摘要：针对降水抗浮技术在地下工程中的应用进行分析，结合目前降水抗浮技术发展现状，从降水抗浮方案选择与分析、地下工程抗浮计算等方面进行深入分析与探究，以总结地下工程施工的经验教训，并为同类工程施工提供一定的借鉴。
关键词：降水抗浮技术；地下工程；应用分析。
0引言
地下结构降水抗浮设计主要是考虑“放”与“抗”这两种方法。其中“抗”主要是对抗浮锚杆、抗拔桩等进行使用，避免地下工程出现上浮，同时对底板配筋进行加强避免开裂。“放”主要为利用科学的方法对地下室底板土体中的存在的孔缝水进行排放，对抗浮水位进行控制，使其符合地下工程抗浮需求[1]。在选择使用那种方法时间，需要结合具体地下工程实际情况，并对施工成本进行考虑。本文以上海某高层住宅小区地下工程降水抗浮技术应用为例进行探讨。
1工程概述
该工程由11幢高层和一层通体地下室组成，建筑高度为74.1米，整个地下工程基坑开挖施工面积为38168平方米，其中基坑周长为857.7米。该工程±0.000绝对标高为+5.60，平整后场地实际标高为+4.40，相对标高为-1.20。1-11号楼需要深挖5.35米，地库深挖5.1米。承台下垫层下深挖5.5米，地库集水井相对底板的落深为1米至1.3米之间，地上建筑与电梯井相对底板落深在1.55米至2.75米之间。
结合该工程基坑结构、开挖施工深度等数据，降水抗浮技术主要对轻型井点降水方法，实际降水深度为基坑底部0.5米至1米之间，利用真空井进行抽水，进一步实现深层降水目的，并提升降水质量。
地库未覆土时采用抗浮井可使地下水位高于相应控制水位时，利用抗浮井中安装的感应水泵自主进行抽水外排工作，实现对地下室底板下水源的实时控制，提高地下室的稳定性与安全性，在对水位进行控制期间可结合施工需求进行具体调整。
图一 基坑抗浮井点布置图
2抗浮方案设计
2.1配重抗浮分析
一般来说，配重抗浮主要采用使用重型混凝土浇筑底板、提高底板施工厚度和大密度材料回填等方法。这些方法具有较强的可操作性与稳定性，在施工建筑物的重量与抗浮之间存在较小误差时，就可对配重抗浮设计。但在重量与抗浮之间差距较大时，在对这种方法使用时会使得施工成本不断提升。
2.2降水抗浮设计
结合该工程实际情况，本工程采用降水抗浮技术中的“放”方法进行设计，我们结合工程围护设计、水文地质以及塔吊布置等情况，共设计了30套抗浮井和自动感应排水设备（详见图一基坑抗浮井点布置图）。与此同时，为了更好的对水位的实际变化进行检测，提高降水观测质量，为基坑开挖施工进行精准的预报，又在施工现场布置5口观察井。
通常情况下，降水抗浮实施的主要条件为：其一，地下工程需要至少有一侧的地面标高低于抗浮水位，这时可采取单侧降水；其二，在抗浮控制水位与地下抗浮水位之间的存在的高差较大，且地基为软土层时，采用降水抗浮技术可以降低抗浮施工成本[2]；其三，降水抗浮施工较为简单，施工周期也相对较短。
与此同时，在实际工程中由于止水帷幕没有对放坡顶部3米范围内的水进行截断，因此为了防止土体受到动水的冲击与浸泡，致使滑坡现象的出现，我们在工程基坑北侧坡顶设计5组轻型井点降水，并设置一条深为0.4米、宽为0.4米长为258米的排水沟，实施轻型井点降水施工，阻止基坑上部地下水进入到基坑中。该工程为了避免土体在动水的影响下出现滑坡现象，又在基坑东侧布置深水井。其中深水井使用直径25厘米、长6米的井管进行铺设，深水井间距约为30米左右。另一方面，由于工程南侧护坡长度为214米，并分为二级护坡，其中一次护坡在-1.2米至-3.7米之间，高为2.5米，二级护坡在-3.7米至-6.3米之间，高为2.6米，并在-3.7米处设置放坡平台，并进行泄水管降水处理。
结合现场周边环境与施工现场情况，地库外围主要以降潜水为主，其降水目的是确保主楼结构在年底实现封顶，在地库结构施工结束后地库顶部不回填浮土，将地库顶作为施工现场进行运用。为地库外围回填提供较为良好的环境，利用疏通土体中地下颗粒水，实现抗浮作用，避免地库外围出现上浮现象，实现年底封顶施工需求。
2.3降水抗浮技术重点
