高層建筑地下室抗浮設(shè)計的幾個問題

劉俊

【摘要】當(dāng)前階段，對于建筑行業(yè)地下空間抗浮設(shè)計而言，現(xiàn)行規(guī)范和各個地方規(guī)范都缺少系統(tǒng)且全面的規(guī)定，致使后期工程設(shè)計出現(xiàn)問題。本文作者強調(diào)應(yīng)全面考慮抗浮設(shè)防水位，本文對高層建筑地下室抗浮設(shè)計的問題進行了深入的探究分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；地下室；抗浮設(shè)計

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 11.040

新時代背景下，伴隨我國城市建設(shè)的日益發(fā)展，土地資源形式日益嚴(yán)峻，設(shè)計師對于審美擁有很高要求，城市高層建筑設(shè)計日益增多，為了加強空間的充分利用，增強高層建筑的功能性，設(shè)計出巨大的地下空間，即地下室。高層建筑設(shè)置地下室擁有很高的價值，讓如今大型面積、較長、多層的地下室日益常見，投資在整個建筑中占據(jù)較高比重。高層建筑地下室的層數(shù)一般為一層、二層到多層，其基礎(chǔ)埋深伴隨地下室層數(shù)的不斷增加而日益加深。在地下室埋深比地下水位低時，需要針對地下室抗浮的穩(wěn)定性進行驗算。所以，地下室抗浮設(shè)計和抗浮措施變得至關(guān)重要，其建設(shè)為整體建筑的造價和后期施工問題帶來嚴(yán)重影響。

1、地下室抗浮設(shè)計的定義

地下室的抗浮設(shè)計主要是充分結(jié)合了地下水位和建筑物承受的水浮力、結(jié)構(gòu)自身的自重與壓重對設(shè)計方案進行充分考慮。地下室抗浮設(shè)計包含整個抗浮設(shè)計與局部抗浮設(shè)計。

由于高層建筑自身具備較強的埋置深度，并且伴隨社會大眾日常生活水平的日益提升和土地價格的不斷提高，應(yīng)創(chuàng)建更多的地下車庫和人們防空地下室，最大程度的解決如今停車的問題與人防問題。人們對于地下空間的開發(fā)給與了高度重視，擁有了更高的要求，在具體的設(shè)計中，應(yīng)該對此問題進行充分考慮。并保障地下室的修建以及日后應(yīng)用地下室時不會因為抗浮設(shè)計而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)上浮或是開裂的現(xiàn)象。

在地下進行大面積的空間開挖過程中本來就是難度系數(shù)非常大的事情，特別要充分考慮大面積范圍和地下水浮力之間的平衡問題，在高層建筑設(shè)計過程中，通常會采用整體裙房或是純地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在地下室中的埋深日益深入。在地下室中，水浮力通常會直接影響地下室的結(jié)構(gòu)，因此，在進行地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，應(yīng)針對地下室的水浮力實施計算。在充分結(jié)合計算結(jié)果和建筑設(shè)計方案，才能確保設(shè)計滿足建筑群的地下室設(shè)計要求。

2、地下室抗浮設(shè)計存在的主要問題

2.1地下水浮力出現(xiàn)的問題

我國一些設(shè)計單位對于高層建筑的設(shè)計經(jīng)驗不足，尤其是地下水浮力計算各個方面的缺失，缺少有效的計算參考與參數(shù)，將會導(dǎo)致地下室水浮力計算方面存在嚴(yán)重不足。除此之外，地下室抗浮設(shè)計人才的嚴(yán)重缺失，會使地下室抗浮設(shè)計發(fā)生不精準(zhǔn)問題。地下室抗浮設(shè)計中各種規(guī)范的不精準(zhǔn)，會使地下室抗浮設(shè)計參數(shù)計算過程的不準(zhǔn)確，導(dǎo)致地下室抗浮設(shè)計出現(xiàn)不符合實際問題的出現(xiàn)。

2.2地下水水位明確的問題

地下水位直接影響著地下室浮力，所以，在地下室抗浮設(shè)計之前應(yīng)該加強地下水位的調(diào)查工作，在地下室具體的抗浮設(shè)計工作以前，因為地址勘察存有很多問題，使地下水水位的資料缺失，導(dǎo)致水位結(jié)果和資料出現(xiàn)缺失和不精準(zhǔn)的現(xiàn)象，無法對地下水的水位進行明確，導(dǎo)致高層建筑地下室抗浮設(shè)計工作無法順利開展。

