基于大型地下结构泄排水减压抗浮控制研究

颜雅莎

（福建联盛建筑设计院有限公司）

基于大型地下结构泄排水减压抗浮控制研究

颜雅莎

（福建联盛建筑设计院有限公司）

经济的发展和城市化脚步的加快为建筑行业的发展赢得了良好的发展机会和广阔的发展市场，随着建筑行业的不断发展，随之而来的土地资源问题、环境问题逐渐成为社会关注的焦点。那么地下土地资源的开发和地下结构的建设也就成为了顺应社会潮流的必然趋势；泄排水减压抗浮作为地下结构的重要组成部分，对整个工程的质量和人民的生活发挥着至关重要的作用。本文简单的介绍了我国目前地下结构减压抗浮的方法，分析了泄排水减压抗浮的影响因素，提出了地下结构泄排水减压抗浮的措施，以供参考。

大型地下结构；泄排水；减压抗浮；控制措施

面对越来越紧张的土地资源问题和环境污染问题，地下空间的开发和利用也就成为了城市建设的必然选择，近年来大型地下结构逐渐兴起，随之而来的泄排水减压抗浮问题逐渐暴露，给整个城市的建筑和发展带造成了严重的影响，为了更好的保证工程质量和人民生活，地下结构的施工就需要做好泄排水减压抗浮的控制。目前我国的减压抗浮还存在很大的问题，在地下结构中的应用还需要进一步的探索，在自我研究的时候借鉴国外的先进技术和丰富经验，然后结合我国的实际情况融入更多的时代理念和新思想，研制出有效控制下泄排水减压抗浮的施工方法，保证地下空间的有效利用和城市建设的长远发展。

1　常用抗浮方法

1.1抗浮锚杆

抗浮锚杆是一种被动的抗浮方式，主要通过锚侧岩土层的摩阻力来提高锚杆的抗拔力，从而在遇到较强的土压力和水压力时能够有效的抵抗，增强锚杆的抗浮力。采用锚杆抗浮的方式较为简单，可以适用于多样的环境和土层中，而且施工的方法较为简单，只需要简单的深埋锚杆，不需要借助大型的机械设备，一方面保证了工程的质量，降低了施工的难度，另一方面节约了成本，是一种高效率、低成本的抗浮方式；但是抗浮锚杆的注浆体受到强大的拉力后会出现裂开的情况，一旦注浆体裂开，主筋就会受到地下水的侵蚀，出现腐蚀的现象，从而导致锚杆受到损坏，出现渗水现象，不仅影响了锚杆的抗浮能力，还在一定程度上给整个工程带来了安全隐患，为了避免这些问题，锚杆的应用还需要进一步的探索。

1.2抗浮桩

抗浮桩也是一种被动的抗浮方式，主要是通过桩自身与桩侧摩阻力来增加抗拔力，从而在遇到强大的荷载拉力的时候能够有效的抵抗，增强桩的抗浮力。由于抗浮桩的形式具有多样化的特性，包括预制桩、沉管灌桩柱和钻孔灌装柱，能够适用于不同的情况，保证桩的抗浮力，这一方式的施工不需要复杂的材料，大型的设备，降低了施工的难度和成本；但是在施工的过程中很容易产生大量的渣土和泥浆，对城市的生态环境造成很大的污染，而且抗浮桩在受到强大的拉力后会出现裂缝，从而导致大量的地下水渗透，钢筋遭到锈蚀，抗浮力受到很大的影响，为了避免这些问题，要精确的计算抗浮桩的承载力[1～2]。

1.3永久性降排水抗浮

永久性降排水抗浮属于主动抗浮方式，主要通过对地下水位的控制来降低地下水的浮力，提高地下结构的抗浮能力。一般在底板下设置倒滤层和集水盲管，将地下水抽走，从而保证地下水位不超过预定的标高，达到抗浮的要求，采用直接控制地下水位的方式不需要大量的支撑材料，没有复杂的施工工序，不仅降低了施工的成本，还保证了抗浮的效果；但是这一抗浮方式受到地形地质的影响，在透水率较高的地区会造成抽水的困难，不仅增加了抽水的费用，还可能因为大量的抽水而引起周围地表的塌陷，造成更加严重的影响。

2　泄排水减压抗浮的影响因素

2.1周边环境的影响

地下施工具有一定的复杂性，地下的地质、土层性质，地下水流状况都存在一定的差异，这些环境的差异就会对地下结构的施工造成一定的影响。例如地下水位，如果地下水位过高，超过预定的标高，就会对建筑物形成强大的冲击，如果水位下降，土体的固结、地面的沉降都会发生相应的变化，地下水位的波动导致对地下结构的泄排水减压抗浮控制造成很大的影响。