（1）在结构设计与反滤层材料选择期间，若土层颗粒较细，需要使用科学的方法避免土粒在地下水渗水影响下进入到反滤层中，从而导致使反滤层出现堵塞现象，并使滤管功能不能良好的发挥。
（2）在地下水渗水量计算与排水能力计算期间，地下工程通常为三维地下水渗流现象，其中抗浮控制水位与地下水单位时间之间的渗流量、水位地质信息与工程之间具有相应的关联，其计算流程也较为复杂。
（3）在需要进行长期排水时，总包方管理成本会不断提升。从地下工程排水失效角度进行分析，地下工程侧墙以及底板需要进行开洞施工并作为抗浮溢水井，以达到降低对地库地板扩侧墙的水压力目的，当然，这对地下工程空间需要进行一定的占用。
3抗浮计算
在抗浮计算时间，永久荷载的作用对于结构具有积极影响，当g＞k×s时，施工建筑物的重量与浮土自重受水浮力的影响较小，可较好符合抗浮需求不用进行降水施工，当g＜k×s时，与上述情况正好相反，需要进行抗浮设计。结合该工程实际情况，其地下工程需要深挖5.5米作用，通过公式进行计算发现其g＜k×s，所以该工程需要进行抗浮设计。
3.1平衡水位确定
所谓平衡水位主要为地下工程结构根据自身重力对浮力进行对抗时，水位具有较强的平衡性，其中这一水位主要由单位面积的最小自重荷载位置所决定。结合该工程实际施工数据进行分析，最小自重荷载区域中平均荷载约为72.5kPa，抗浮系数k为1.05，通过计算可知该工程平衡水位为6.2米。
3.2涌水量计算
在对涌水量进行计算期间，需要对两种情况进行考虑与分析：其一，地下工程底板以下为不透水层，其下为透水层，同时含水层以承压水为主，基坑也属于一个降水井，利用基坑抽水，可使水位逐渐达到平衡水位。其二，施工人员可将地下工程底板以下至基坑截水帷幕视为不透水层，截水帷幕以下为透水层，其中含水层主要以承压水为主，基坑属于一个降水井，通过科学的抽水使水位逐渐达到平衡水位[3]。
3.3轻型真空井点降水量与规划
该工程在实际施工期间，基坑深度为5.1米，基坑实际面积为38168平方米，在去除搅拌桩等结构时，其面积为1890平方米，降水土方面积为36278平方米，其中土方含水量平均值为10%，通过科学的计算可知其降水量约为14692.6立方立方米。以此为基础可明确真空泵数量为39台。
另一方面，轻型井点管线埋设深度需要大于H+h+I+L+降坡。在这一公式中，H为基坑开挖深度5.1米；h为井管外露部位0.2米；I为力学降水坡度 ；L为降水半径10米，降坡为1.5米，通过科学的计算可知该工程需要对6米长管线进行使用。
在轻型井点使用期间，施工管理人员要确保抽水具有较强的连续性，若出现不上水、水混浊以及出现清水后又变为浑浊等现象要及时查找原因，排除隐患。例如井点管淤泥堵塞相对较多时，降水质量受到严重影响，这时需要使用高压水枪对所有井点管进行冲洗并将井点管拔出重新进行埋设处理。
4 结语
综上所述，在制定抗浮设计方案期间，通常具有较强的复杂性，需要对工程实际情况进行科学的分析与研究。地下工程抗浮设计也属于结构设
计的主要基础，因此在实际设计期间需要对最为合理的设计方法进行使用，在保证地下工程安全性的同时，还可降低施工成本，达到较好的经济效益。
采用抗浮井降水后，基坑施工期间沉降结果正常，沉降量符合设计要求。保护了地下水资源，避免了大量降水引起周边沉降的问题。是一种安全、经济、环保的降水方法[4]
参考文献：
[1]王力健.降水抗浮技在地下工程中的应用[J].建筑术,2014,45(3):243-246.
[2]陶红雨，袁志明.关于挤土桩施工中对周围建(构)筑物影响的保护措施[J].工程质量,2006(2):32-34.
[3]刘波,王作悦,姚彪.杭州市新华小区高层住宅工程的地基岩土工程分析[J].浙江地质,2001,17(1):60-66.
[4]任海香,张廷会.管井与引渗井相结合在某某坑降水中的应用[J].地下水,2016,38(2):116-117,146.
论文作者:张建军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/4
标签：基坑论文; 水位论文; 地下工程论文; 工程论文; 底板论文; 方法论文; 护坡论文; 《基层建设》2018年第11期论文;