建筑物基礎(chǔ)上浮的處理措施及研究

呂婷　崔浩偉

【摘 要】隨著國家經(jīng)濟(jì)迅猛的發(fā)展，城市建設(shè)也逐漸發(fā)生很大的變化，大量高層建筑陸續(xù)出現(xiàn)，為了滿足入住人群對車庫、商場等的要求，工程師逐漸開始開發(fā)和利用地下空間，地下空間不占容積率、不會阻礙交通等優(yōu)勢使帶有大型地下室的高層建筑陸續(xù)出現(xiàn)。但是施工單位在進(jìn)行帶有大型地下室的高層建筑基礎(chǔ)施工時發(fā)現(xiàn)，某些地區(qū)地下土層含水量豐富，導(dǎo)致地基基礎(chǔ)上浮以致上部建筑物發(fā)生傾斜、倒塌等事故。針對此種問題我國規(guī)范當(dāng)中也有相關(guān)的要求。本文通過對規(guī)范的研究和針對實際工程事故處理的研究，介紹建筑物基礎(chǔ)上浮的處理措施，從而避免上部建筑物因基礎(chǔ)上浮而發(fā)生嚴(yán)重的破壞。

【關(guān)鍵詞】上??；結(jié)構(gòu)；措施；規(guī)范；處理

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的地下建筑和帶大型地下室的高層建筑出現(xiàn)，在地下室建造地下車庫和地下商場，不占容積率，有效的節(jié)約了地上的空間，增大了土地的利用效率。雖然有效的開發(fā)和利用地下空間在建筑行業(yè)有不容忽視的優(yōu)勢，但是地下空間具有許多不同與地面環(huán)境的特點，城市地下空間的開發(fā)利用必須充分利用其有利的環(huán)境特點，最大限度地克服一些不利因素，因而地下工程的規(guī)劃與設(shè)計也就不同于地面建筑的規(guī)劃與設(shè)計。而且在具體施工方面也有很多問題出現(xiàn)，其中最嚴(yán)重的就是建筑物基礎(chǔ)的上浮問題，雖然規(guī)范當(dāng)中對此問題已有相關(guān)的要求，但是針對不同的建筑物地基情況，所選擇的實際處理方案也是有很大區(qū)別的。

1 地下室上浮的形式

1）整體抗浮失效：結(jié)構(gòu)的任意單元的重力都小于水浮力，水浮力會使結(jié)構(gòu)發(fā)生整體向上移動的現(xiàn)象。整體抗浮是指整個結(jié)構(gòu)滿足地基規(guī)范抗浮穩(wěn)定性要求，即Gk/Nw，k≥Kw，Kw是抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)，一般情況下可取1.05。

2）局部整體抗浮失效：結(jié)構(gòu)部分區(qū)域重力大于水浮力，部分區(qū)域小于水浮力，部分區(qū)域發(fā)生的底部的水浮力，使基礎(chǔ)發(fā)生位移，從而使基礎(chǔ)以及上部建筑物處于危險狀態(tài)。

3）局部抗浮失效：結(jié)構(gòu)每個單元的重力都大于水浮力，多發(fā)生在地下室底板承載力不足處及質(zhì)量分布均勻、層高較高、層數(shù)較多板較薄且配筋較小處。局部抗浮就是在整體抗浮滿足的情況下，以地下室柱墻為固定端支座，并考慮水浮力對底板的作用。

我國《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：抗浮穩(wěn)定性不滿足設(shè)計要求時，可采用壓重或設(shè)置抗浮構(gòu)件等措施。根據(jù)規(guī)范的要求可以根據(jù)實際施工情況選取有效的措施，具體可分為應(yīng)急措施和技術(shù)措施。

2 建筑物基礎(chǔ)上浮的應(yīng)急措施

2.1 建筑物基礎(chǔ)上浮的應(yīng)急措施

1）加載：通過快速增加基礎(chǔ)重量來抵抗基礎(chǔ)上浮現(xiàn)象，從而保證基礎(chǔ)恢復(fù)到原來的位置，保證建筑物基礎(chǔ)和上部建筑物的安全性。

2）抽水：建筑物基礎(chǔ)上浮是因為地下室水位過高，現(xiàn)場進(jìn)行抽水可以有效的降低水浮力，但是此種方法必須配合加載等方法使用效果更好。

3）解壓：某些上浮的工程面臨著無法抽水的狀況，這種情況需要鉆孔對地下室進(jìn)行解壓，從而降低水浮力，配合加載或洗砂的措施更好，這樣可以保證建筑物的安全性。

4）洗砂：有些工程利用上述三種方法效果并不好，這種情況需要使用洗砂這種方法。通過高壓水清洗基礎(chǔ)側(cè)面和底板下的淤泥和泥砂，從而降低淤泥和泥砂的摩擦阻力，然后抽出洗砂后的泥水，通過此種方法建筑物基礎(chǔ)就會緩慢的下沉，從而恢復(fù)到原來的位置。

上述的四種方法適用于施工過程中出現(xiàn)的緊急情況，通過上述的方法可以有效的制止地下室上浮現(xiàn)象的持續(xù)惡化，但是無法根本性的解決基礎(chǔ)的上浮問題，為了徹底解決基礎(chǔ)的上浮問題，需要采取技術(shù)性的措施進(jìn)一步處理上浮問題。

2.2 建筑物基礎(chǔ)上浮的技術(shù)措施

1）抗拔樁：當(dāng)建筑工程地下結(jié)構(gòu)如果存在低于周邊土壤水位的部分時，為了抵消土壤中孔隙水對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的上浮力而打的樁。主要依靠樁身與土層的摩擦力來抵抗軸向拉力。由于其產(chǎn)生的抗拔力是伴隨位移發(fā)生的，過大的位移量使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不安全，規(guī)范規(guī)定過大的位移量是不被允許的，進(jìn)而抗拔力的取值應(yīng)滿足位移控制條件。

2）抗拔錨桿：也叫抗浮樁 ，是建筑工程地下結(jié)構(gòu)抗浮措施的一種?？垢″^桿為抗拔樁體承受拉力，普通抗浮樁受力也是自樁頂向樁底傳遞，樁體受力大小隨著地下水位的變化而變化，但兩者受力機(jī)制恰好相反。如果水浮力較大，采用抗拔樁不一定能夠提供足夠的抗拔承載力，此時可以采用抗拔錨桿。一般根據(jù)穩(wěn)定分析確定需要錨桿提供多大的設(shè)計錨固力，再根據(jù)設(shè)計錨固力來確定錨桿數(shù)量、錨桿形式、桿體大小、錨固長度等參數(shù)。

錨桿設(shè)計一般分幾個步驟：

（1）根據(jù)錨固體表面與周圍巖土體間的粘結(jié)強(qiáng)度qs確定錨桿錨固長度，錨固體形式不一樣，計算錨桿長度的方法有所不同。例如全長粘結(jié)型錨桿，錨固長度L=（K×N）/（π×d1×qs），K為安全系數(shù)，N就是設(shè)計錨固力，d1是錨固體直徑；

（2）根據(jù)設(shè)計錨固力確定錨桿拉桿的截面面積A：A=（K×N）/ftk，ftk為拉桿的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

設(shè)計中也有（如像提高滑動面的抗剪強(qiáng)度參數(shù)、如趾板基礎(chǔ)錨桿）一些按經(jīng)驗要求設(shè)置的錨桿，一般已先確定錨桿大小、錨固長度等參數(shù)，也按上述第1、2步核算，提出錨桿的設(shè)計錨固力（拉拔力）。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]endprint