临江滨海强透水环境建筑工程载水减浮关键技术研究*

黄俊光, 李健斌, 李伟科, 张 恒, 李 磊

(1 清华大学土木水利学院，北京 100084；2 广州市设计院集团有限公司，广州 510620)

0 引言

随着我国经济发展和城市化进程的稳步推进,城市临江滨海的复杂建筑工程项目增多。该类工程场区内地下水位高,且受潮汐、汛期洪水影响显著,地下水浮力是其结构设计施工需重点考虑的因素,以避免过大水浮力对结构造成不可逆的破坏[1]。近年来,临江滨海地下结构上浮事故时有报道,如广东佛山永丰大厦塔楼与裙楼内庭地下室顶板最大上拱213mm[2]、海口市梦幻园商住小区裙楼地下室基础上浮4500mm[3]等。

合理的结构抗浮设计是确保建筑工程安全的关键。结构抗浮方法大致分为两类:一类是增加结构抗力,如设置抗浮桩(锚杆)[4-5]等,目前此类方法在工程中应用广泛;另一类是主动排水减压[6-7],通过排水降低设计水位,减小作用在结构底板上的水荷载,一定程度上减少抗浮桩(锚杆)、减少侧墙数量以及减小地下室底板的厚度和配筋。随着对结构抗浮设计研究的深入,越来越多的地下结构采用主动抗浮方案。曹洪等[8]结合实际工程,应用排水廊道对处于坡地地形中地下结构进行排水减压抗浮,代替了原设计所采用的6 100多根扩大头式抗浮锚杆,提出截排减压抗浮的概念[9],在某世界贸易中心项目中仅用15口直径1.0m的减压井代替原设计的1 000多根直径1.2～1.8m扩大头抗拔桩。朱东风等[10]采用在车库底板中部开三个排水孔的截排减压抗浮系统处理了底板大面积上浮事故。刘波等[11]在新加坡环球影城项目中,通过排水减压系统和泄压安全控制系统动态调节建筑基底地下水位。高宪民、刘畅等[12-13]将盲沟排水降压法应用于深圳市福田综合交通枢纽南北配套设施结构的抗浮设计,采用砾(碎)石疏水层+盲沟+集水井的方式实现排水减压。韩忠民等[14]介绍了ZM.H“泄压法”抗浮技术的原理和具体实施步骤。骆冠勇等[15]针对临江场地地下水位受汛期影响大、短期内大幅上升的特点,提出了抗浮范畴临江结构的定义及其“排水廊道+常规抗浮措施”的主被动联合抗浮的方法。黄俊光等[16]依托广州某超深地铁车站工程,提出一种改进的、结合主被动抗浮措施的组合抗浮法。高明宇等[17]分析了某二层地下室抗浮失效的原因,比选多种处理措施,采用排水限压法控制地下水位。石路也[18]通过实际工程案例,综合对比了主动式抗浮方法和传统被动式抗浮方法两种技术思路。

临江滨海工程场地内常常存在深厚的强透水砂层[19],砂层的承载性较好,其与临近水体直接连通,结构所受的水荷载受外江水位变化的影响显著。此类工程采用抗浮桩(锚杆)等被动抗浮措施,桩(锚杆)较长,成本高昂。针对临江滨海强透水环境底层建筑,虽然建筑自身难以满足抗浮设计要求,但其结构荷载相对较低,一旦解决结构抗浮问题,就具备取消灌注桩基础的条件。另一方面,完全主动抗浮多将水位降至结构底板底,即使在常水位条件下,排水流量也很大,对排水系统长久性能可靠性的要求较高,排水结构极易因大流量冲蚀出现损坏的情况,系统运营成本高,同时地下水的大量排泄不利于对周边环境的保护,且结构自身的抗浮能力未得到较好的发挥。因此,考虑既有施工条件,倘若适当降低结构抗浮设计水位,减少甚至取消用于抗浮、承载的桩基础,直接利用天然地基是否能满足工程设计要求?这样既能保证工程安全,又能较好地控制成本、缩减工期,同时也可以提供更加灵活机动的施工组织方案。

