovacs.An Introduction to Geotechnical Engineering［D］.New Jersey：Prentice－Hall，Inc Englewood Cliffs，1981.