建筑地下室抗浮設(shè)計(jì)若干問(wèn)題探討

唐 意

（深圳市博萬(wàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)事務(wù)所 （普通合伙） ，廣東 深圳 518040）

抗浮水位的確定具備很強(qiáng)的復(fù)雜性特點(diǎn)，既要對(duì)現(xiàn)有的地下水現(xiàn)狀進(jìn)行深入性了解，也要對(duì)使用年限之內(nèi)的地下水變化趨勢(shì)進(jìn)行合理判斷。一般情況下，建筑地下室由于上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布不同，在相關(guān)水浮力的作用下，可能會(huì)出現(xiàn)局部整體抗浮失效等問(wèn)題。所以，在實(shí)際抗浮設(shè)計(jì)工作開(kāi)展過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制性失效模式的合理選擇。

1 地下室抗浮設(shè)計(jì)的概念

在地下室主體抗浮設(shè)計(jì)工作開(kāi)展過(guò)程中，主要是借助地下水位的高低情況判斷，對(duì)建筑物所能夠承受的浮力大小進(jìn)行判斷，維護(hù)建筑物整體平衡，將地下室所承受的壓重分散開(kāi)來(lái)，確保地下室形態(tài)功能的逐步穩(wěn)定，完善其主體功能。除此之外，在具體地下室抗浮設(shè)計(jì)工作執(zhí)行上，可以根據(jù)具體的抗浮設(shè)計(jì)面積和經(jīng)驗(yàn)，將其分成整體抗浮和局部抗浮。而且在地下室抗浮設(shè)計(jì)方面，屬于是對(duì)地下水浮力因素的消除過(guò)程，尤其是在抗浮結(jié)構(gòu)和功能呈現(xiàn)上，需要對(duì)浮力進(jìn)行全面計(jì)算，讓地下室設(shè)計(jì)方案變得更加全面、有效。

2 地下室抗浮設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題

2.1 地下水浮力存在的問(wèn)題

在我國(guó)高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，存在明顯的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足等問(wèn)題，這一點(diǎn)在地下水浮力計(jì)算中體現(xiàn)得格外明顯，也沒(méi)有設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)算參考和參數(shù)，進(jìn)而導(dǎo)致地下室水浮力計(jì)算存在很大程度的不足。另外，很多企業(yè)并沒(méi)有對(duì)地下室抗浮設(shè)計(jì)人員進(jìn)行培訓(xùn)，進(jìn)而導(dǎo)致地下室抗浮設(shè)計(jì)出現(xiàn)嚴(yán)重的不準(zhǔn)確等問(wèn)題。由于地下室抗浮設(shè)計(jì)之中不具備規(guī)范性特點(diǎn)，導(dǎo)致地下室抗浮設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算難以得到提升，使設(shè)計(jì)與實(shí)際情況存在較大的差異性。

2.2 地下水水位確定的問(wèn)題

整個(gè)地下水文設(shè)計(jì)的高與低，與地下室浮力大小存在直接關(guān)系。因此，在具體地下室抗浮設(shè)計(jì)工作開(kāi)展之前，相關(guān)工作人員需要做好地下水位調(diào)查操作。除此之外，在相關(guān)工作開(kāi)始之前，由于地質(zhì)勘察工作中存在很多問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致地下水位資料十分匱乏，使水位結(jié)果和資料出現(xiàn)不完善、不準(zhǔn)確等問(wèn)題，無(wú)法將實(shí)際地下水位顯現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)而對(duì)主體地下室抗浮設(shè)計(jì)工作產(chǎn)生了一定影響。

3 建筑地下室抗浮設(shè)計(jì)問(wèn)題完善的具體方法

3.1 抗浮水位的確定

在實(shí)際抗浮設(shè)防水位研究過(guò)程中，實(shí)際數(shù)據(jù)主要來(lái)源于地勘單位，而且在一般情況下，各個(gè)地勘單位會(huì)與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)條件和歷史記錄相結(jié)合，給出一定的建議值。當(dāng)實(shí)際建設(shè)工程之中存在抗浮問(wèn)題時(shí)，工作人員會(huì)建議業(yè)主向?qū)ｉT(mén)的抗浮單位進(jìn)行咨詢(xún)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)防水位的深入性研究。另外，在具體抗浮設(shè)防水位確定過(guò)程中，最為常見(jiàn)的影響因素包含以下幾方面：第一，現(xiàn)有的地下水類(lèi)型及分布情況，常見(jiàn)的地下水類(lèi)型主要有上層滯水、潛水以及承壓水三種。除此之外，在實(shí)際上層滯水過(guò)程中，主要涉及的補(bǔ)給方式為大氣降水，具體排泄方式為地表蒸發(fā)。而潛水和承壓水的補(bǔ)給方式主要以徑流和大氣降水形式為主。第二，由于地下水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用年限不同，預(yù)期變化情況也不同。例如，在北京市供水系統(tǒng)之中，主要以南水北調(diào)為主，并對(duì)地下水開(kāi)采進(jìn)行全面限制， 所以， 北京地區(qū)的地下水位可能存在0.5～1.0 m的漲幅。另外，由于地下水壓力隨土層深度曲線(xiàn)變化情況十分復(fù)雜，無(wú)法進(jìn)行深入性計(jì)算，但一般的地下水位咨詢(xún)報(bào)道主要來(lái)源于相關(guān)技術(shù)分析，將具體變化曲線(xiàn)展示出來(lái)，這也是典型地下水壓力隨土層深度變化的重點(diǎn)所在。值得注意的是，抗浮設(shè)防水位和防水水位之間屬于是兩個(gè)不同的概念。整個(gè)抗浮水位可以理解為等效水位，這與地下水實(shí)際情況息息相關(guān)。