基于此,本文依托广州某临江强透水环境建筑工程,提出“载水减浮”的概念,开展借助疏水、泄水等技术来自主控制水位自溢泄流,消除部分水浮力,充分利用主体结构自重、覆土自重等有利荷载抵抗超出部分水浮力的研究,将“载水减浮”新技术应用于工程实际,利用支护结构的止水系统控制整个底板下方保持恒定抗浮水位,同时结合正负压冲洗、健康监控系统,确保“载水减浮”新技术最大程度实现依靠结构自身抵抗地下水浮力的目标。相关研究成果将为后续类似临江滨海强透水环境建筑工程的抗浮设计提供技术支撑。

1 工程概况

广州某临江建筑项目地处荔湾区环城高速以南东洛围码头,东至省五矿,西至东洛围村,南临珠江,包括4层地上结构和2层地下室,地下室面积约2.14万m2,深约9.6～11.8m。场区岩土层如图1所示。基坑底主要为细砂、砾砂,其承载力特征值分别为115、160kPa。场地地下水主要赋存于砂层中,埋深为1.2～2.1m。项目范围北侧环城高速高架桥距离基坑边为24.4～33m;东侧邻近1层或2层既有建筑物(需由业主协调拆迁)和砖砌厂房,厂房距基坑边最小净距约10.3m;南侧三枝香水道距离基坑边为20～36m;西侧为空地。此外,北侧放坡出红线部分需业主协商外部权属单位同意后方可施工。

图1 地质剖面图

项目南侧一期完成了部分桩基施工,由于二期北侧停车场地块若按照原有施工工艺开展后续工作极有可能导致项目不能按期完工验收。同时,二期北侧停车场地块范围内砂层厚度较大,结构抗浮成本高。此外,项目为低层建筑,结构荷载低,且砂层承载性较好。在此条件下,将“载水减浮”创新技术应用于项目二期,采用该新技术的地下室面积约1.2万m2,拟用天然地基,局部进行地基处理,筏板基础厚700mm。

2 方案设计原则及相关准备工作

2.1 设计原则

1)满足抗浮稳定性的要求;2)地下室底板不应发生强度破坏;3)控制降水引起的地基沉降,不应对邻近建筑物或重要管线造成使用安全事故;4)截水设计应控制因渗漏而引起的水土流失;5)抗浮结构使用期限为50年。

2.2 设计方案准备工作

(1)开展抽水试验测试,通过观测抽水绕流引起外侧水位的变化及抽水量等,综合评价含水层的水文地质特征(渗透系数、影响半径、单井涌水量等),检验现有基坑止水设计的截水效果及可靠性,探究各地层中地下水的连通性。

(2)结合含水层的水文地质资料,验算未设置抗浮措施条件下地层的承载力和结构的抗浮能力;通过数值模拟分析暴雨工况条件下场地的涌水量及基坑开挖导致施工影响范围内渗流场的变化情况,并以此测算坑底抽水量(涌水量上限),需要指出的是,坑底以下为砂层和岩层,不存在影响结构安全的承压水层。

(3)基坑开挖过程中,通过流量计密切关注基坑开挖过程中的坑底抽水量(涌水量上限),做好数据记录和分析工作,动态调整设计,同时验证计算模型的准确性和系统的可靠性。本系统的抗浮设计水位位于地下一层底板高度,特别注意开挖到地下一层底板和坑底位置时的数据。

3 载水减浮新技术具体介绍

综合考虑抗浮、人防、可修复等要求,设计载水减浮系统,该系统由截、堵、疏、泄、排、感、修七部分组成,包含止水帷幕、疏排水结构、连接管、集(排)水井、水位观测管、排水泵等。截、堵、疏、泄、排、感、修具体含义如下:

