尚蓉

（延安大學西安創(chuàng)新學院，陜西　西安　716000）

大型地下結(jié)構泄排水減壓抗浮控制方法分析

尚蓉

（延安大學西安創(chuàng)新學院，陜西西安716000）

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的不斷加快，地下結(jié)構的規(guī)模和數(shù)量不斷提升，大型和超大型地下結(jié)構抗浮安全問題受到社會各界的廣泛關注，特別是傳統(tǒng)被動式抗浮方法在工藝、投資、技術等方面存在的缺陷逐漸暴露，使新型大型地下結(jié)構泄排水減壓抗浮控制方法研究問題亟待解決，本文通過對常用大型地下結(jié)構泄排水減壓抗浮控制方法的論述和選擇分析，對建立在大量實踐和理論基礎上的泄排水抗浮方法進行系統(tǒng)的介紹，為對大型地下結(jié)構泄排水減壓抗浮控制方法有更加系統(tǒng)的了解，提升我國大型地下結(jié)構的使用性能作出努力.

大型地下結(jié)構；泄排水減壓抗??；控制方法

受浮力荷載計算難度和地下結(jié)構浮力荷載的估算不足的限制，大型地下結(jié)構泄排水減壓抗浮一直是地下結(jié)構應用和規(guī)模擴大的重要阻礙，相關人員在不斷對計算方法進行深入研究的同時，通過大量實踐提出了抗浮錨桿法、抗浮樁、永久性抗浮等泄排水減壓抗浮方法，使大型地下結(jié)構的應用和使用性能得到了提升.

1　常見大型地下結(jié)構泄排水減壓抗浮控制方法

1.1抗浮錨桿法

抗浮錨桿法將銷桿埋入巖土深處，利用其錨側(cè)巖土層的摩阻力生成抗拔力，以此抵制地下水浮力完成被動式抗浮，大部分土層都適用于此抗浮方式，而且對布置工藝、施工條件、工程投資等依賴性較低，所以在傳統(tǒng)抗浮中得到較廣泛的應用，但實踐證明其利用的注漿體在受到較大拉力的過程中發(fā)生斷裂的可能性較大，導致主筋受腐蝕嚴重，而且針對性的抗腐蝕措施對資金的要求較高，除此之外滲水問題、預力消失問題也普遍存在，使相應的對新型材料的研究迫在眉睫，限制了其推廣應用［1］.

1.2抗浮樁法

抗浮樁法方法的抗拔力來源于存在于巖土中的樁體的自重和樁側(cè)產(chǎn)生的摩擦力，同樣屬于被動式抗浮，預制樁、沉管灌注樁和鉆孔灌注樁都是較常見的抗浮樁種類，為保證抗浮的效果所應用的各樁所受地下水浮力作用應大致相同，通過擴底樁使抗浮樁單樁承載能力得到提升，所以在傳統(tǒng)方法中應用范圍也較廣，但其對資金、環(huán)境的依賴性較強，而且同樣存在易斷裂的問題，計算的準確性也難以保證，所以推廣應用也受到限制［2］.

1.3泄排水抗浮方法

泄排水抗浮方法是通過對地下結(jié)構基礎底部水位進行有效的控制，使水位始終控制在預定的標高范圍內(nèi)，以此達到減小甚至消除地下水對地下結(jié)構產(chǎn)生的浮力的目的，實現(xiàn)抗浮效果，屬于永久性的主動式抗浮方式，具體措施是利用土工織物和砂石墊層等材料在底板下構建倒濾層和集水盲管，使地下結(jié)構中原本產(chǎn)生大量浮力的地下水被導入集水井，然后針對集水井中的水進行控制，以此對地下水位進行調(diào)節(jié)，所以其具有對施工工藝、成本的依賴性較弱的優(yōu)勢，在此方法對透水率有較嚴格的要求，如果透水率較高對抽水的依賴性會大幅度的增加，甚至造成鄰近區(qū)域地表沉陷，對技術性的要求也明顯提升，所以此方法在透水率不高的土層中應用更理想［3］.

