辽宁科技学院资土学院 中国本溪 117004
摘要：在国内外，关于地铁车站抗浮设计这方面全面系统的研究和文献资料并不多，工程师们通常为此类情况感到十分的困惑。抗浮首先应研究抗浮设防水位的问题。特别是结构设计时合理确定抗浮设防水位比较困难，主要原因之一是有关的设计规范规程中未提出明确的设计标准或设计依据在具体应用时尚存在很多问题，而孔隙水压力采用传统方法计算的结果与实际情况有一定差异等等，引起很多的争议。
关键词：岩土；水压力；规范；验算；
1研究现状
目前结构设计所遵循的有关国家标准，地方标准或技术措施中，并未明确地提出建筑物抗浮验算的设计水位取值方法，如现行的国家标准《建筑地基基础设计规范》。或只是提出了可参照勘探实际水位，近年最高水位以及历史最高水位确定基础抗浮设计水位的取值原则，但在具体应用时存在许多实际问题。
张在明、时光新、门玉明、晏长根、崔红军、孙学军等专家及学者虽然对地下水位的预测以及地下水对工程的影响方面有所研究，但是，如何合理确定抗浮设防水位依然是个问题。
地下结构物抗浮(或防浮)方法很多，其类型有：增加自重法(包括顶板压载、基板加载及边墙加载)、下拉法(抗拔桩和锚杆)、排水减压法、以及利用土层与地下结构之间的摩擦力、利用废弃的临时挡土设施和延伸基板法、反拱法等。而工程中常用的抗浮措施是:如临时性抗浮(主要指施工期间)主要采用隔水、降水和排水等措施；永久性(指建筑物使用期间)主要采用抗拔桩下拉法和锚杆(索)下拉法。
各种抗浮方案各有利弊和优劣，其选择的原则是：安全可靠、经济合理、技术先进和方便施工。还应根据工程特点、地质情况、场地条件和环境等因素(如基坑的支护形式、基坑深度、基坑底的士层条件等)，综合考虑，因地制宜，选择一个最佳有效的抗浮方案。
美国、前苏联及我国现行规范中所提供的对抗拔桩的抗拔计算公式是一个半理论半经验的公式，其中虽然考虑到了抗拔桩带有扩大头的情况，但没有考虑扩大头对上方岩土作用(特别是扩底嵌岩部分)而引起的桩周摩阻力的变化，也没有考虑到桩周摩阻力变化的复杂性。公式表达的试验基础是一些等截面桩的拔桩试验所得的结论。
工程兵工程学院与上海人防办科研所在抗浮爆扩桩研究中提出的计算公式，首次充分考虑了饱和软土地质条件的爆扩桩抗拔力的桩周摩阻力、扩大头作用和桩体自重，同时也考虑到了桩周摩阻力分布的不均匀性。从其形式及抗拔理论基础来看，它也是一个半理论半经验公式。
在其它的一些抗拔计算公式中，也存在类似的一些问题。如我国水利电力部电力规划设计院标准《线路基础设计的技术规定SDGJ62-84》(试行)中对抗拔利计算和其它我国的一些规范一样，在考虑桩周摩阻力的时候仅考虑一个抗拔、抗压的折减系数，美国国家标准草案《输电线路杆塔基础设计异则》中也是假定了一个圆柱滑裂面，对于不同土质的精确度存在着程度不同的误差问题。
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Meyerhog-Adams是用一个半经验的方法，结合了一些假设(也是采用了竖圆柱式滑动面法)，借鉴了底板式基础的分析方法得出计算方法，不过它考虑了深基础与浅基础的区别；Balla法也是一个用于计算底板式基础的方法，但通过我国东北电力设计院70年代所进行的大量室内和现场的模拟试验或真型试验结果来看，Balla法不能精确地模拟在粘性土中的扩底桩破坏。由此，当采用抗拔桩作抗浮措施时也存在不少需要完善的地方。
对于锚杆锚固方面，国际上有许多国家都有专门的科研机构从事岩土锚固的研究工作，且编制了规范，如德国(原联邦德国)DIN4125锚杆规范；奥地利B-4455锚杆规范；瑞士锚杆标准SN533-191；英国DD81灌浆锚杆推荐书；美国后张预应力混凝土学会(PTI)修订和频发的《预应力岩层与土层锚杆的建议》；日本土质工学会制订的《地层锚杆的设计、施工规程》；国际预应力协会(FIP )《预应力锚杆设计施工规范》等。我国也制定了国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》和工程建设标准化协会标准《土层锚杆设计施工规范》、以及《建筑地基基础设计规范》和《港口工程嵌岩桩设计与施工规程》等。
国外有Ostermeyer、Scheele、Fujiat、Coates和Yu；国内有程良奎、范景伦、韩军、许建平、张作媚,杨志银、梁炯婆等专家及学者对锚杆岩土锚固方面做不少试验和理论研究，其中崔京浩、崔岩、吴世红等人对锚杆抗浮方面有一定研究。
在国内，增加自重法(包括顶板压载、基板加载及边墙加载)、排水减压法、以及利用土层与地下结构之间的摩擦力、利用废弃的临时挡土设施和延伸基板法等抗浮措施的研究和实例很少。现在，在国内外，利用反拱与锚杆理论共同研究地铁车站抗浮的更少[1]。
2 研究的目的及意义
因为抗浮主要包括两方面的内容，一是整体的向上浮起，二是底板的向上的臌起，即底臌。基于抗浮研究的内容，本文研究的目的和意义如下：
(1)通过对地铁车站抗浮理论的研究，提出用新的抗浮办法，此方法既能对地铁车站整体向上浮起有作用，又能解决车站底板的底臌，达到抗浮的目的；
(2)在国内外，关于地铁车站抗浮理论这方面，全面系统的研究和文献资料并不多。对于抗浮设计没有具体的规范，只能依据其他建筑结构规范参考使用。这样就有必要对地铁车站抗浮理论进一步研究，逐步使抗浮设计规范化。
3 结论
如何解决地下工程结构物的抗浮问题目前已成为一个经常面临的问题。因地下水浮力作用或抗浮措施不当而造成地下工程的破坏，在国内已有不少的事例，如武汉果品公司舵落口地下冷库、海军航空兵上海市大场地下机库、银川及承德市的少数人防工程都因地下水浮力的作用造成不同程度的破坏。在做全埋式地下工程设计的时候经常会碰到因地下室自重及地面覆土不平衡由地下水产生的浮力，必须采用经济有效的永久性抗浮措施。本文针对地铁车站抗浮问题进行分析，不但能解决地铁车站抗浮的问题，而且能对推广到地下工程的相关领域，有一定的研究价值和意义。
参考文献：
[1]曾国机,王贤能,胡岱文.抗浮技术措施应用现状分析[J] .地下空间, 2004,24 (1).
[2]袁正如.地下工程抗浮设计中的几个问题[J].地下空间与工程学报Vol, 3,2007.
[3]吴建宏.高层建筑物地下室抗浮设计的几个问题[J].广东土木与建筑, 2002. 10.
[4]袁正如.地下工程的抗浮设计[J].地下空间.2004,24(1):41-43.
[5]中国建筑科学研究院.建筑桩基技术规范(JGJ94-94).北京:中国建筑工业出版社,1995.
论文作者:王喜刚
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/30
标签：锚杆论文; 水位论文; 车站论文; 地铁论文; 措施论文; 基础论文; 土层论文; 《防护工程》2019年第1期论文;