1)截:通过在地下结构周边设置止水帷幕以形成截水系统,降低涌水量,减少排水对周边环境的影响;2)堵:对地面、肥槽等进行密封堵塞,阻止外部雨水下渗至主体结构抗浮区域;3)疏:通过在结构底板下满铺强透水碎石疏水层及纵横盲沟疏导底板下地层渗水;4)泄:通过在特定区域均匀设置泄水点,降低地下水水头,减小作用在底板上水荷载,实现对底板的均匀泄压;5)排:通过泄水管道穿过底板引出排水盲沟中流通的有压水,由室内管线的布置高度控制整个系统的抗浮水位,继而实现稳定减压,自溢排至室内集(排)水井,集水井结合主体布置,无需占用多余位置,通过井内传感器配合自动控制柜启/停潜水泵,将水抽离地下室,形成疏排水系统;6)感:配备智能健康监控系统,实时监测底板下的水压力分布以辨识疏排水管道的淤堵情况;7)修:搭配正负压反冲洗保养系统,确保整体的耐久性和可修复性。

3.1 主要步骤及要点介绍

(1)基坑开挖前,开展抽水试验测试。

(2)基坑开挖过程中,施工单位实时监测基坑的日涌水量,并将数据上报业主和设计单位,供设计复核,特别是开挖至地下一层底板和坑底位置时的数据;开挖至设计基底标高后,采用人工再超挖450mm基底土体,开挖误差不大于20mm;按设计图纸预留并设置集水井;开挖完成后铺设土建接地网。注意如下两点:1)基坑开挖阶段沿坑底设置临时集水井,且每开挖一层土方均应设置临时集水井,排水沟及集水井施工要切实保证不渗漏,必须及时抽排集水井的水,避免坑底集水软化土体。此外,集水井尺寸、间距应满足喷混凝土及土方开挖等施工的要求;2)施工中应注意基坑降排水,保证基底干燥。

(3)该抗浮方案控制地下水压力为地下一层底板高度相当的水压力,其相比开挖降水水位高,但考虑到载水泄压是长期的,为减少排水对周边环境的影响,在基坑底部四周增设一排大直径旋喷桩止水墙与原有基坑止水墙配合,形成有效的止水帷幕,如图2所示。

图2 坑底增设搅拌桩止水墙

(4)铺设级配碎石疏水层和排水盲沟

铺设连续的碎石疏水层前,先沿坑底地基土表面整体连续铺设过滤地下水的针刺型土工布(500g/m2,透水性≥0.25L/s),防止泥土堵塞碎石垫层。疏水层采用粒径5～25mm碎石,要求压实或夯实处理,夯填度为0.9或由试验确定,碎石要清洁完整,避免掺泥,含泥量不超过2%,疏水层范围延伸至基坑边止水帷幕位置,除标明外,疏水层厚度为300mm。碎石疏水层主要负责疏导底板下渗出的地下水,为保证疏水垫层与强透水层连通,地下水要能畅通渗入疏水层,如疏水层位于覆盖层中,应挖穿覆盖层,回填强透水材料。疏排水系统设置土工织物作为滤层的目的是保证土体中水流可以进入排水盲管,同时隔离大部分土颗粒在滤层外,防止大量土体颗粒进入排水系统造成排水系统堵塞瘫痪,丧失排水能力。需要注意的是:土工布拼接和缝制采用包缝法,缝制采用足够强度的锦纶线,缝制接头处的强度不得小于原布强度的70%;土工布运输、堆放铺设过程中应注意保护,不得出现破损、老化现象。

碎石疏水层铺设过程中,按平面设计图(图3)细部定位敷设排水盲沟作为排水通道,在盲沟中埋设盲管,通过导管将盲管中的地下水引至集(排)水井中。集水井、纵横盲沟和泄水孔等的尺寸、间距按有关施工规范或规程处理,结构各技术参数满足设计要求。需要注意的是:碎石疏水层压实过程中不得对集水管造成损坏;局部受集水井、承台或柱墩等限制的盲沟可根据现场条件采用左右偏移方式避开调整。

