沿海地區(qū)地下室抗浮常見問題與對策研究

沈 意

（浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學院，浙江 杭州 311231）

0 引言

近幾年，因地下室抗浮引起的工程事故案例屢有出現(xiàn)，引起了社會各界的高度關(guān)注，工程抗浮設(shè)計已經(jīng)成了建筑行業(yè)聚焦的熱點話題之一。地下室上浮，會在底板產(chǎn)生裂縫滲水、豎向構(gòu)件壓碎、上部結(jié)構(gòu)傾斜、填充墻開裂、設(shè)備管線拉斷等現(xiàn)象，即使進行降水或者結(jié)構(gòu)加固后，主體結(jié)構(gòu)也已經(jīng)產(chǎn)生了損傷，無法消除。

1 地下室抗浮設(shè)計關(guān)鍵因素

地下室抗浮失效，是多方面原因造成的。除了極端天氣越來越多之外，各方面都需要在安全和經(jīng)濟兩者之間做好平衡。

抗浮水位的取值，是地下室抗浮設(shè)計的關(guān)鍵因素。按照地勘報告的建議取值，并非萬全之策，設(shè)計人員應根據(jù)場地情況對抗浮水位取值的合理性予以判斷。2021 年浙江義烏某地下室上浮案件的判決結(jié)論：“設(shè)計院在設(shè)計施工圖過程中，應當考慮到地表水滲入地下可能引起地下室底板自重不足而上浮的情形，即應當對地下室底板的抗浮措施進行設(shè)計?！笨梢钥闯觯词乖O(shè)計時抗浮水位依據(jù)地勘報告建議取值，設(shè)計單位因為沒有判斷其合理性而需承擔相應責任。

抗浮設(shè)計方案的選擇是否妥當，也是影響地下室抗浮設(shè)計是否安全的因素。在軟土地基中，抗浮錨桿不適用，預應力管樁謹慎用，鉆孔灌注樁雖然承載力高、施工質(zhì)量容易得到保障，但造價偏高，業(yè)主不愿意用。

上部結(jié)構(gòu)自重的準確計算，同樣是地下室抗浮設(shè)計的影響因素。方案階段，景觀設(shè)計時假定地下室頂板覆土較厚，而實際施工中為了節(jié)省造價而減薄覆土；邊造邊改，也是當前設(shè)計行業(yè)的常態(tài)，建設(shè)過程中業(yè)主為了調(diào)整業(yè)態(tài)布置，會臨時調(diào)整樓蓋范圍，局部開大洞。當這些減輕上部結(jié)構(gòu)自重的情況發(fā)生后，若未能及時變更設(shè)計，地下室抗浮就會存在安全隱患。

施工階段的地下室抗浮安全，同樣不容忽視。結(jié)構(gòu)抗浮設(shè)計是按照使用階段的上部荷載抵扣水浮力進行計算，施工階段則常用坑外降水，上部主體結(jié)構(gòu)施工到多少層才能停止降水，設(shè)計文件應予以明確。提前停止降水，上部自重不足以壓制地下室上浮。

2 地下室抗浮設(shè)防水位的合理取值

確定抗浮設(shè)防水位需要綜合考慮各方面的因素，與場地的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)有關(guān)，還取決于建筑整個運營期間內(nèi)地下水位的變化趨勢。建設(shè)場地周邊地下水的補給情況也不容忽視，如果毗鄰河道湖泊，確定抗浮水位時應更加謹慎。

地下室抗浮水位，通常偏保守取室外地坪往下 0.5 m。合理確定抗浮水位，除了應考慮當?shù)氐臍v史最高洪水位之外，還應考慮室外地表高差，特別是市政道路的高差等。沿海地區(qū)經(jīng)常會在現(xiàn)有自然地坪的標高上，回填 1～2 m 上抬首層標高，地下室抗浮水位的選擇，應考慮建成后的自然地坪。

坡地建筑不能一刀切選取最高點或者最低點標高，可以分段選取抗浮水位，將地下室根據(jù)室外坡度進行網(wǎng)格化，每個網(wǎng)格區(qū)間可偏保守取局部室外地坪最高點作為參考點，下降 0.5 m 作為抗浮水位（見圖 1）。

圖1 坡地建筑抗浮水位取值

3 地下室抗浮設(shè)計技術(shù)措施

針對地下室收到的水浮力，常見的設(shè)計技術(shù)措施分“抗浮”和“減浮”兩種思路。“抗浮”的主要措施如下。

1）通過樁基礎(chǔ)與樁周土之間的摩擦力，抵抗地下室的水浮力?？垢缎椭饕泄嘧痘蛘哳A制樁，灌注樁合理分段配置鋼筋，滿足受力和裂縫的要求；管樁則盡量避免有接頭，多節(jié)管樁時偏保守選用一節(jié)承載力，采用兩節(jié)或者多節(jié)的抗浮承載力時需要謹慎選擇，并建議進行專家論證。管樁抗浮時與承臺的接頭，應采用圖集中的標準做法，內(nèi)灌一定高度的混凝土，并配置鋼筋，通過鋼筋的錨固與承臺形成整體，傳遞地下室底板上抬導致的拉力。

