基坑工程如結(jié)構(gòu)自重不能抵抗地下水浮力,常用的幾種抗浮措施是:降水抗浮、錨固抗浮、超重混凝土(一般采用鋼渣混凝土)配重抗浮、摩擦樁抗浮。
(1)降水抗浮
降水抗浮關(guān)鍵問題是反濾層的設(shè)計(jì),當(dāng)土的顆粒較細(xì)時應(yīng)采取可靠措施防止土粒隨地下水進(jìn)入反濾層,引起反濾層堵塞而失去作用。降水抗浮的優(yōu)點(diǎn)是局部徹底消除了水的浮力,構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)可按無地下水時考慮。
但降水抗浮的缺點(diǎn)為:①維護(hù)成本很高,特別是使用周期較長的地下構(gòu)筑物;②可靠性差,長期降水,土中的顆粒難免進(jìn)入反濾層,一旦反濾層被堵塞,水位將很難降至底板以下;③長期降水將對該區(qū)域地下水環(huán)境造成很大影響,甚至影響周邊建筑物的安全。
(2)錨固抗浮
利用設(shè)在底板和其下土層之間的拉桿,依靠桿體與周邊土體的黏結(jié)摩擦力抗浮。當(dāng)?shù)装逑掠袌?jiān)硬土層且地下水位不高時,設(shè)錨桿為一種既簡便又經(jīng)濟(jì)的方法。
但錨桿抗浮有3個問題:一是受力問題,錨桿與土層的黏接摩擦力較小,只能適用于浮力較小的結(jié)構(gòu);二是施工問題,長錨桿的施工需有專門的機(jī)械,而且鋼筋偏移控制、灌漿飽滿控制、避免斷桿控制等施工工藝控制較難;三是耐久性問題,在含水量較大的土層中地下水會對鋼筋侵蝕,錨桿的耐久性問題較難解決。以上問題在很大程度上限制了錨桿作為抗浮措施在永久地下構(gòu)筑物中的應(yīng)用。
(3)超重混凝土配重抗浮
在結(jié)構(gòu)底板上施作超重混凝土(一般是用鋼渣混凝土)以增強(qiáng)構(gòu)筑物自重達(dá)到抗浮目的。這種處理方式簡單,投入使用后管理成本較低。但近來有資料顯示,地鐵中的雜散電流會對鋼渣混凝土造成較大侵蝕,無法滿足結(jié)構(gòu)使用50年的設(shè)計(jì)要求。在采用超重混凝土配重抗浮時,地下結(jié)構(gòu)基槽深度必然要加深,給整個工程的受力體系增加難度,同時整體圍護(hù)結(jié)構(gòu)費(fèi)用相應(yīng)提高。
(4)抗拔樁
樁基工程均是比較成熟的工藝,樁身的耐久性較長,受力較大,受地下水侵蝕較小,完全能夠滿足抗浮的需要。
但抗拔樁的缺點(diǎn)主要有:(1)造價昂貴;(2)施工期較長;(3)單樁失效可能引起連鎖破壞效應(yīng)。