關(guān)鍵詞：抗浮，排水盲溝

 

　　在寸土寸金的今天，開(kāi)發(fā)地下工程已是大勢(shì)所趨。隨著地下工程的增多、加深，地下建筑物的抗浮也越來(lái)越得到人們的重視。由于地下水的賦存、補(bǔ)給關(guān)系存在很大的不確定性，基巖裂隙水的流動(dòng)及補(bǔ)給方式更是復(fù)雜，大量帶有純地下室的高層建筑、地下車庫(kù)及下沉式廣場(chǎng)的興建，使得抗浮問(wèn)題非常突出。主要問(wèn)題表現(xiàn)在：①正確確定抗浮設(shè)防水位成為一個(gè)牽涉造價(jià)、施工難度的關(guān)鍵問(wèn)題，②對(duì)孔隙水壓力的考慮不周全，影響到建筑沉降分析、承載力驗(yàn)算、建筑整體穩(wěn)定性驗(yàn)算等一系列問(wèn)題[1]。

　　目前工程中常用的建筑物抗浮措施有：采用底板設(shè)置抗浮錨桿、抗浮樁，壓載之類的方法來(lái)被動(dòng)的抵抗水浮力。本文主要介紹一種能利用擬建場(chǎng)區(qū)的地理優(yōu)勢(shì)，采用盲溝疏導(dǎo)地下水，達(dá)到結(jié)構(gòu)自重抗浮的目的，并在青島多個(gè)項(xiàng)目中得到成功運(yùn)用，根據(jù)已竣工項(xiàng)目的成本核算，該工藝能比傳統(tǒng)的抗浮錨桿、抗浮樁降低至少50％以上的成本，而且從根本上解決了建筑物的抗浮問(wèn)題。

 

　　壓載抗浮[2]的原理是增加結(jié)構(gòu)的自重，利用結(jié)構(gòu)自重來(lái)抗浮。這就要求增加覆土厚度或增加底板厚度，這種做法簡(jiǎn)便直接，對(duì)地下結(jié)構(gòu)的抗浮也很有效。但基礎(chǔ)埋深勢(shì)必會(huì)增加，地下水浮力也會(huì)相應(yīng)增加，于是部分所增加的結(jié)構(gòu)自重與增加的水浮力所抵消，所以在抗浮設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)認(rèn)真核算。

　　抗浮樁[1]是利用樁體自重和樁側(cè)摩阻力來(lái)提供抗拔力，以起到抗浮的作用，是一種常用的抗浮技術(shù)措施，不過(guò)抗浮樁大多與主體結(jié)構(gòu)中的柱子相連，使抗浮樁的間距較大，需要很厚的底板才能抵抗抗浮力所產(chǎn)生的附加彎矩和剪力，因此造價(jià)很高。

　　抗浮錨桿[2]是通過(guò)錨側(cè)巖土層的摩阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)抗浮的。由于抗浮錨桿采用高壓注漿工藝，漿液能更好的滲透到巖體中的孔隙與裂隙中，與抗浮樁相比，錨桿側(cè)摩阻力較樁側(cè)摩阻力大，更有利于抗浮，而且造價(jià)低，施工便捷，在工程建設(shè)中已迅速推廣。

　　降排截水技術(shù)[2]是在條件許可的前提下，采用降水、排水或截水等處理措施直接排除隱患。在地下水豐富、土體滲透系數(shù)較大的地區(qū)進(jìn)行深基坑開(kāi)挖時(shí)，為防止降水造成的地面塌陷或臨近建筑物沉降而常使用截水措施，如止水帷幕截水法�？萍颊撐摹Ｓ谰眯悦�溝排水降壓法是一種主動(dòng)抗浮方法，盲溝排水使地下水位一直維持到某一標(biāo)高，使底板不受或僅受很小的水浮托力，在滿足抗浮要求的同時(shí)還能適當(dāng)減少底板厚度。為避免和減少地下水浮力對(duì)深基礎(chǔ)施工的各階段帶來(lái)的不利影響或破壞,降排水或截水方案是常用的技術(shù)措施。