2　大型地下結(jié)構泄排水減壓抗浮控制方法分析

2.1理論分析

2.2應用分析

由于土工合成材料自身具有過濾、排水、隔離、加筋、防滲、防護、保護和減壓的性能，所以在泄排水減壓抗浮中廣泛的應用，使反濾效果得到顯著的提升，對其相關參數(shù)的合理優(yōu)化可大幅度的縮減盲溝和管路游塞發(fā)生的概率，具體方法是根據(jù)地下結(jié)構抗浮的要求定位DH和基底的水壓，并結(jié)合地下水滲流計算Dh和Q，結(jié)合計算結(jié)果對泄排水減壓抗浮方法對周圍環(huán)境可能造成的影響進行評估，結(jié)合評估結(jié)果和迭代計算對基底的水壓和DH進行不斷的優(yōu)化，使基底孔隙水壓力得到控制，另外，其對基坑的挖深、圍護的深度等依賴性較低，工程造價得到縮減，所以將土工合成材料應用于泄排水抗浮方法中效果更加理想.通過上述分析，可以發(fā)現(xiàn)大型地下結(jié)構泄排水減壓抗浮控制方法實際應用中泄排水抗浮系統(tǒng)主要由倒濾層（反濾層）、集排水管網(wǎng)、抽水系統(tǒng)和抗浮監(jiān)測系統(tǒng)四部分構成，其中倒濾層主要由土工布、粗砂、碎石層、隔離層等構成，位于透水地基表面，使?jié)B透水在固定的水頭作用下持續(xù)正常流通，大型地下結(jié)構中地基存在的細顆粒土體不會隨著滲流而流失，管涌或流土問題得到有效的控制，管路游堵風險顯著降低，提升大型地下結(jié)構泄排水減壓抗浮方法控制的實際效果和使用壽命；而集排水管網(wǎng)是各種組裝形式的水管按照設計要求組成的，主要應用于匯集和傳輸大型地下結(jié)構基底的地下水，為泄排水減壓抗浮控制提供基礎支持；抽水系統(tǒng)由水泵、水位監(jiān)測元件、電路等結(jié)構構成，其主要功能是通過水位檢測元件的檢測，確定溢流池內(nèi)水位，當檢測結(jié)果達到預定值，水泵會自動將溢流池內(nèi)存儲的地下水抽走，以此達到對地下結(jié)構泄排水減壓抗浮的目的；抗浮監(jiān)測系統(tǒng)主要針對基底孔隙水壓、管網(wǎng)泄排水流量、地下結(jié)構及其周圍環(huán)境變形等進行監(jiān)測，以此為判定泄排水減壓抗浮方法控制的運行狀態(tài)和效果提供依據(jù)，在上述四種系統(tǒng)結(jié)構中，通常除倒濾層以外的結(jié)構都要安置于地下結(jié)構的可活動區(qū)域，為施工過程的控制和后期的維修、完善、升級提供便利.

3　結(jié)論

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，通過大量的理論和實踐研究，現(xiàn)階段大型地下結(jié)構的泄排水減壓抗浮方法已經(jīng)得到了大幅度的提升，呈現(xiàn)出多樣化的特點，有效的提升了我國大型地下結(jié)構的應用范圍和使用性能，在實際控制的過程中應結(jié)合地下結(jié)構的實際設計要求，這是提升地下結(jié)構整體質(zhì)量、延長其使用壽命的有效途徑.

〔1〕覃亞偉．大型地下結(jié)構泄排水減壓抗浮控制研究［D］．武漢：華中科技大學，2013．

〔2〕姚廣亮．地下結(jié)構減壓抗浮環(huán)境影響分析［D］．廣州：華南理工大學，2014．

〔3〕劉德海．建造過程中地下室抗浮失效臨界狀態(tài)與控制方法研究［D］．青島：青島理工大學，2014．

〔4〕郭鵬杰．逆止式排水系統(tǒng)及其對渠道襯砌抗浮穩(wěn)定性的影響研究［D］．武漢：長江科學院，2014．

〔5〕劉波，張慧東，陳福林，曾昭波，邢宇航．新加坡環(huán)球影城項目動態(tài)可控排水減壓抗浮新技術體系及應用［J］．工業(yè)建筑，2012（09）：30-33+29．

TU93

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2016-03-26