大型地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮控制方法分析

尚蓉

（延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院，陜西　西安　716000）

大型地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮控制方法分析

尚蓉

（延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院，陜西西安716000）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，地下結(jié)構(gòu)的規(guī)模和數(shù)量不斷提升，大型和超大型地下結(jié)構(gòu)抗浮安全問(wèn)題受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，特別是傳統(tǒng)被動(dòng)式抗浮方法在工藝、投資、技術(shù)等方面存在的缺陷逐漸暴露，使新型大型地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮控制方法研究問(wèn)題亟待解決，本文通過(guò)對(duì)常用大型地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮控制方法的論述和選擇分析，對(duì)建立在大量實(shí)踐和理論基礎(chǔ)上的泄排水抗浮方法進(jìn)行系統(tǒng)的介紹，為對(duì)大型地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮控制方法有更加系統(tǒng)的了解，提升我國(guó)大型地下結(jié)構(gòu)的使用性能作出努力.

大型地下結(jié)構(gòu)；泄排水減壓抗?。豢刂品椒?/p>

受浮力荷載計(jì)算難度和地下結(jié)構(gòu)浮力荷載的估算不足的限制，大型地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮一直是地下結(jié)構(gòu)應(yīng)用和規(guī)模擴(kuò)大的重要阻礙，相關(guān)人員在不斷對(duì)計(jì)算方法進(jìn)行深入研究的同時(shí)，通過(guò)大量實(shí)踐提出了抗浮錨桿法、抗浮樁、永久性抗浮等泄排水減壓抗浮方法，使大型地下結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和使用性能得到了提升.

1　常見(jiàn)大型地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮控制方法

1.1抗浮錨桿法

抗浮錨桿法將銷(xiāo)桿埋入巖土深處，利用其錨側(cè)巖土層的摩阻力生成抗拔力，以此抵制地下水浮力完成被動(dòng)式抗浮，大部分土層都適用于此抗浮方式，而且對(duì)布置工藝、施工條件、工程投資等依賴性較低，所以在傳統(tǒng)抗浮中得到較廣泛的應(yīng)用，但實(shí)踐證明其利用的注漿體在受到較大拉力的過(guò)程中發(fā)生斷裂的可能性較大，導(dǎo)致主筋受腐蝕嚴(yán)重，而且針對(duì)性的抗腐蝕措施對(duì)資金的要求較高，除此之外滲水問(wèn)題、預(yù)力消失問(wèn)題也普遍存在，使相應(yīng)的對(duì)新型材料的研究迫在眉睫，限制了其推廣應(yīng)用［1］.

1.2抗浮樁法

抗浮樁法方法的抗拔力來(lái)源于存在于巖土中的樁體的自重和樁側(cè)產(chǎn)生的摩擦力，同樣屬于被動(dòng)式抗浮，預(yù)制樁、沉管灌注樁和鉆孔灌注樁都是較常見(jiàn)的抗浮樁種類(lèi)，為保證抗浮的效果所應(yīng)用的各樁所受地下水浮力作用應(yīng)大致相同，通過(guò)擴(kuò)底樁使抗浮樁單樁承載能力得到提升，所以在傳統(tǒng)方法中應(yīng)用范圍也較廣，但其對(duì)資金、環(huán)境的依賴性較強(qiáng)，而且同樣存在易斷裂的問(wèn)題，計(jì)算的準(zhǔn)確性也難以保證，所以推廣應(yīng)用也受到限制［2］.

1.3泄排水抗浮方法

泄排水抗浮方法是通過(guò)對(duì)地下結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底部水位進(jìn)行有效的控制，使水位始終控制在預(yù)定的標(biāo)高范圍內(nèi)，以此達(dá)到減小甚至消除地下水對(duì)地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的浮力的目的，實(shí)現(xiàn)抗浮效果，屬于永久性的主動(dòng)式抗浮方式，具體措施是利用土工織物和砂石墊層等材料在底板下構(gòu)建倒濾層和集水盲管，使地下結(jié)構(gòu)中原本產(chǎn)生大量浮力的地下水被導(dǎo)入集水井，然后針對(duì)集水井中的水進(jìn)行控制，以此對(duì)地下水位進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以其具有對(duì)施工工藝、成本的依賴性較弱的優(yōu)勢(shì)，在此方法對(duì)透水率有較嚴(yán)格的要求，如果透水率較高對(duì)抽水的依賴性會(huì)大幅度的增加，甚至造成鄰近區(qū)域地表沉陷，對(duì)技術(shù)性的要求也明顯提升，所以此方法在透水率不高的土層中應(yīng)用更理想［3］.

