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摘要：国家建设不断进步，很多城市建设也日益创新，对于地下空间的需求也与城市建设需求步伐一致，因此，很多工程需要超大并且超深度得地下室，这类工程数量剧增。由于场地的基本情况不同，比如场地周围环境的多样性、场地的工程地质条件差异以及水文地质情况多变等等原因，地下室在设计还有施工上面出现很多技术性的问题，这都需要马上进行研究找到解决办法，在这之中，地下室的抗浮问题十分突出。
关键词：地下室；抗浮设计；抗浮对策
1地下室抗浮失效问题分类及其破坏特征
地下室抗浮破坏分为整体抗浮破坏和局部抗浮破坏。
整体抗浮破坏，建筑物自身的重量无法克服场地地下水浮力，从而发生整体的移浮或者倾斜的状况。这个结果最终的形式也有相对区别，与地下室结构的刚度密切相关。如果地下室结构材料等整体刚度较小，就发生部分的上浮或者倾斜的状况，严重者，就会发生整体上浮。最终局部抗浮被破坏，水浮力不敌建筑物自身的总重量，然而建筑物的局部重量又不敌水浮力的情况下，就会出现抗浮力不均衡的结果。此失效形式会导致地下室发生裂缝，从而局部结构上浮。因周遭墙体和内部框架柱、墙体的约束，裂缝通常出现在底板或者地梁跨，其分布范围广且有规律。
近年来，高层建筑的地下室发生工程事故的情况很多，大多都集中在整体布局及局部上浮的问题上。就国家还有建设单位而言，是一个非常大的损失。究其原因，因为水浮力导致地下工程发生严重事故，主要问题还是意识不明。设计人员对于地下水并不熟悉，在抗浮设计方面有很多基础类得概念以及理论都不完全掌握，就开始进行抗浮设计。
主要是有以下三点：
1.1工程重点全都集中在梁、板、柱、墙体等等设计的基础问题上，对抗浮设计没有进行系统完整的剖析，表明其重视度不够。在抗浮的施工过程之中，认为建筑物自身重量已达成千上万吨，是不相信其地下室会上浮。
1.2地下室的地板出现裂缝或者漏水现象，更甚变成地下游泳池，将一些本质上由于地下水的原因而非设计荷载原因造成的工程事故，错误地判断为温度的应力作用或者砼施工质量的问题等等。
1.3地基作为不透水层，在设计及施工中都是这样考虑的。一般来说，地基的组成部分，包括基岩、硬黏土、深基坑所使用到的止水帷幕都是用桩、锚、或者喷混凝土建筑其支护部分，用传统的手法进行地基建设，也说明了对地下室的水浮力不够重视。
2抗浮技术措施
抗浮设计需要对地下结构的施工形式进行全面了解，当地下水位上涨时，所产生的浮力会影响到地下室结构安全性，不利于工程使用后的稳定性。针对这一问题可以采取设计方法来进行调节控制，结合基层情况的调查结果来进行，重点进行现场的结构优化，通过技术方法来使材料发挥防水作用，这样可以避免材料浪费问题发生，对基层工作任务完成情况也能有更全面的了解，当建设阶段出现不合理的现象会在第一时间采取解决措施，避免问题继续发展影响到工程的安全使用。地下室结构形成封闭的箱体，在水压力作用下会受到向上的水浮力作用，同时桩基、基础底板和基础梁作用有向上的水浮力，不仅要考虑整体结构的整体抗浮，还需考虑构件的局部抗浮。对高层塔楼范围地下室一般结构自重大于浮力作用。在施工阶段有效的技术可以从以下几方面来进行选择。
2.1盲沟排水法。首先是修筑排水系统，观察在基层中是否存在渗透或者积水的问题，结合地下室整体修筑施工情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆来进行排水处理，盲沟排水系统效果明显，实现功能的关键点是合理的现场布设，观察在基层中是否存在影响工程建设任务高效进行的原因，并及时采取解决措施，为接下来所进行的工程建设管理创造更有利的条件，也能必满积水过多造成地下室结构受到损坏。这种技术方法能够适应多种不同的场地，并且这样的情况下也能够避免出现积水长时间存在地下结构中得不到排出的情况。这种方法适用于常年水位低于地下室底板标高。沿地下室四周和底板下设置滤水层和排水管道，将水引导汇集到排水井内并用水泵抽排，地下水位一直维持至地下室底板下某一标高，使得底板基本不受水浮力，这种方法不仅解决了地下室的整体抗浮问题，同时也解决了底板的局部抗浮，其经济效益明显。