3、高層建筑地下室抗浮設(shè)計問題的完善措施

3.1抗浮水位的明確

在進行抗浮設(shè)防水位的研究時，相關(guān)數(shù)據(jù)來源主要用在地勘單位，一般條件下，各個地勘單位將會和具體的現(xiàn)場條件和歷史記錄互相結(jié)合，才能提供適合的建議值。在高層建筑具體的建設(shè)中就會出現(xiàn)抗浮問題，工作人員就會建議業(yè)主向?qū)ｉT抗浮單位咨詢，針對設(shè)防水位實施最深入的探究分析。除此之外，在抗浮設(shè)防水位的明確中，其中最為常見的影響因素包括下列幾方面：其一，當(dāng)前地下水類型和分布狀況，較為常見的地下水類型包含上層滯水、潛水、承壓水三個類型。不僅如此，在具體的上層滯水中，涉及到的補給方式通常以兩種為主，即徑流、大氣降水。因為地下水結(jié)構(gòu)設(shè)計和使用時間的不同，預(yù)期變化情況也會不一樣。譬如：北京市的供水系統(tǒng)中，主要是南水北調(diào)為主，針對地下水的開采過程實施全面限制，因此，北京地區(qū)的地下水位很可能存有0.5米-1米的漲幅。除此之外，因為地下水壓力伴隨土層的深度曲線變化情況日益復(fù)雜，無法實施深入性的計算，可以辦地下水位咨詢報道的來源主要是各種技術(shù)的分析，充分呈現(xiàn)變化曲線，就是地下水壓力隨土層深度變化的重中之重。我們應(yīng)特別注意，抗浮設(shè)防水位與防水水位之間是兩個不同的概念。整體抗浮水位可理解成等效水位，和地下水的具體情況關(guān)聯(lián)密切。

3.2抗浮失效的解決措施

時至今日，地下室結(jié)構(gòu)型式作為地下若干個不同的獨立單元，地上結(jié)構(gòu)是連接在一體的，主樓和地下室之間的存有很大的縫隙。或是主樓地下部分獲得有效拓展，使其本質(zhì)范圍比主體結(jié)構(gòu)體要高。當(dāng)前階段，最簡單的設(shè)計方案就是保持主樓和地下室一致，讓其產(chǎn)生統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)整體。因為上部主樓具備很高的壓重，其分布也是十分復(fù)雜，提高了抗浮失效形態(tài)的負(fù)載型。對于主體抗浮失效角度而言，通常在于建筑物自身的重力比地下水浮力要低，與此同時，有關(guān)破壞形式的呈現(xiàn)，通常是在地下水浮力的作用之下，呈現(xiàn)出整體上移，為后續(xù)工作造成嚴(yán)重影響。而局部整體抗浮失效的問題，因為拒不浮力比此區(qū)域的重力要高，就會導(dǎo)致地下室抗浮設(shè)計發(fā)生十分嚴(yán)重的問題。在進行此問題的修復(fù)時，有關(guān)工作者需充分結(jié)合《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，全面明確主體結(jié)構(gòu)的滑移和漂浮驗算分項系數(shù)，并充分呈現(xiàn)具體的設(shè)計規(guī)范內(nèi)容?？梢驗楹奢d驗算過程存有不同程度的問題，具體分享系數(shù)不可以超出1。不僅如此，應(yīng)對此規(guī)范的使用范圍和普通建筑物地下室情況存有的區(qū)別進行充分考慮，可參考價值具有較強的限制，有關(guān)工作者應(yīng)該對設(shè)計局限性進行充分考慮。

結(jié)論：

高層建筑需要充分考慮地下空間的抗浮設(shè)防水位，并進行合理明確，如需必要，可實施專門論證。建筑物在具體的施工和使用階段都要充分滿足抗浮穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。不但要針對整體抗浮穩(wěn)定展開計算，還需要實施局部抗浮穩(wěn)定計算。若是抗浮穩(wěn)定性無法滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，可采用排水、加配重或者設(shè)置抗拔樁、抗拔錨桿等抗浮措施。除此之外，地下室抗浮穩(wěn)定性的驗算，我國當(dāng)前國家規(guī)范與各個地方的規(guī)定相差無幾，整體思路非常一致，應(yīng)加強高層建筑地下室抗浮設(shè)防水位的控制，推動我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]鄺杰鋒.某高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[J].建材與裝飾，2017（03）：90-91.

[2]陳小聰.淺談現(xiàn)代高層建筑地下室設(shè)計[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（10）：180.

[3]肖金輝.高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2019（09）：64-66+69.

[4]閻紅偉，柴萬先.高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中的若干問題[J].工業(yè)建筑，2016（10）：39-42+64.

[5]李大浪，蔡飛，黃玉屏.丘陵坡地地下室抗浮設(shè)計研究[J].有色冶金設(shè)計與研究，2018， 37（02）：34-37.