图3 底板下疏水管网及泄水开孔点位布置平面图

排水盲沟分主盲沟和次盲沟两种类型,主盲沟为上底2325mm、下底1200mm、高900mm的梯形结构,顶部高程处于底板底下300mm,从外到内依次是反滤层、无砂混凝土层、经筛选的级配碎石及排水盲管。主盲沟大样图如图4所示。主盲沟中各要素的介绍如下:

图4 排水主盲沟大样图

1)按渗滤要求设置厚约150mm的粒料反滤层,按一定比例分层填筑细颗粒粒料(中砂、粗砂、砾石),按要求设计其级配组成,砾石、粗砂、中砂逐层的粒径比例由内至外大致按2∶1递减,分别为6～10mm、3～6mm、1～3mm,且任一层的颗粒都不允许穿过相邻较粗颗粒一层的孔隙,同一层的颗粒也不能产生相对移动,砂石料颗粒粒径小于0.15mm的含量不得超过5%。由底部向上按设计结构层要求逐层铺设,层次清楚,互不混杂,不得从高处顺坡倾倒。

2)预制无砂混凝土层厚150mm,配合比约为0.4∶1∶5.6(水∶水泥∶碎石),孔隙率为20%～35%,透水系数达2～6cm/s,渗透性远大于周边土体,混凝土强度等级约C10,碎石粒径为5～20mm。无砂混凝土透水断面渗透系数大,周边不容易形成集中渗流,从构造上减小淤堵的几率,具有良好的防淤性能,又具有一定的强度,可承受适当的荷载,可以作为结构构件,同时取材容易,施工简单。

3)排水盲管周围回填经筛选的单级配碎石,回填断面尺寸为600mm×600mm,碎石粒径为5～20mm,大于透水管开孔孔径,碎石清洁完整,不得含有泥砂,要求压实或夯实处理,夯填度为0.9。

4)为防止长期使用后盲沟内的排水盲管渗水孔被水流中携带泥土堵塞,透水管安装前在管外包1～2层渗水土工布。排水主盲管采用高密度聚乙烯(HDPE)材质一次料,壁厚不小于5mm,在凹陷处开长条形槽,渗水孔宜按梅花形排列,间距可根据凹陷距离适当调整,开槽面积不少于50mm2,管径按设计渗流量选定150mm,透水量可达500cm3/s,确保渗水能被迅速且大量排走;次盲管采用聚丙烯(PP)材质一次料,管径选100mm。如图5所示。盲管纵坡为1%～2%,管道连接采用三通、四通接头。

图5 开孔HDPE波纹管集水管/pp拉塑管

5)按设计埋设φ150钢塑导管(不开孔),将盲管中的地下水集中引至集水井,如图6所示。

图6 导管与集水井连接图

需要注意的是:作业时,施工单位应严格遵守图纸要求。排水盲沟建设完成后,需确保其结构尺寸与设计保持一致,侧面与底面平整,盲管纵坡平顺,无排水障碍;钢塑导管与集水井连接的部分必须固定牢靠,紧密地固定在底板内,避免发生导管与底板脱离,设置止水环,导管安装就位后,采用不透水材料堵塞管孔与导管出口段之间的间隙,长度宜不小于600mm。泄压管道与集水井出口防水处理如图7所示。

图7 泄压管道与集水井出口防水处理图

次盲沟为600mm宽弧形状结构,顶部高程处于底板底下300mm;从外到内依次是150mm厚反滤层、300mm宽弧形经筛选的级配碎石及φ100排水盲管,各层做法同主盲沟,次盲沟大样图如图8所示。

图8 排水次盲沟大样图

(5)碎石疏水层上铺设连续的中粗砂层,厚150mm;中粗砂与素混凝土(C20)垫层接触面间铺设2层聚乙烯保护膜(厚0.5mm,密度≥0.94g/cm3,断裂伸长率≥600)+连续土工布,防止混凝土浇筑时水泥浆渗入碎石疏水层中;以上步骤完成后,施工底板垫层,施工前清除中粗砂层上杂物,垫层混凝土浇筑过程中应注意对聚乙烯保护膜的保护,严禁用大力捣、铲,不得破坏聚乙烯保护膜。

