浅析地下室上浮成因及预防措施

摘要：针对地下室上浮现象，分别从设计和施工角度分析，并从经济合理的角度提出预防措施。

关键词：地下建筑；上浮原因；预防措施；

引言

随着经济发展，我国城市化进程的速度越来越快，居民生活水平提高。住宅小区的数量也成倍增加，小区内居民的各种交通工具的存放已经成为小区规划时必须考虑的问题，为了有效解决这类问题，提升小区的整体品质，地下车库等地下建 (构) 筑物的建设项目日趋增多 。这些地下建 (构) 筑物的上部建筑根据其周围环境的规划要求，

分为有地上建筑和无地上建筑两类 。地下建(构) 筑物的顶板上覆土后作可做绿化和休闲场地，供人们休闲观赏。但是这种地下建 (构) 筑物在施工中及竣工使用期的抗浮措施若无周密考虑，往往会产生上浮现象，导致地下墙体或底板开裂，直接危害使用及结构安全 。下面根据江苏无锡某地区近几年发生的地下室上浮原因及抗浮措施加以分析。

1 原因分析

1.1自然条件

无锡地区气候温和湿润，雨量充沛，属长江下游海洋性温湿气候带。年平均降水量1241.3mm，年平均相对湿度79%，冬季偏北风为主，干燥寒冷；夏季以东南风为主导，炎热湿润；春夏之交的梅雨天气是江南地区特有的气候，天气闷热、多雨。夏末秋初台风次数较多，狂风暴雨相结合，带来较大降水，具有较大破坏性。场地土质主要由粘性土、粉土及粉砂等组成。地下初见水位埋深0.50～0.71m，稳定水位埋深0.82～1.00m，透水性较强，富水性较好。

1.2勘察设计原因

抗浮水位确定。抗浮水位是影响设计的重要因素，但是却很难确定。因为很多勘察单位不能对各区域进行长期的水位观测，多采用结合场地条件分析推断提供抗浮水位的范围值，甚至有些勘察单位直接不提供。《高层建筑岩土工程勘察规程》第5章规定，根据地下水类型、各层地下水位及其变化幅度以及补给、排泄条件等因素，提供抗浮设防水位，并在第8.6.2条做了如下规定：当有长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可采用实测最高水位；当无长期水位观测资料或资料缺乏时，按勘察期间实测最高水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定；场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水位并考虑其对抗浮设防水位的影响；只考虑施工期间的抗浮设防时，抗浮设防水位可按一个水文年度的最高水位确定。

江苏省审图中心对没有明确抗浮地下水位时，要求荷载分项系数根据GB50009-2006第3.2.5条确定，但是《建筑结构荷载规范》关于抗浮规定为“对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，荷载的分项系数应按有关的结构设计规范的规定采用。”如果给定了抗浮水位，在地下室底板强度计算时，水压力的荷载分项系数取1.2。这就有可能使得不同的设计人员在计算底板强度时结果不同。

1.3施工原因

地下水在土体中的渗透作用，除了与土体本身的性质有关，还与施工期间，四周开敞，下雨积水，雨停抽水，容易造成基底局部或全部与四周积水连通，地下室重量小于水的浮力时就会浮起来。

现在小区地下建筑规模都较大，以笔者目前负责的无锡工地为例，仅地下室单层面积就有25000，开挖平均深度为4.8米，施工周期长，降排水的工作量大。设计蓝图关于抗浮措施仅限于地下室顶板覆土后方可封闭后浇带，但是这种做法过于理论，设计无法考虑到施工现场的实际情况，比如施工段的划分、材料堆放、进度计划、施工场地安排等因素都会影响回填土的回填时间。为了充分利用施工场地一般施工单位都会在主体结构完工后才会大面积回填土，但是那样无形中又增加了降排水的工作量。而且后浇带如果不封闭也不便于回填土施工。因此，实际操作中施工单位都会在主体完工、沉降均匀且地下室混凝土龄期满后就封闭后浇带。如果地下室内设计没有设排水井，施工单位就有可能提前停止抽水或只抽基坑周边水，这都会导致地下室上浮。

2 预防措施

2.1设计

2.1.1抗浮桩

在柱底设抗浮桩是目前设计较为常用的一种预防措施，通过抗浮桩的抗拔力来抵抗浮力，并且在桩的抗拔极限应力分析时，考虑了桩体竖向钢筋抗拉力，桩体混凝土的抗拉力，桩身与周边岩土的摩擦、嵌固力。但是，对于结构受力分析而言，设抗浮桩相当于仅在柱节点处增加约束，如果遇到雨季，或降排水不及时仍会造成浮力增加，引起地下室底板上拱，梁端及柱角裂缝。

2.1.2抗浮锚杆

若地下建 (构) 筑物底板下为粘质粉土、硬塑状粘土或风化基岩时，由于这些土层适宜钻孔注浆，故可利用注浆锚杆。注浆锚杆的间距常用 2000mm，应 > 6d1(d1为锚杆孔直径) 或按设计，锚杆常用 Ⅱ级钢筋，直径25～40，钻孔直径 d1常用100～180mm，宜取三倍锚杆直径，但 ≥1 倍锚杆直径加50mm或按设计，锚杆长度应满足锚固要求，锚杆深入基岩长度应 > 40d，注浆多用掺有早强剂的高标号水泥浆或细石砼，其强度等级应 ≥C30，注浆压力常用 0.5MPa 或随钻孔深度的加长而增大。抗浮锚杆的抗拔力应作现场试验。但工程量大，造价高。

2.2施工期间的抗浮措施

地下建 (构) 筑物若处于透水系数比较大的粉质粘土 、粉土 、砂土中，由于正值施工期间，地下室的顶板和覆土尚未完成，此时底板和外墙已施工完成，在地下水作用下，形成了一定的浮力 。当浮力不大时，可利用排水明沟 、集水井结合潜水泵排出基坑内的水，减小浮力 。当浮力较大时，应在地下室底板中设置降水井，待覆土完成后，停止抽水，封闭降水井。但是笔者负责的项目及周边同期开工的项目，设计均没有在地下室内设降水井，因此，施工期间周边多个地下室都出现了上浮，有些还有抗浮桩。然而，笔者负责的项目没有上浮，虽然面积大而且没有抗浮桩，从地下室施工到顶板覆土周期长达14个月。我们充分考虑了可能引起地下室上浮的原因，并指定了措施预防。后浇带封闭后，利用板顶、外墙水电预留孔将基坑四周积水用水泵灌到地下室内，灌注高度不小于基坑外积水面高度，利用土的空隙和水的流动性，给地下室增加均布面荷载的原理来避免地下室上浮。原理如下：

F浮=ρgV排

G水=ρgV

当V≥V排时，G水≥F浮地下室就不会上浮。而影响V的可变因素就是水高度，因此，控制好高度就能有效避免上浮。这样就不需要经常抽水，并且避免了因封堵不当造成地下室渗漏，从成本管理角度说，1吨水要5元，地下室相当于一个大的蓄水池，积水可以在后续施工中作为施工用水，即有利与文明施工又节约了成本。

3结束语

地下室上浮事件屡有发生，当地下室浮力大于当时已施工建筑物的重量时，地下室就有上浮的可能。一般常见上浮事件多为抗浮设计不足，施工单位过早停止降水措施或降水措施不当引起。地下室上浮将直接影响工程施工质量，并造成经济损失，因此，在地下室正式施工前，施工单位应会同设计单位做好地下室抗浮预防工作，施工中加强监控，落实各项抗浮措施。