基于大型地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮控制研究

顏雅莎

（福建聯(lián)盛建筑設(shè)計(jì)院有限公司）

基于大型地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮控制研究

顏雅莎

（福建聯(lián)盛建筑設(shè)計(jì)院有限公司）

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化腳步的加快為建筑行業(yè)的發(fā)展贏得了良好的發(fā)展機(jī)會(huì)和廣闊的發(fā)展市場(chǎng)，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，隨之而來的土地資源問題、環(huán)境問題逐漸成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。那么地下土地資源的開發(fā)和地下結(jié)構(gòu)的建設(shè)也就成為了順應(yīng)社會(huì)潮流的必然趨勢(shì)；泄排水減壓抗浮作為地下結(jié)構(gòu)的重要組成部分，對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量和人民的生活發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文簡(jiǎn)單的介紹了我國(guó)目前地下結(jié)構(gòu)減壓抗浮的方法，分析了泄排水減壓抗浮的影響因素，提出了地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮的措施，以供參考。

大型地下結(jié)構(gòu)；泄排水；減壓抗?。豢刂拼胧?/p>

面對(duì)越來越緊張的土地資源問題和環(huán)境污染問題，地下空間的開發(fā)和利用也就成為了城市建設(shè)的必然選擇，近年來大型地下結(jié)構(gòu)逐漸興起，隨之而來的泄排水減壓抗浮問題逐漸暴露，給整個(gè)城市的建筑和發(fā)展帶造成了嚴(yán)重的影響，為了更好的保證工程質(zhì)量和人民生活，地下結(jié)構(gòu)的施工就需要做好泄排水減壓抗浮的控制。目前我國(guó)的減壓抗浮還存在很大的問題，在地下結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用還需要進(jìn)一步的探索，在自我研究的時(shí)候借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn)，然后結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況融入更多的時(shí)代理念和新思想，研制出有效控制下泄排水減壓抗浮的施工方法，保證地下空間的有效利用和城市建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

1　常用抗浮方法

1.1抗浮錨桿

抗浮錨桿是一種被動(dòng)的抗浮方式，主要通過錨側(cè)巖土層的摩阻力來提高錨桿的抗拔力，從而在遇到較強(qiáng)的土壓力和水壓力時(shí)能夠有效的抵抗，增強(qiáng)錨桿的抗浮力。采用錨桿抗浮的方式較為簡(jiǎn)單，可以適用于多樣的環(huán)境和土層中，而且施工的方法較為簡(jiǎn)單，只需要簡(jiǎn)單的深埋錨桿，不需要借助大型的機(jī)械設(shè)備，一方面保證了工程的質(zhì)量，降低了施工的難度，另一方面節(jié)約了成本，是一種高效率、低成本的抗浮方式；但是抗浮錨桿的注漿體受到強(qiáng)大的拉力后會(huì)出現(xiàn)裂開的情況，一旦注漿體裂開，主筋就會(huì)受到地下水的侵蝕，出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致錨桿受到損壞，出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，不僅影響了錨桿的抗浮能力，還在一定程度上給整個(gè)工程帶來了安全隱患，為了避免這些問題，錨桿的應(yīng)用還需要進(jìn)一步的探索。

1.2抗浮樁

抗浮樁也是一種被動(dòng)的抗浮方式，主要是通過樁自身與樁側(cè)摩阻力來增加抗拔力，從而在遇到強(qiáng)大的荷載拉力的時(shí)候能夠有效的抵抗，增強(qiáng)樁的抗浮力。由于抗浮樁的形式具有多樣化的特性，包括預(yù)制樁、沉管灌樁柱和鉆孔灌裝柱，能夠適用于不同的情況，保證樁的抗浮力，這一方式的施工不需要復(fù)雜的材料，大型的設(shè)備，降低了施工的難度和成本；但是在施工的過程中很容易產(chǎn)生大量的渣土和泥漿，對(duì)城市的生態(tài)環(huán)境造成很大的污染，而且抗浮樁在受到強(qiáng)大的拉力后會(huì)出現(xiàn)裂縫，從而導(dǎo)致大量的地下水滲透，鋼筋遭到銹蝕，抗浮力受到很大的影響，為了避免這些問題，要精確的計(jì)算抗浮樁的承載力[1～2]。

1.3永久性降排水抗浮

永久性降排水抗浮屬于主動(dòng)抗浮方式，主要通過對(duì)地下水位的控制來降低地下水的浮力，提高地下結(jié)構(gòu)的抗浮能力。一般在底板下設(shè)置倒濾層和集水盲管，將地下水抽走，從而保證地下水位不超過預(yù)定的標(biāo)高，達(dá)到抗浮的要求，采用直接控制地下水位的方式不需要大量的支撐材料，沒有復(fù)雜的施工工序，不僅降低了施工的成本，還保證了抗浮的效果；但是這一抗浮方式受到地形地質(zhì)的影響，在透水率較高的地區(qū)會(huì)造成抽水的困難，不僅增加了抽水的費(fèi)用，還可能因?yàn)榇罅康某樗鹬車乇淼乃荩斐筛訃?yán)重的影響。

2　泄排水減壓抗浮的影響因素

2.1周邊環(huán)境的影響

地下施工具有一定的復(fù)雜性，地下的地質(zhì)、土層性質(zhì)，地下水流狀況都存在一定的差異，這些環(huán)境的差異就會(huì)對(duì)地下結(jié)構(gòu)的施工造成一定的影響。例如地下水位，如果地下水位過高，超過預(yù)定的標(biāo)高，就會(huì)對(duì)建筑物形成強(qiáng)大的沖擊，如果水位下降，土體的固結(jié)、地面的沉降都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，地下水位的波動(dòng)導(dǎo)致對(duì)地下結(jié)構(gòu)的泄排水減壓抗浮控制造成很大的影響。