2）均勻抵抗水浮力，在基巖接近地表的地區(qū)，通常采用抗浮錨桿，此時不一定僅在墻柱附近布置錨桿，可在基礎(chǔ)底板均勻布置。錨桿施工時一定要采用二次注漿的施工工藝，確保灌漿飽滿均勻，與錨桿充分握裹。沿海地區(qū)多為軟土地基，接近地表的通常是回填土或者深厚的淤泥質(zhì)土，抗浮錨桿得不到足夠的土體錨固，設(shè)計前應充分調(diào)研當?shù)氐牡叵率铱垢〕Ｓ米龇?，討論錨桿的可行性。

3）適當增加上部結(jié)構(gòu)的重量，如結(jié)合室外景觀合理設(shè)置地下室頂板覆土厚度，必要時可在基礎(chǔ)底板上填充如配重混凝土、配重砂漿等比重較大的材料，與建筑面層做法相協(xié)調(diào)。

“減浮”的主要措施如下。

1）合理設(shè)置地表水的排泄通道，特別是暴雨期間，避免地下室周圍蓄水。室外地面盡量進行有組織排水，地下室構(gòu)件迎水面做好防水層。

2）合理設(shè)置地下室頂板標高，減少基礎(chǔ)底板與室外地坪、附近市政道路的高差。

3）基礎(chǔ)底板設(shè)置泄洪孔和排水溝，某些特殊情況下可以有組織地將地下水排到指定位置，減少水浮力。

4 正確處理抗浮設(shè)計優(yōu)化建議

優(yōu)化意見需要有甄別地采用，堅守安全底線，同時兼顧設(shè)計合理性。一方面費用與優(yōu)化的工程量相關(guān)，另一方面優(yōu)化單位不用承擔設(shè)計責任，因此優(yōu)化單位為了自己利益，往往會不負責任、毫無底線的提出各種優(yōu)化意見。這時需要設(shè)計單位正確看待優(yōu)化意見。有利于現(xiàn)場施工或者節(jié)省造價的建議，可以接受；而不顧周邊場地環(huán)境地表標高關(guān)系，不顧當?shù)亟涤炅?，也否定地表以?0.5 m 的工程經(jīng)驗，盲目提出按照地勘報告提出的最高洪水位進行抗浮設(shè)計，這些建議影響到結(jié)構(gòu)安全，必須予以抵制。對于過度優(yōu)化，需要讓優(yōu)化方案的提出者承擔更多的責任，如要求優(yōu)化單位的結(jié)構(gòu)師具有注冊執(zhí)業(yè)資格并同時在施工圖簽字蓋章，對安全負同等責任。

5 地下室抗浮設(shè)計的應對思路

主管部門要加大監(jiān)管力度，設(shè)計不合理時應及時糾正，協(xié)調(diào)好業(yè)主提出如抗浮水位取值、地下室埋深、抗浮樁型選擇、施工階段降水等方面的不合理要求，保護設(shè)計；出了問題，除了修復加固外，首要追加對建設(shè)單位的處罰力度，不管和設(shè)計施工有無關(guān)系，建設(shè)單位是工程質(zhì)量的第一責任單位；其次再根據(jù)事故原因處罰其他相關(guān)單位。犯錯成本低，就會引誘資本知法犯法。

建設(shè)單位應全方位、全過程考慮工程成本。在地下車位都可以售賣回籠資金的前提下，適當提高地下室抗浮安全儲備，并不會對工程成本帶來較大影響。往往施工進度、施工工藝的合理性、設(shè)計參數(shù)的合理取值，更能影響成本，建設(shè)單位應多從這些方面考慮，而不是緊盯土建成本。施工難度大，導致樁基施工成本增加、樁基施工周期加長，這些方面造成的經(jīng)濟損失，遠大于減少一點點抗浮水位節(jié)約的成本。

勘察單位和設(shè)計單位，既要確保安全，也要適當考慮經(jīng)濟合理。地下室抗浮水位、各土層力學參數(shù)取值，不能太保守，至少也要借鑒周邊工程的成功經(jīng)驗；設(shè)計單位在抗浮設(shè)計中，應進行多方案的比選，盡量考慮周詳，特別是在樁型、樁徑、進入持力層深度、單樁抗浮承載力等方面，設(shè)計前一定要調(diào)研當?shù)貙嶋H設(shè)計經(jīng)驗和施工經(jīng)驗。當設(shè)計單位對地勘報告中的抗浮水位取值有異議時，地勘單位應提供答疑和技術(shù)咨詢，必要時應協(xié)商合理的取值，為設(shè)計提供有益的建議，共同保證地下室抗浮設(shè)計的安全。

6 結(jié)語

地下室浮起將引起嚴重的社會負面影響。設(shè)計人員需要充分了解項目所處場地的地質(zhì)條件，全面掌握當?shù)爻Ｓ每垢≡O(shè)計思路，因地制宜地選擇抗浮設(shè)計方法。抗浮水位的合理取值，是影響地下室抗浮是否安全的關(guān)鍵因素。設(shè)計人員可以分別從抗浮和減浮兩個方面采取措施，確保地下室抗浮設(shè)計方案的全面平衡，并與其他行業(yè)主管、建設(shè)、勘察、施工、咨詢等相關(guān)單位合力提高地下室質(zhì)量，有效減少抗浮問題對建筑結(jié)構(gòu)造成的影響，促進建筑企業(yè)的健康發(fā)展。Q