3.2 抗浮失效的應(yīng)對(duì)措施

截至目前，地下室結(jié)構(gòu)形式是地下若干個(gè)獨(dú)立單元，地上結(jié)構(gòu)則是連為一體，主樓和地下室之間存在縫隙?；蛘咧鳂堑牡叵虏糠值玫搅诉M(jìn)一步擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)其本質(zhì)范圍高于上述主體結(jié)構(gòu)體。現(xiàn)如今，最為簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方案就是讓主樓和地下室范圍保持一致，形成一個(gè)統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)整體。由于上部主樓壓重較高，分布也極為復(fù)雜，這也增加了抗浮失效形態(tài)的復(fù)雜性。在主體抗浮失效角度來(lái)說(shuō)，主要指建筑物的自身重力低于地下水浮力，此時(shí)，相關(guān)破壞形式的表現(xiàn)，主要是在地下水浮力作用下，出現(xiàn)整體性上移，進(jìn)而對(duì)后續(xù)工作產(chǎn)生影響。其次是局部整體抗浮失效問(wèn)題，讓抗浮驗(yàn)算要求得到整體性滿(mǎn)足，但由于局部浮力高于該區(qū)域重力，讓具體地下室抗浮設(shè)計(jì)出現(xiàn)了嚴(yán)重問(wèn)題。在該項(xiàng)問(wèn)題修復(fù)過(guò)程中，相關(guān)工作人員可以根據(jù)實(shí)際《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，對(duì)主體結(jié)構(gòu)的滑移和漂浮驗(yàn)算分項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行全面確定，將具體設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)容呈現(xiàn)出來(lái)。但由于荷載驗(yàn)算過(guò)程中存在不同程度的利弊問(wèn)題，實(shí)際分項(xiàng)系數(shù)不能超過(guò)1。除此之外，考慮到該項(xiàng)規(guī)范的使用范圍與普通建筑物地下室情況存在較大區(qū)別，可參考價(jià)值十分有限，相關(guān)工作人員需要做好設(shè)計(jì)局限性的充分考量。

3.3 地下水位的調(diào)查

在地下室抗浮設(shè)計(jì)工作開(kāi)展之前，相關(guān)工作人員需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查操作，對(duì)地下水層機(jī)構(gòu)和地下水分布規(guī)律進(jìn)行掌握，同時(shí)還要將高層建筑整體施工過(guò)程對(duì)于地下水的影響進(jìn)行合理把握，與最終的地下室抗浮設(shè)計(jì)目標(biāo)相符。除此之外，工作人員還需要適當(dāng)提升地下水水位的調(diào)查面積，并在條件允許的情況下，對(duì)相關(guān)科學(xué)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，從而對(duì)地下室水位補(bǔ)給規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，讓主體地下室抗浮設(shè)計(jì)過(guò)程和資料顯得更加詳細(xì)。最后， 在實(shí)際地下水變化規(guī)律掌握過(guò)程中，由于地下水位的變化幅度較大，每一個(gè)地質(zhì)層次也會(huì)表現(xiàn)出很大的不同性，進(jìn)而對(duì)水流趨勢(shì)產(chǎn)生極大影響。此種情況之下，地下室抗浮設(shè)計(jì)需要對(duì)整體水位變化情況進(jìn)行全面了解，避免實(shí)際問(wèn)題出現(xiàn)。

3.4 選擇合適的荷載分項(xiàng)系數(shù)

為了將具體的抗浮設(shè)計(jì)效果呈現(xiàn)出來(lái)，相關(guān)工作人員需要對(duì)荷載效應(yīng)的組合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理化控制，并借助于荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)用，將具體荷載分項(xiàng)系數(shù)確定出來(lái)，讓局部防水底板配筋設(shè)計(jì)與基本組合效應(yīng)相符，具體荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4。另外，在抗拔樁位置控制上，主要以立柱之下的設(shè)計(jì)為主，由于枯水期的地下水位較低，設(shè)計(jì)人員可以將框架柱當(dāng)作基礎(chǔ)條件，避免樁身出現(xiàn)過(guò)度受壓等問(wèn)題。如果是在豐水期，地下水位相應(yīng)提升，由于抵抗水浮力的抗壓樁需要承受較大的作用力，樁身的受拉性特點(diǎn)需要更好地呈現(xiàn)出來(lái)。一旦出現(xiàn)水位大幅上漲問(wèn)題后，人們可以根據(jù)水浮力具體變化情況，計(jì)算系統(tǒng)的損耗情況。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地下室抗浮設(shè)計(jì)屬于是高層建筑設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)實(shí)際布置種類(lèi)和地質(zhì)條件進(jìn)行全面掌握，確保地下室抗浮設(shè)計(jì)方案的全面平衡，進(jìn)而將地下室抗浮設(shè)計(jì)的合理性呈現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)該項(xiàng)設(shè)計(jì)，能夠?yàn)楦邔咏ㄖ褂谜咛峁└啾憷麠l件，同時(shí)也能讓地下室抗浮設(shè)計(jì)得到合理優(yōu)化。