(6)垫层上面铺设厚700mm的C35混凝土结构底板及厚150mm的建筑面层,底板与边桩连接处进行凿毛处理,如图9所示。按设计图在预留位置浇筑集水井,水泵置于井内,各集水井通过面层明沟连接,实现特殊情况下井间抽水设备的共享、相互支持。用于排泄渗流水的集水井与给水排水集水井共用,结合设备专业图纸施工,除标明外,集水井(包括人防井)尺寸为1200mm×1200mm,相对于底板面深度为1800mm。集水井兼为检修井,井内设检查梯,井口设井盖,适当增设护栏等安全设施。井内空间大,如出现管道淤堵,可进人维修清理,保证其长期有效。

图9 凿毛处理大样图

需要注意的是:底板泄压穿孔点分四类,分别为H类7个、A类10个、B类3个、C类2个,具体位置按图3确定。H类、A类均仅平时使用,通过设置闸阀实现人防要求,区别在于H类孔点经φ30有压钢管从地下二层顶板将水引到最近的集水井。B类、C类平时战时兼用,均设置专门的人防隔间,区别在于B类通过侧墙开孔穿出导入室外集水井,而C类通过穿透地下一层底板接入集水井。穿孔点位如图10所示。

图10 管道地下二层顶板穿孔点位图

(7)施工地下二层、地下一层结构时,肥槽内回填黏土,地下一层顶板以下1200mm位置填筑200mm厚C20素混凝土,其上继续回填1000mm厚夯实的隔水黏土;施工供战时使用的人防隔间,人防隔间尺寸为1800mm×1800mm,墙厚200mm,墙体与地下二层和地下一层底板连接,人防门尺寸为600mm×800mm,如图11所示。

图11 人防隔间图

(8)抽排水管道的走线布置

按图12布置抽排水管道的走线,地下水经自溢排向集水井,泄压段有压钢管φ100,为减少“虹吸”效应的影响,泄压管道上方开口并加盖遮挡,如图13所示;排水段无压钢管φ100;抽水泵排水钢管φ80,将室内集水井中的水抽至室外集水井。

图12 导水抽排水管道布置图

图13 出水压力管上端开口大样图

集水井处的底板设口敞开,盖以铁格栅井盖。底板上的集水井与室外集水井有约12m的高差,采用潜水泵持续排水,均设置单向排水阀,防止倒灌。考虑战时最不利情况(时变化系数取2.0,最大涌水量按照10倍正常涌水量设计)设置抽水泵,并配合自动控制柜启/停,战时5个集水排水点,其中平战时集水井设置2台2用抽水泵,规格18/20/3.0(流量18m3/h,扬程20m,功率3kW);仅平时集水井设置2台抽水泵,1用1备,规格18/20/3.0(流量18m3/h,扬程20m,功率3kW);仅平时集水井与隔油机房共用时,设置2台2用抽水泵,规格36/20/5.5(流量36m3/h,扬程20m,功率3kW);仅平时集水井与污水提升间共用时,设置2台2用抽水泵,规格18/20/3.0(流量18m3/h,扬程20m,功率3kW)。排水效率约为35%,计算得到每天耗电量约450kW·h。若水泵与备用发电机均不工作的极端情况出现,地下水自溢至地下室内并浸没车库底层,保证底板上下受力平衡,按正常使用流量计算,车库内水位每天仅能升高15cm,在可控范围内。

相关设备专业对集水井内的渗流水作抽排水设计,要求如下:1)每个集水井内设置根据水位控制启/停的自动抽水泵,部分设有1台备用泵,日常工作泵故障时备用泵可立即接替工作;2)若甲方有利用渗流水的考虑(如浇花、洗地等),应予以配合考虑;由于车库有消防用水的需求,可将排泄水接入车库消防水箱,实现水资源充分利用,后期若从控制运营成本考虑,可将排出的地下水用作生活用水,达到效益最大化;3)建议渗流水抽水泵单独设专用电表,以随时监控抽水泵的工作状态。

