某工程LED显示基座上浮原因分析及加固处理

唐学杰 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230000）

1 引言

近年来随着城市建设的高速发展，高层建筑、超高建筑以及大跨度空间结构越来越多，建筑物的地下室埋深越来越大，大跨度空间结构通常有大面积区域面临水浮力问题。目前建筑物抗浮方法主要有降排地下水、隔水法、压重法、抗拔桩、抗浮锚杆以及其他抗浮措施。降排地下水适合于水量不大的情况，且需要长期的控制和维护；隔水法费用较高，地层适合有限；压重法通过增加结构自重、增加覆土层厚度，工程造价偏高，需要加大基础深埋，抗浮力效果有限；抗拔桩抗浮能力较强，但是抗裂要求不易满足，受力钢筋容易腐蚀，对防水盒耐久性要求很高；抗浮锚杆抗浮能力强布置方式灵活，基础底板均匀受力，受力性很好，对各种地层的适应性强，且施工便捷造价低廉，在地下车库、人防工程、清水池等工程中得到广泛应用。近年来由于勘察、设计或施工等方面因素，建筑物抗浮措施不力或不当造成工程上浮事故时有发生。笔者就某水上表演剧场LED显示基座上浮为例，经基座抗浮验算结合基座上浮特征，对该构筑物的上浮原因进行分析，为后续进行加固处理方案提供可靠依据。

2 工程概况

某水上表演剧场LED显示屏基座位于城市新区的湾区内，建筑面积约为838.08㎡，工程于2017年11月开始施工，主体结构于2018年1月结束，现基座设备基本安装结束。由于湾区水位上涨，造成LED显示屏基座上浮。

3 结构设计及施工概况

本工程为水下一层剪力墙结构，抗震设防烈度为7度，建筑结构安全等级为二级，设计合理使用年限为50年，地基基础设计等级为乙级。基础采用筏板基础，持力层均为第③层粘土，承载力特征值为230kPa，筏板基础、剪力墙混凝土设计强度等级均为C30（建筑平面见附图）。

地勘报告显示，湾区水系设计抗浮水位可采用29.00m（为历史最高水位），实际基座设计抗浮水位为27.00m。

经检查基座剪力墙截面尺寸基本与设计图纸相符，但剪力墙体外侧加设约为60㎜厚混凝土保护层（40㎜厚细石混凝土保护层+18㎜厚水泥砂浆面层，原设计不含该部分），剪力墙顶部原设计为300㎜高15㎜厚钢化玻璃，实际施工为500㎜高。检测中未发现基座剪力墙存在裂缝及渗水现象。

4 基座上浮情况

基座上浮主要出现在基座南侧（A轴位置），北侧（E轴位置）未见有明显上浮现象。

观测数据显示，2018年2月25日至2018年3月1日，湾区在2月25日水位达到的最高值约为27.10m，当日基座出现明显不均衡上浮现象，其中22/A轴部位基座上浮约450㎜，11/A轴部位基座上浮约250㎜，3/E、20/E轴部位未见明显上浮。由于及时使用水泵对湾区进行降水处理，基座正在回落过程中，目前22/A轴上浮约170㎜，1/A轴上浮约100㎜。

5 基座抗浮验算

根据设计图纸及相关资料，依据现行国家有关建筑和结构设计规范对基座结构抗浮验算：按照图纸设计的最高水位27.00m，基座自重大于浮力；由于基座形状不规则，基座自重重心与浮力作用的浮心不重合，基座存在偏心受力，因此基座抗浮稳定性不符合规范要求。

6 基座上浮原因分析

根据现场检测及结构验算结果综合分析，基座上浮主要由于基座形状不规则，基座自重重心与浮力作用的浮心不重合，基座偏心受力，导致抗浮稳定性不足引起。

7 抗浮加固处理措施

基座直接置于湾区水系之中，目前水位未明显下降，考虑建设成本和施工难度，本次加固处理方法采用局部浇注素混凝土配重法处理。配重法增加基座结构自重，并调整基座自重重心使其与浮力作用的浮心基本重合，消除基座偏心受力影响，增加基座整体抗浮能力及稳定性。处理结果表明，配重法加固处理简便高效。

8 结束语

国内外时有因水浮力处置不当而引起的各种工程事故发生，建筑物的抗浮问题正在逐渐引起业内关注。通过类似工程事故的分析，对建筑物抗浮问题总结如下：首先应高度重视地质和水文的勘察，特别是容易引起工程事故的区域，应做详细勘察；设计应考虑极端天气、水位变化因素、工程现场地势及施工方法，抗浮验算应留一定富余量，切不可因考虑建设成本而不采取抗浮措施；施工阶段应作好基坑排水、池体外肥槽回填以及池项及时覆土工作，施工工序应严格按照设计要求进行。