2　大型地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮控制方法分析

2.1理論分析

2.2應(yīng)用分析

由于土工合成材料自身具有過(guò)濾、排水、隔離、加筋、防滲、防護(hù)、保護(hù)和減壓的性能，所以在泄排水減壓抗浮中廣泛的應(yīng)用，使反濾效果得到顯著的提升，對(duì)其相關(guān)參數(shù)的合理優(yōu)化可大幅度的縮減盲溝和管路游塞發(fā)生的概率，具體方法是根據(jù)地下結(jié)構(gòu)抗浮的要求定位DH和基底的水壓，并結(jié)合地下水滲流計(jì)算Dh和Q，結(jié)合計(jì)算結(jié)果對(duì)泄排水減壓抗浮方法對(duì)周?chē)h(huán)境可能造成的影響進(jìn)行評(píng)估，結(jié)合評(píng)估結(jié)果和迭代計(jì)算對(duì)基底的水壓和DH進(jìn)行不斷的優(yōu)化，使基底孔隙水壓力得到控制，另外，其對(duì)基坑的挖深、圍護(hù)的深度等依賴性較低，工程造價(jià)得到縮減，所以將土工合成材料應(yīng)用于泄排水抗浮方法中效果更加理想.通過(guò)上述分析，可以發(fā)現(xiàn)大型地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮控制方法實(shí)際應(yīng)用中泄排水抗浮系統(tǒng)主要由倒濾層（反濾層）、集排水管網(wǎng)、抽水系統(tǒng)和抗浮監(jiān)測(cè)系統(tǒng)四部分構(gòu)成，其中倒濾層主要由土工布、粗砂、碎石層、隔離層等構(gòu)成，位于透水地基表面，使?jié)B透水在固定的水頭作用下持續(xù)正常流通，大型地下結(jié)構(gòu)中地基存在的細(xì)顆粒土體不會(huì)隨著滲流而流失，管涌或流土問(wèn)題得到有效的控制，管路游堵風(fēng)險(xiǎn)顯著降低，提升大型地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮方法控制的實(shí)際效果和使用壽命；而集排水管網(wǎng)是各種組裝形式的水管按照設(shè)計(jì)要求組成的，主要應(yīng)用于匯集和傳輸大型地下結(jié)構(gòu)基底的地下水，為泄排水減壓抗浮控制提供基礎(chǔ)支持；抽水系統(tǒng)由水泵、水位監(jiān)測(cè)元件、電路等結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其主要功能是通過(guò)水位檢測(cè)元件的檢測(cè)，確定溢流池內(nèi)水位，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果達(dá)到預(yù)定值，水泵會(huì)自動(dòng)將溢流池內(nèi)存儲(chǔ)的地下水抽走，以此達(dá)到對(duì)地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮的目的；抗浮監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要針對(duì)基底孔隙水壓、管網(wǎng)泄排水流量、地下結(jié)構(gòu)及其周?chē)h(huán)境變形等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以此為判定泄排水減壓抗浮方法控制的運(yùn)行狀態(tài)和效果提供依據(jù)，在上述四種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，通常除倒濾層以外的結(jié)構(gòu)都要安置于地下結(jié)構(gòu)的可活動(dòng)區(qū)域，為施工過(guò)程的控制和后期的維修、完善、升級(jí)提供便利.

3　結(jié)論

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)大量的理論和實(shí)踐研究，現(xiàn)階段大型地下結(jié)構(gòu)的泄排水減壓抗浮方法已經(jīng)得到了大幅度的提升，呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，有效的提升了我國(guó)大型地下結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍和使用性能，在實(shí)際控制的過(guò)程中應(yīng)結(jié)合地下結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)要求，這是提升地下結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量、延長(zhǎng)其使用壽命的有效途徑.

〔1〕覃亞偉．大型地下結(jié)構(gòu)泄排水減壓抗浮控制研究［D］．武漢：華中科技大學(xué)，2013．

〔2〕姚廣亮．地下結(jié)構(gòu)減壓抗浮環(huán)境影響分析［D］．廣州：華南理工大學(xué)，2014．

〔3〕劉德海．建造過(guò)程中地下室抗浮失效臨界狀態(tài)與控制方法研究［D］．青島：青島理工大學(xué)，2014．

〔4〕郭鵬杰．逆止式排水系統(tǒng)及其對(duì)渠道襯砌抗浮穩(wěn)定性的影響研究［D］．武漢：長(zhǎng)江科學(xué)院，2014．

〔5〕劉波，張慧東，陳福林，曾昭波，邢宇航．新加坡環(huán)球影城項(xiàng)目動(dòng)態(tài)可控排水減壓抗浮新技術(shù)體系及應(yīng)用［J］．工業(yè)建筑，2012（09）：30-33+29．

TU93

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2016-03-26