王春燕

(太原普可佳工程設(shè)計有限公司，山西 太原 030002)

1 概況

本項目是位于太原地區(qū)汾河西岸的某小區(qū)，距離汾河1 km左右，項目包括33 層住宅及主樓間地下車庫局部有地上2 層商鋪;地下水主要由汾河及大氣降水補充;勘查期間(枯水期)靜止水位埋深-0.8 m～3.5 m 水位變幅1 m。地下車庫剖面圖如圖1所示?；滓韵峦临|(zhì)情況:①層粉質(zhì)粘土，層厚約5.8 m，可塑～軟塑，中等壓縮性;②層粉土，層厚約6.46 m，稍密～中密，中等壓縮性;③層中細砂，層厚約6.46 m，稍密～中密;④層中細砂，層厚約7.15 m，中密～密實。

圖1 地下車庫剖面圖

基底各土層均有透水性。

2 抗浮概念及幾個問題的討論

1)抗浮設(shè)計水位:根據(jù)該場地勘察報告并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，該場地地下水抗浮設(shè)計水位取至天然地面。2)抗浮設(shè)計的穩(wěn)定性驗算包括兩部分:整體穩(wěn)定性驗算和局部穩(wěn)定性驗算。a.整體穩(wěn)定性驗算:即規(guī)范公式所規(guī)定的計算。地下車庫作為一個整體，當(dāng)其自重及其上恒載值總和大于建筑物所受浮力的1.05 倍時，該建筑滿足其整體穩(wěn)定性驗算;b.局部穩(wěn)定性驗算:即底板及外墻的配筋計算。在浮力的作用下，地下室的受力會發(fā)生很大變化。當(dāng)結(jié)構(gòu)跨度較大時，有時甚至?xí)蔀閼冶劢Y(jié)構(gòu)，因此，局部的抗浮設(shè)計不容忽略。3)當(dāng)基底為不透水層的地基且深基坑支護采取了有效止水措施時，建筑與周圍的水分離，此時可忽略水的浮力。但現(xiàn)實中此種情況較少，該工程也不考慮此種情況。4)該工程只有一層地下室，建筑面積較大，導(dǎo)致地下室在水浮力的作用下無法用自身的重量來平衡，如不采取抗浮措施，將導(dǎo)致地下室整體上浮或局部產(chǎn)生破壞。

3 工程實例

由工程剖面圖及GB 50007—2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范5.4.3 條:

整體抗浮計算:

抗浮設(shè)計水頭高度:7.25 m。底板厚0.5 m，上做0.1 m 厚建筑面層。

頂板為0.25 m 厚鋼筋混凝土樓板，上覆1.3 m 厚素土。

單位面積水浮力作用值Nwk:

單位面積抗力Gk(建筑物自重及壓重之和):

62.4 ＜76.125 即Gk＜1.05Nwk。

由此可知，整體抗浮穩(wěn)定性不滿足設(shè)計要求，需采取措施。

局部抗浮計算:

抗浮設(shè)計水頭高度:7.25 m。

底板厚0.5 m，上做0.5 m 厚鋼渣混凝土，0.1 m 厚建筑面層。

單位面積水浮力作用值Nwk:

單位面積抗力Gk:

由此可知，局部抗浮不滿足設(shè)計要求，需計算配筋。

4 解決方案

當(dāng)整體抗浮穩(wěn)定性不滿足設(shè)計要求時，有以下幾種解決方案:

圖2 壓重改造示意圖

1)抗浮樁:該方法主要利用抗浮樁側(cè)面與土體的摩擦來抵消水對建筑物產(chǎn)生的浮力。樁體承受拉力，樁體受力大小隨著地下水位的變化而變化。但因其造價較高及施工周期較長，本工程不予考慮。2)排水法:此方法是抗浮設(shè)計的另一思路，不采取常規(guī)的硬抗道理，而是采用放的方法來達到抗浮目的。具體的做法是采用在建筑物周圍設(shè)置降水井，需長期排水并觀測水位，在施工以及具體操作中均有難度，本工程排除此方案。3)壓重法:這種方法簡單有效，主要通過增加自身的重量來抵御水浮力。自重的增加包括增加頂板及底板厚度，增大配筋量，在頂板及底板堆設(shè)覆土或低標(biāo)號混凝土等等，從而達到抗浮的最終目的。經(jīng)對比工程造價及施工周期，該方法適用于本工程。根據(jù)實際情況增加壓重覆土厚度，增加壓重最有效的方法是在不增加底板埋深的基礎(chǔ)上頂板覆土，但覆土厚度無限制增加會引起頂板配筋量加大。綜合考慮，采用底板壓重，將原設(shè)計下柱墩改為上柱墩，其上覆500 mm 厚鋼渣混凝土，見圖2。Gk(建筑物自重及壓重之和):Gk=62.4 +30×0.5=77.4 kN/m2。Gk＞1.05Nwk。整體抗浮滿足要求。局部抗浮計算由計算機程序完成，最終底板配筋面積采用每平方米1 005 m2，滿足局部抗浮要求。

5 結(jié)語

本文引用工程實例，綜合分析對比各種抗浮措施，最終選用底板壓重這種較為經(jīng)濟合理的方法，解決了汾河沿岸抗浮水位較高時純地下車庫整體抗浮穩(wěn)定性問題。

伴隨著國民經(jīng)濟快速發(fā)展，城市用地日趨緊張，合理利用地下空間已成為一種趨勢。在針對地下建筑的抗浮設(shè)計時，應(yīng)針對各個地區(qū)及各個工程不同情況進行分析對比，最終達到安全經(jīng)濟合理的設(shè)計目標(biāo)。

［1］GB 50009—2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范［S］.

［2］GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］徐 建.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見及疑難問題解析［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007.