2.2配重法。配重方法能够帮助快速的排出基层所含有的积水，达到加固效果。这种方法充分利用了地下室结构的自重，即使地下水外发生了上涨，也不能影响到地面结构的完整性，并且对工程建设任务开展起到了调控作用，能够更好的帮助实现全面建设计划，重量设计要合理，否则超出了承受范围还会引发其他问题，难以投入到使用中。抗浮安全度不够是由于结构自重小于地下水对结构上浮力而造成，最直接的办法是增加结构自重或增加其上恒载，利用底板外伸部分增加回填土重量；如在地下室顶板上覆土，既解决了建筑绿化问题，同时又能增加恒载来提高结构的抗浮能力。如果在底板上增加配重（可根据当地材料供应，选用铁屑混凝土等重材料更为有效），能同时降低底板的局部有效压力，有利于减小底板和基础梁的尺寸。值得注意的是，增加覆土厚度或增加底板厚度对地下室抗浮有效，但基础埋深势必增加，地下水浮力也相应增加，于是增加结构重量的作用会部分地被增加埋深所引起的浮力抵消，因此，抗浮设计使用配重抗浮技术措施时应认真核算。
2.3抗浮桩法。抗浮桩利用桩侧阻力起抗浮作用，其抗浮能力与桩型、桩径、桩长及周围地质条件有关。抗浮桩的单桩承载力较大，一般布置在柱、墙下，其抗浮面积较大，受环境条件、施工条件影响较大，造价较高。当按常规布置柱下桩基不能满足抗浮要求时，需要在抗浮底板下增设抗拔桩。规程规定：对地下水水位或使用荷载变化较大的地下室宜选用抗浮桩。抗拔桩的抗拔承载力应通过现场抗拔静载荷试验确定。抗浮桩按轴心受拉构件进行承载力计算，在设计中限制桩身受荷后的裂缝宽度或裂缝出现，JGJ94-2008建筑桩基技术规范中规定：“对于受长期或经常出现的水平力或拔力的建筑桩基，应验算桩身的裂缝宽度，其最大裂缝宽度不大于0.2mm。对于处于腐蚀介质中的桩基，应控制桩基不出现裂缝”。抗拔桩配筋一般由裂缝控制，考虑裂缝0.2mm控制后配筋比承载力验算需要提高约40%。
2.4抗浮锚杆法。抗浮锚杆因具有造价低廉、施工方便、受力合理等优点而被广泛使用。但抗浮锚杆的设计、施工和检测还没有专业规范，给抗浮锚杆的应用带来不便。抗浮锚杆分预应力锚杆和非预应力锚杆，普通锚杆只有结构底板发生一定的位移才开始被动受力，适用于水浮力不大且对位移要求低的地下室；当水浮力较大且对位移及渗漏要求较高的地下室应采用预应力锚杆。预应力锚杆初始预加力增加了桩基的负荷，预应力的张拉也须结构达到设计强度后方能进行。普通抗浮锚杆一般为全长粘结型锚杆，孔径不大于200mm，一般为100～180mm。锚杆间距一般为2m左右，土层锚杆长度4～10m，岩层锚杆长度3～8m。相对抗浮桩其单根锚杆的抗浮能力较小。在锚杆布置时，一般沿柱或其周边，或在底板平面内均匀布置。如沿底板均匀布置，因在底板上附加应力较小并均匀，可减少底板厚度，降低工程造价。抗浮锚杆长度由计算确定，锚杆主筋锚入底板结构的长度按有关结构规范要求，杆体直径宜为16～32mm，并采用HRB335，HRB400类钢筋，并设杆体隔离架，使锚杆居中，为防止抗浮锚杆锈蚀，在底板与岩土界面上下一定范围内涂环氧树脂或防锈漆，在杆头底板内设止水板。
2.5泄水抗浮法。对于仅受上层滞水影响的地下室，可采用泄水减压技术进行抗浮处理，即在地下室侧墙或底板上开设泄水孔，通过基坑周边回填土区域渗入地下室底部的地下水可直接从泄水孔进入室内，汇入集水井，并通过地下室内原有的抽排水结构排走，降低地下水位，达到抗浮目的。该方法适用于地下室基底位于粘性土层，基底无承压水或承压水不对地下室造成影响，仅考虑上层滞水的地下室。泄水孔孔径约100mm，孔间距直接影响地下室抗浮效果，孔间距越小，效果越好。该方法原理简单且经济、环保，若基坑周边回填质量好，后期抽排费用较低。本方法目前作为一项专利技术（“一种地下建筑抗浮的方法”，专利号 ZL200710052439），已投入实际工程的使用，并取得了良好的抗浮效果和经济效益。
3结束语
地下室的抗浮设计作为一个很关键的问题，必须重视地下室防浮设计。要结合工程的实际情况，在工程安全的环境中，做到科学严谨、经济合理且可行性高。如果由于设计不合理，致使地下室结构上浮，要尽快安排有效措施，将上浮结构进行复位处理。与此同时，对已然变形或者已受损的结构和构件进行加固，使其符合承载能力的需求。
参考文献
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论文作者:贺诗雨
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/15
标签：地下室论文; 底板论文; 浮力论文; 结构论文; 锚杆论文; 裂缝论文; 桩基论文; 《建筑学研究前沿》2017年第23期论文;