　　本文介紹的就是降排截水技術(shù)中的盲溝排水降壓法�？萍颊撐�。排水盲溝疏導(dǎo)地下水工藝是在地下建筑外墻四周或底板下部，系統(tǒng)的布置永久性的排水盲溝，形成無(wú)阻礙的地下水滲流通道，從而有效的減小甚至消除地下水對(duì)建筑物的影響。只要能確保盲溝通道內(nèi)的水能流出，盲溝的標(biāo)高可隨意調(diào)低，從而可有效的減小地下水賦存方式不確定所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。與壓載混凝土抵抗浮力的工藝相比，施工難度小、造價(jià)低、進(jìn)度快；與抗浮錨桿、抗浮樁相比，造價(jià)低、進(jìn)度快，并可與土方回填同步施工，不單獨(dú)占用工期。

 

　　2.排水盲溝的使用條件

　　系統(tǒng)的布置排水盲溝，疏導(dǎo)地下水工藝目前在抗浮工程并未得到廣泛的運(yùn)用，它受到場(chǎng)區(qū)地理?xiàng)l件、賦水大小、上部結(jié)構(gòu)及地下室占地面積等限制，需要同時(shí)具備以下條件：

　　1）地層賦水及土體滲透系數(shù)不宜太大，較適用于基巖地區(qū)及滲透系數(shù)較小的粘土、粉質(zhì)粘土地區(qū)。

　　2）排水盲溝頂標(biāo)高應(yīng)在臨界水位以下（可滿足結(jié)構(gòu)自重抗浮時(shí)的水位標(biāo)高），且場(chǎng)區(qū)四周有順暢、永久的出水口。

　　3）地下建筑物占地面積不宜過(guò)大，占地面積過(guò)大水阻勢(shì)必加大，易造成盲溝堵塞，水流不暢.

　　4）如建筑物底板標(biāo)高高于出水口，可在底板下同時(shí)增加排水盲溝，結(jié)合外墻四周的盲溝可更有效控制地下水。

 

　　3.1工程概況

　　青島市中心某工程共3個(gè)樓座，1#、2#樓為24層高層，3#樓為地上4層的商場(chǎng)，整體下設(shè)2層地下室。建筑面積74633ｍ2，基底絕對(duì)標(biāo)高42.8ｍ，其中1#、2#樓采用樁基礎(chǔ)形式，3#樓利用天然地基做為持力層。

　　3.2建筑場(chǎng)地周邊環(huán)境

　　整個(gè)場(chǎng)區(qū)地勢(shì)呈北高南低。北側(cè)為一條小區(qū)規(guī)劃路，規(guī)劃路絕對(duì)標(biāo)高55.5ｍ；南側(cè)為已經(jīng)通車的交通要道，絕對(duì)標(biāo)高48.0ｍ～51.0ｍ，南側(cè)人行道下有一條4.0ｍ*1.8ｍ的永久性泄洪暗渠，暗渠頂標(biāo)高46.5ｍ。（見(jiàn)標(biāo)高關(guān)系圖）

　　3.3水文地質(zhì)條件

　　場(chǎng)區(qū)地層揭示主要為：新近回填土、粉質(zhì)粘土、強(qiáng)度較高的角礫層、風(fēng)化基巖，其中局部有煌斑巖脈。地下水主要為第四系孔隙潛水，主要賦存于填土及角礫層中。從勘察報(bào)告中看，水位呈北高南低狀，常見(jiàn)水位標(biāo)高47.11ｍ～48.65ｍ，勘察建議地下水抗浮水位按51.0ｍ考慮。

　　結(jié)合建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)水頭浮力進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為只要地下水位能保持在47.5ｍ以下，即可利用結(jié)構(gòu)自重來(lái)解決抗浮問(wèn)題。