2.2倒濾層和管道的影響

倒濾層和盲管的設(shè)置是為了抽取地下水，保證地下水位的高度，如果倒濾層和盲管出現(xiàn)堵塞的情況，地下結(jié)構(gòu)的減壓抗浮能力就會(huì)受到一定的影響。帶濾層主要采用的是土工織物，一旦出現(xiàn)淤堵的情況，巖土的空隙將會(huì)減少，地下水不能有效地滲透，管道在抽取的時(shí)候因?yàn)橛倌喽氯荒軐⒌叵滤斔统鋈ィ叵滤徊粩嗌仙?，水壓越來越大，地下結(jié)構(gòu)的下泄排水壓力隨之增加，抗浮效果逐漸下降，整個(gè)地下結(jié)構(gòu)遭到很大的破壞[3～4]。

2.3泄排水抗浮計(jì)算

泄排水抗浮的計(jì)算在一定程度上直接影響了減壓抗浮能力，如果抗浮計(jì)算的計(jì)算過大，地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工就會(huì)受到很大的波動(dòng)，如果抗浮計(jì)算的過小，建筑的抗浮能力達(dá)不到規(guī)定的要求，整個(gè)工程的質(zhì)量會(huì)存在很大的安全隱患。由于地下結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性，在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮其滲流情況、水位移動(dòng)的情況，這無疑給抗浮的計(jì)算帶來很多的不確定性因素，影響計(jì)算的準(zhǔn)確性；地層的起伏變化，周邊建筑的影響等都會(huì)造成計(jì)算的誤差，從而整個(gè)地下結(jié)構(gòu)的減壓抗浮控制存在很大的波動(dòng)。

2.4偶然荷載的影響

所謂的偶然荷載就是大型車輛的通行對(duì)地下結(jié)構(gòu)造成了沖擊力和壓力，地震等自然災(zāi)害對(duì)地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和振動(dòng)，影響建筑的抗浮設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。所以在進(jìn)行減壓抗浮設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮這些偶然荷載的問題，從而保證抗浮計(jì)算的準(zhǔn)確性和全面性，抗浮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性。

3　地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮控制的措施

3.1周邊環(huán)境影響的控制

對(duì)于周邊環(huán)境的控制主要有兩個(gè)方面的措施：①使材料的改善；②布置止水帷幕。在材料上選擇土木合成材料，土木合成材料具有很大的優(yōu)勢(shì)，能夠起到過濾、排水、防滲等多方面的作用，例如在永久性降排水抗浮中使用土木合成材料，盲管的堵塞現(xiàn)象就會(huì)得到很大的改善，從而保證了地下水的順利抽??；其次土木合成材料的成本較低，施工工序簡(jiǎn)單，不僅保證了整個(gè)地下結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，還在一定程度上降低了施工的成本。止水帷幕的布置一般在基坑中進(jìn)行，目的是為了減少基坑內(nèi)外地下水層的相互影響，保證地下水的滲流狀態(tài)，例如在永久性降排水結(jié)構(gòu)施工的時(shí)候設(shè)置止水帷幕，地下水位的高度得到了有效的控制，在抽取地下水時(shí)不僅降低了抽取的費(fèi)用，還減少了對(duì)周圍地表結(jié)構(gòu)的影響[5～6]。

3.2倒濾層全過程質(zhì)量控制

倒濾層的全過程控制包括設(shè)計(jì)的原則、材料參數(shù)、盲管的選用等。在設(shè)計(jì)時(shí)要滿足透水性、保砂性、強(qiáng)度性和耐久性要求，倒濾層的材料主要是土工織物，有了足夠的透水性才能將地下水導(dǎo)出，如果土工織物的孔隙過大，土體的骨架細(xì)顆粒會(huì)隨地下水排水，從而影響了倒濾層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，所以要將透水性和保砂性相結(jié)合，滿足兩者的共同要求；強(qiáng)度性和耐久性是為了降低排水系統(tǒng)的故障，使地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮控制具有更好的效果。材料參數(shù)的設(shè)計(jì)要考慮透水性、保砂性、強(qiáng)度性和耐久性，還要結(jié)合土層的波動(dòng)情況、地質(zhì)的情況和地下水位的變化，保證材料參數(shù)的合理性和可行性。盲管的選用，質(zhì)量上應(yīng)該符合地下結(jié)構(gòu)的要求，滿足減壓抗浮的需求，避免因?yàn)楹奢d過大而出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，在型號(hào)上要根據(jù)施工的情況選擇大小合適、尺寸達(dá)標(biāo)的盲管。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和城市人口的不斷增加，土地資源問題已經(jīng)逐漸成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，面對(duì)日益緊張的土地資源問題，需要將地下空間進(jìn)一步的開發(fā)和利用；近年來地下工程逐漸興起，泄排水工程受到越來越多的關(guān)注，尤其是減壓抗浮的控制在一定程度上直接影響了工程的質(zhì)量和安全，所以需要加強(qiáng)施工的控制。筆者提出，地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮對(duì)整個(gè)工程建設(shè)和人民生活安全起著至關(guān)重要的作用，一旦出現(xiàn)問題，很可能因?yàn)樾古潘粫扯l(fā)一系列的問題，對(duì)地下機(jī)構(gòu)造成很大的影響；在進(jìn)行減壓抗浮施工時(shí)要考慮方方面面的問題，從而保證施工的有效性。希望通過本文的簡(jiǎn)單分析，能夠幫助相關(guān)工作人員更好的開展施工工作。

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TU94

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2015-5-20