2.2倒滤层和管道的影响

倒滤层和盲管的设置是为了抽取地下水，保证地下水位的高度，如果倒滤层和盲管出现堵塞的情况，地下结构的减压抗浮能力就会受到一定的影响。带滤层主要采用的是土工织物，一旦出现淤堵的情况，岩土的空隙将会减少，地下水不能有效地渗透，管道在抽取的时候因为淤泥堵塞不能将地下水输送出去，地下水位不断上升，水压越来越大，地下结构的下泄排水压力随之增加，抗浮效果逐渐下降，整个地下结构遭到很大的破坏[3～4]。

2.3泄排水抗浮计算

泄排水抗浮的计算在一定程度上直接影响了减压抗浮能力，如果抗浮计算的计算过大，地下结构的设计和施工就会受到很大的波动，如果抗浮计算的过小，建筑的抗浮能力达不到规定的要求，整个工程的质量会存在很大的安全隐患。由于地下结构具有一定的复杂性，在设计的时候要考虑其渗流情况、水位移动的情况，这无疑给抗浮的计算带来很多的不确定性因素，影响计算的准确性；地层的起伏变化，周边建筑的影响等都会造成计算的误差，从而整个地下结构的减压抗浮控制存在很大的波动。

2.4偶然荷载的影响

所谓的偶然荷载就是大型车辆的通行对地下结构造成了冲击力和压力，地震等自然灾害对地下结构产生强烈的冲击和振动，影响建筑的抗浮设计和结构稳定。所以在进行减压抗浮设计的时候要考虑这些偶然荷载的问题，从而保证抗浮计算的准确性和全面性，抗浮结构设计的可行性。

3　地下结构泄排水减压抗浮控制的措施

3.1周边环境影响的控制

对于周边环境的控制主要有两个方面的措施：①使材料的改善；②布置止水帷幕。在材料上选择土木合成材料，土木合成材料具有很大的优势，能够起到过滤、排水、防渗等多方面的作用，例如在永久性降排水抗浮中使用土木合成材料，盲管的堵塞现象就会得到很大的改善，从而保证了地下水的顺利抽取；其次土木合成材料的成本较低，施工工序简单，不仅保证了整个地下结构的质量，还在一定程度上降低了施工的成本。止水帷幕的布置一般在基坑中进行，目的是为了减少基坑内外地下水层的相互影响，保证地下水的渗流状态，例如在永久性降排水结构施工的时候设置止水帷幕，地下水位的高度得到了有效的控制，在抽取地下水时不仅降低了抽取的费用，还减少了对周围地表结构的影响[5～6]。

3.2倒滤层全过程质量控制

倒滤层的全过程控制包括设计的原则、材料参数、盲管的选用等。在设计时要满足透水性、保砂性、强度性和耐久性要求，倒滤层的材料主要是土工织物，有了足够的透水性才能将地下水导出，如果土工织物的孔隙过大，土体的骨架细颗粒会随地下水排水，从而影响了倒滤层结构的稳定性，所以要将透水性和保砂性相结合，满足两者的共同要求；强度性和耐久性是为了降低排水系统的故障，使地下结构泄排水减压抗浮控制具有更好的效果。材料参数的设计要考虑透水性、保砂性、强度性和耐久性，还要结合土层的波动情况、地质的情况和地下水位的变化，保证材料参数的合理性和可行性。盲管的选用，质量上应该符合地下结构的要求，满足减压抗浮的需求，避免因为荷载过大而出现损坏现象，在型号上要根据施工的情况选择大小合适、尺寸达标的盲管。

4　结束语

综上所述，经济的迅速发展和城市人口的不断增加，土地资源问题已经逐渐成为社会关注的焦点，面对日益紧张的土地资源问题，需要将地下空间进一步的开发和利用；近年来地下工程逐渐兴起，泄排水工程受到越来越多的关注，尤其是减压抗浮的控制在一定程度上直接影响了工程的质量和安全，所以需要加强施工的控制。笔者提出，地下结构泄排水减压抗浮对整个工程建设和人民生活安全起着至关重要的作用，一旦出现问题，很可能因为泄排水不畅而引发一系列的问题，对地下机构造成很大的影响；在进行减压抗浮施工时要考虑方方面面的问题，从而保证施工的有效性。希望通过本文的简单分析，能够帮助相关工作人员更好的开展施工工作。

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[2]赵新，王俊永，毛呈龙，等.泄水减压法在地下室抗浮设计中的应用[J].浙江建筑，2014，31（2）：4～8.

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[6]刘洋.基底减压抗浮技术有限元分析[D].南京工业大学，2013.

TU94

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1673-0038（2015）23-0092-02

2015-5-20