　　3.4排水盲溝設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　3.4.1設(shè)計(jì)思路

　　　　車庫(kù)開(kāi)挖未回填前，地下外墻與基坑坡面間會(huì)形成一道無(wú)側(cè)限的地下水通道，四周的地下水絕大多數(shù)會(huì)匯集到基坑內(nèi)�；靥詈�，如回填骨料滲透系數(shù)大，依然會(huì)形成滲流通道，對(duì)建筑物的抗浮極其不利。因此如何有效的截流并保證使用年限是疏水抗浮設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

　　ａ、利用場(chǎng)地高差及基坑大放坡開(kāi)挖的優(yōu)勢(shì)，在地下室墻外側(cè)設(shè)置一道永久性疏水盲溝，并與南側(cè)的地下泄洪暗渠相連。

　�。�、阻隔場(chǎng)區(qū)環(huán)境水的垂直入滲路徑，減小地下水及降雨對(duì)樓座的影響。疏水盲溝標(biāo)高以下采用滲透系數(shù)小的粘性土分層回填并夯實(shí)。

　�。�、為保證在使用年限內(nèi)，疏水盲溝能保持順通，每50ｍ設(shè)置一沉砂池及檢修井。

　　　　3.4.2盲溝設(shè)計(jì)（見(jiàn)疏水盲溝剖面圖）

　　ａ、布置于地下外墻與坡面之間，盲溝頂絕對(duì)標(biāo)高47.50ｍ，通道尺寸500*500，自北側(cè)中間位置向兩側(cè)分流，坡度0.1～0.2％。

　�。狻⒚�溝采用磚砌，頂部采用預(yù)制板覆蓋。磚及預(yù)制　　　　　　　　　　　　　　　　蓋板預(yù)留滲水孔，孔徑小于1ｃｍ。

　�。�、盲溝外側(cè)鋪設(shè)一道土工膜布，土工膜布外采用粒徑　　　　　　　　　　　　　　　1～2.5ｃｍ的級(jí)配石子做為反濾層。

　　ｄ、石子反濾層外再鋪設(shè)一道土工膜布。

　�。濉⑹杷�盲溝底部采用粘土分層回填并夯實(shí)，夯實(shí)系數(shù)不小于0.94，并鋪設(shè)厚度不小于100ｍｍ的素凝土墊層。出水口設(shè)置濾水蓖子，防止碎石流失。

　�。�、每50ｍ設(shè)置一沉砂池和檢修井，檢修井以不影響室外景觀和管網(wǎng)為宜，盡量布置在建筑拐角處。

 

　　目前，該項(xiàng)目已經(jīng)封頂，排水盲溝的使用也歷經(jīng)了2個(gè)雨季，地下室未出現(xiàn)開(kāi)裂、隆起等現(xiàn)象，排水盲溝內(nèi)水流順暢，未出現(xiàn)淤堵、損壞等情況。采用排水盲溝疏導(dǎo)地下水進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗浮，為該工程節(jié)約了近200萬(wàn)的投資。

　　排水盲溝由于其工程造價(jià)低、施工簡(jiǎn)單并能從根本上解決地下建筑物的抗浮問(wèn)題而得以成功運(yùn)用，但由于缺少更多的成功經(jīng)驗(yàn)及使用的局限性并未得到大的推廣。科技論文。因此對(duì)該工藝的使用應(yīng)慎重，要因地制宜，針對(duì)具體工程項(xiàng)目，認(rèn)真分析場(chǎng)區(qū)的水文、地質(zhì)、周邊環(huán)境，確保抗浮方案合理、有效、經(jīng)濟(jì)適用。

[1]張?jiān)诿?孫保衛(wèi),徐宏聲.地下水賦存狀態(tài)與滲流特征對(duì)基礎(chǔ)抗浮的影響[J].土木工程學(xué)報(bào).2001;34(1):73-78

[2]曾國(guó)機(jī),王賢能,胡岱文.抗浮技術(shù)措施應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].地下空間. 2004;24(1):105-109