预防地下室上浮,确保结构安全

【摘要】现代建筑中，地下室车库或半地下室景观等建筑较多，在施工中，必须对设计图纸和意图充分理解，要考虑抗浮荷载和地下水位的情况，这样才能确保地下室的结构安全。

【关键词】地下建筑 上浮原因 预防措施

随着目前经济的发展，我国居民生活水平提高，住宅小区的数量也成倍增加，对小区的品质也有一定的提高，小区规划时必须考虑居民交通工具的存放问题，为了有效解决这类问题，地下车库等地下建（构）筑物的建设项目日趋增多。高层建筑底下普遍带有数层地下室，空旷的广场下面也建有地下停车库，小区的绿化区域也建有地下停车库，有的小区建有半地下广场，以便造成上下错落有致的景观效果。由于设计或施工的原因，往往造成空旷区域地下室在施工过程中上浮，造成地下室沉降缝间严重错位，甚至拉断漏水；有的造成地下室底板开裂漏水；有的造成地下室底板严重变形，致使地下室梁、柱严重开裂，直接影响结构安全。

1、案例分析

1.1案例一

1.1.1工程概况：某小区在高层住宅区绿化带，建造两层地下车库，建筑面积约为16000平方米。车库与高层之间有沉降缝脱开，由于建设单位想节省资金，取消了地下车库的抗浮桩，取而代之的为车库顶面1.0米厚的填土，地下室底层地面相对标高为-4.0米，地下室二层地面相对标高为-1.0米，顶板标高为1.8米，顶部回填800mm的绿化用土，属于半露地面的半地下室。当地水文资料提供的地下水位最高为-1.0米，由于设计单位的图纸设计说明中只写明土方回填后可以停止地下室基坑抽水（未强调必须在地下室顶板回填后方可停止基坑抽水），项目部在基坑回土后，即刻停了基坑抽水，结果一场暴雨后，地下室上浮200―300mm不等，造成沉降缝间防水层、止水带拉断，局部墙体开裂，地下室严重积水。

1.1.2造成地下室上浮的主要原因：

1.1.2.1是基坑抽水过早停止。

1.1.2.2是由于暴雨造成基坑积水，远高于正常地下水位（实际情况中高出设计水位0.5米）。

1.1.2.3是设计说明不明确，考虑不周全，未明确规定必须在地下室顶层填土后才能停止基坑抽水。事后，项目部采取地下室四周打井抽水，待顶板1.0米厚土方回填，地下室标高基本回落到原有标高，对由于上浮造成的破坏进行了修复。

1.2案例二

1.2.1工程概况：某商业办公区由于景观要求，建造一个半地下露天休息区，平面尺寸为40×50米，地面相对标高为-3.0米，`地下底板设计为混凝土C35厚700mm，￠22@150双层双向钢筋，由于地下室底板未设置刚度较大的地梁，在当地出现强降雨后，地下室底板中央呈半球状凸出500mm以上，造成严重开裂，大量地下水如喷泉一样从裂缝中冒出。

1.2.2造成结构破坏的主要原因：

1.2.2.1是该处地下水位本来不高，设计计算时上浮力不大，故地下室底板未考虑浮力作用，但施工过程中由于暴雨，大量地表水进入基坑，产生极大的浮力，但由于地下室底板刚度不足而造成破坏。项目部在事故发生后，经抽水减压后，整个地面另浇筑厚1.0米的钢筋混凝土。

1.3案例三

1.3.1工程概况：某住宅区10000多平方米的地下车库，除三幢高层住宅位置有工程桩外，其它部位无工程桩，由于该处地下水位不高，在基坑开挖时基坑干燥无水，因此地下室底板在设计时未考虑浮力的作用，地下室底板为混凝土C35厚为350mm.由于框架柱柱距为8×8米，底板的刚度严重不足，一场暴雨后，地下室除高层住宅位置以外部位，全部出现不均匀上浮情况，上浮高度在100-200mm左右。更为严重的是，外墙、地面、柱上口、梁柱交接处严重开裂，最大裂缝达5mm以上。地下室结构遭到严重破坏。

1.3.2造成结构破坏的主要原因：

1.3.2.1设计中未考虑全面的浮力作用，导致地下室底板刚度要求严重不足。

1.3.2.2设计中未在所有地下建筑物下设置工程桩。

2、对3个案例综合分析，造成事故的主要原因是：

2.1设计原因：

2.1.1施工项目工程水文资料及现场勘探表明，无地下水或地下水位不高，但在实际施工时，由于下暴雨导致基坑中灌满积水，造成地下室上浮和结构破坏。

2.1.2施工项目设计中已考虑到上浮和抗浮，但设计文件中未明确所有荷载，包括顶部回土全部到位的情况下，才能停止基坑抽水等，结果造成地下室上浮。

2.2施工原因：

2.2.1施工单位对现场地下水位情况了解不够，不了解偶然的暴雨会造成地下室上浮。

2.2.2施工单位对设计说明过分依赖，在荷载没有全部到位的情况下，停止抽水是造成地下室上浮的直接原因。

3、预防措施：

3.1设计

3.1.1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，考虑桩体竖向钢筋抗拉力，桩体砼的抗拉力、桩身的摩擦力。从结构受力方面分析，抗浮桩相当于仅在柱点处增加约束，如果遇到雨季，或施工中降水不及时，仍然会造成地下室浮力的增加，引起底板上拱、梁与柱间出现裂缝。

3.1.2抗浮锚杆

若地下建（构）筑物底板下为粘质粪土、硬塑状粘土或风化土时，可以利用注浆锚杆。注浆锚杆的间距一般在2000mm，或者按设计要求。锚杆一般采用Ⅱ级钢筋，直径在25-40mm，钻孔的直径一般在100-200mm，采用三倍锚杆直径或按设计要求。注浆多为参有早强剂的高标号水泥浆或细石混凝土，强度等级≥C30，注浆压力在0.5MPa，但要根据钻孔的深度加长而增大压力。抗浮锚杆的抗拔力应在现场试验。

3.1.3施工期间的措施

施工单位在地下室施工时，一定要对设计图纸、设计意图理解充分，凡是有地下水（高于地下室底板面）、有强降雨可能的工程，一定要考虑抗浮措施。

3.1.3.1基坑地基内设置盲沟通到基坑外集水井，盲沟一般为300×400。间距视土质情况20-50米即可。

3.1.3.2在基坑外集水井在回填土前，砌筑较为正规的竖井，规格大小以潜水泵方便抽水为宜。

3.1.3.3专人负责抽水，确保基坑水位低于基底，特别是在下暴雨时，组织专人巡回检查，不得有误。

3.1.3.4在所有荷载全部到位的情况下（包括地下室顶板回填土）方可停止抽水，并封闭基坑回填土表面，预防地面水浸入。

4、结语

地下室上浮事件屡有发生，在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措施预防工作，施工中加强监控，落实各项抗浮措施。

参考文献：

GB50009-2012《建筑结构荷载规范》

JGJ72-2004《高层建筑岩土工程勘察规范》