(9)为实时掌握底板下的水压力情况,在由建筑专业判断不影响使用的部位设置适当数量的水压力传感监测点。如条件允许,可在有压泄水管(或底板)上设置透明的φ20水位观测管,水位观测管一般紧贴柱或墙。地下水位长期观测系统监控泄水减压效果,出现问题可及时发现,通过集水井内的应急阀门可紧急泄水。

(10)整个系统完工后,应通过统计抽水泵的抽水量来验证日常渗水量。基坑回填后的一个月内,选择水量较大(如雨天)的日子,连续3日记录每日实际抽水量;丰水期选择大暴雨的日子,连续3日记录每日实际抽水量;枯水期记录1个日常实际抽水量。

3.2 相关配套措施

(1)因场地地质条件复杂多变,在天然地基承载不足的局部区域,采用高压旋喷桩进行地基处理,高压喷射注浆采用单重管法及双嘴喷头,高压水泥浆液压力宜大于20MPa,单重管提升速度可取6～12cm/min,旋转速度8～12rpm;高压旋喷桩进行地基处理后,单桩承载力特征值为300kN,复合地基承载力特征值fspk不小于280kPa。

(2)考虑到局部抗浮不足,局部范围设置抗拔锚杆,永久岩中的锚杆的抗拔力特征值为400kN;锚杆入微风化岩深度不小于2.5m(等效换算原则为锚杆入岩深度1m微风化岩等效2m中风化岩或4m强风化岩);预估抗拔锚杆平均长度约为25m,实际长度根据实际岩层起伏,以入岩深度控制。部分区域地基基底下稳定岩层埋深较浅,可依据现场实际情况做如下调整:当锚杆钻孔有效进入中、微风化岩层时,锚杆入岩长度不小于3m。

(3)反冲洗系统如图14所示。其中电力气泵用于吸取天然气体,并输送至气压罐中形成高压气体;水泵用于抽取集水池中收集的排出水或天然水,并输送至蓄水罐中形成高压水;高压水和高压气可在蓄水罐中充分混合形成高压溶气水;各主要构件通过不锈钢导管相连,并由止水阀或止气阀控制开启与封闭。整个装置通过金属波纹软管与排水钢管相连,并采用法兰接头连接,以便于拆卸和移动。该装置利用高压水、高压气和高压溶气水产生的切削力击碎盲沟(管)外表面“滤饼层”,冲洗盲沟(管)内沉积泥沙,疏通内外渗水通道,达到排堵清淤的目的。此外,各排水钢管之间采取并联方式,每一根排水钢管既可以充当冲洗管,同时也可以用来排出相邻盲沟(管)内混合泥水和细沙颗粒,实现盲沟(管)的双向冲洗。

图14 反冲洗系统图

3.3 项目经济性对比

结合工期、造价、利润等不同经济指标,表1列出了载水减浮系统较常规抗浮方案额外增加的工程成本,经测算,不考虑工期减少所节省的资金成本,预计为项目二期节省投资约800万元,减少工期1个月,系统运营期的维护费用可考虑从排水二次利用节省的用水成本中抵扣。

表1 项目经济性对比

3.4 相关论据说明

止水帷幕具有明显的截渗功能,但在施工过程中一般仅作为临时设施使用,当作抗浮永久结构使用时存在耐久性问题。从防渗角度探讨止水帷幕的耐久性,实际就是论证其截渗能力是否可以长期保持或改善。根据工程经验,止水帷幕在施工过程中易出现不同程度的缺陷,桩、墙体接缝处存在缝隙,不能完全隔水。墙体缝隙渗漏叠加墙体底部绕流合并成结构底的总流量。由于墙底一般位于弱渗透层中,底部渗流量基本不变。在“自愈”条件下,墙体的缝隙流量逐渐衰减,这就为止水帷幕的长期使用提供了理论基础[20]。

透水管结构本身具有较强的环向抗压刚度,且排水孔的孔径一般较小,周边填充层也具备一定的自稳性,故透水管不存在压扁的问题。

3.5 需妥善处理的问题

需要注意的是,载水减浮新技术以下几个方面的问题需妥善处理:1)关于基坑、基础的图纸审查需要设计方协调;2)载水减浮系统后期管理方面的要点需要设计方提供给运营管理方;3)地下室防爆措施需要满足人防设计要求,与人防相关单位沟通;4)一期与二期隔断的位置确定及隔水带的布置设计需要与结构专业对接商量,且该部分设计产生的费用也应纳入该技术方案的总成本中;5)确保各项工作均提前落实到位,不影响项目的正常推进。

3.6 系统运行预期效果

载水减浮系统取消了原设计所采用的大直径抗拔桩,底板配筋也减少,成本降低,工期缩短,经济效益显著,具有较好的推广价值;利用地下水压和结构自身的抗浮能力,设定减压目标,实现管道自溢排水的同时能确保足够的安全储备;抽水泵长期在设定的高低水位之间往复运行,各集水井通过面层明沟连通,可以发挥各集水井协同机制;集水井中流出水均由水泵抽至室外蓄水池,此部分水可作为景观灌溉或生活用水使用。

3.7 运维对系统的要求

通过载水减浮系统中传感器和控制电路可长期掌控集水井内的水位变化,当水位达到预定阈值时,排水泵启动,将井内水排出,直到水位降至安全值。通过载水减浮系统,可动态控制地下水位和结构浮力,最大限度地减少对建筑物和环境的不利影响。

泵水系统应远离对环境噪声和振动有一定要求的地上建筑,必要时采取隔声降噪措施。泵水系统应配备独立水泵,备用泵按1用1备设置。每组泵的吸水管不少于2根,防止吸水管被堵塞造成泵水故障。泵水系统还应具有以下启动泵的控制模式:自动控制、监控室手动远程控制以及泵的现场紧急操作。泵、阀门和电路控制系统可以快速维修和更换。设立定期检查抽水泵工作状态的制度,发现故障应及时维修或更换。通过透明水管形式设置的水压监测点,可监控到水压异常变高的情况,当水位高出底板面甚至水位从水管溢出时,则为水位过高报警,应立即排查故障,必要时采用临时泵降低水位。为防止反滤层砂砾和土工布堵塞,应建立定期高压射流回冲清淤机制。

在将工程正式移交物业管理公司时,应将与日常管理相关的内容向其作出正式交底,确保系统检测、定期检查维护的长期运作。

4 结论及建议

(1)载水减浮新技术通过在结构底板下满铺连续强透水碎石疏水层,借助纵横盲沟疏导底板下地层渗水、管孔泄水等手段,能自主控制水位自溢泄流,均匀泄压,消除部分水浮力,充分利用主体结构自重、覆土自重等有利荷载,抵抗超出部分水浮力。搭建集地下水疏导、排泄、观测等多功能于一体的载水减浮系统,其重点在于保证排水系统长期运行的可靠性和控制降水对周边环境的影响。

(2)采用部分减压的方式进行结构抗浮设计时,结构自重可抵抗部分的浮力荷载,基础形式使用筏基时,当水浮力小于结构荷载时,其厚度和配筋取决于后者;此外,从环境影响的角度,将地下水位降至地下一层地下室底板位置附近,可实现少排水的效果;本载水减浮方案预计为项目节省投资约800万元,减少工期1个月。

(3)载水减浮新技术尤其适用于自身难以满足抗浮设计要求的临江滨海低层建筑。若项目场地满足载水减浮法实施的先期条件,该技术相比传统抗浮桩(锚杆)措施,拥有成本低、工期短、施工便利等显著优势。