地下工程抗浮措施选型的造价

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一、工程抗浮措施的选择

1.为防止地下工程的浮起破坏，目前，工程上通常采用配重法、设置抗拔桩来解决地下工程的抗浮问题。

（1）配重法即通过增加工程的自重来抵御水浮力的作用，配重法适用于各类工程条件，配重的部位主要在底板。通常根据工程的配重要求，在地下工程顶板上覆土压重；但是，也应看到，因设回填层增加了工程埋深而使浮力增大，配重提供的抗浮力自身也“消耗”了约一半。配重法受地质条件、施工环境的影响相对较少，造价低，因此，常作为基本方法予以采用。

（2）根据地下工程的实际情况，配重法有时需构造设置延伸基板法，延伸基板法是将地下结构物的基板向外延伸而形成翼板，由翼板承托覆土以抵抗上浮力。这种抗浮力有两种，一种是垂直压力和侧翼压力之和；另一种是为垂直压力与土间摩擦力之和，设计时应考虑取这两种力量中的较小者。但是，为了要延伸基板而成翼板，开挖的范围将因而加宽，土方及使用土地面积也将因而加大，其所增加的抗浮力变大。因此此法一般适用于规模较小的地下工程的抗浮。

2.设置抗拔桩是指抵抗建筑物向上位移的各种桩型的总称，主要利用桩侧阻力提供的拉力平衡浮力，桩体承受拉力，桩体受力大小随地下水位大变化而变化，抗拔桩在拉伸荷载作用下桩身断面有收缩的趋向，使桩土界面摩阻力减小。而由于拉伸荷载系作用于桩顶，摩阻力的发挥同样系由上而下逐步发生。在设计抗拔桩时，在单位面积桩身摩阻力的选用上自然比受压桩要低；因此设计时应给予充分重视；在工程实践中常用的桩型有预制桩和钻孔灌注桩。

二、工程实例

1.A工程：地面以上建有两栋高层建筑，地下一层连成一片，地下室顶板面大部分为空旷绿化带；设计考虑1.5m厚的覆土层。柱网为9×8.5m，底板挖深约为4.2m，底板厚400mm(板底标高为-5.9m),顶板厚180mm(板顶标高为-1.5m)，地下室外挑板宽500mm，场地自然标高为-1.8m，勘察报告提供的抗浮设计水位标高为-2.4m。

2.A工程勘察提供的地质报告地下工程的开挖土层如下。杂填土、耕土：杂色、灰黄色、灰褐色，稍湿～湿，松散。部分地段主要由碎石、碎砖块、建筑生活垃圾和粘性土组成，硬杂物含量30%～60%不等，属新近回填土。耕地内主要以粉质粘土为主，含较多植物根系。全场分布。层顶标高3.41～4.43m，层厚0.30～0.70m。粉质粘土：灰黄色，软可塑，局部硬可塑。切面稍具光滑，韧性中等，干强度中等，无摇震反应。含少量铁锰质氧化物，局部略具层理，夹粘质粉土薄层。全场分布。层顶标高3.11～4.13m，层厚2.00～3.40m。淤泥质粉质粘土：灰色，流塑。切面光滑，韧性和干强度中等，无摇震反应，含少量有机质和植物腐烂物。局部夹粉土薄层，见少量云母碎屑。局部缺失。层顶标高0.11～1.59m，层厚0.00～3.30m。粘质粉土：灰色，湿，稍密。切面粗糙，韧性和干强度低，摇震反应较快，含少量云母碎屑。略具层理，局部含少量粉质粘土薄层。全场分布。层顶标高-2.06～0.67m，层厚1.80～5.40m。开挖土层中杂填土、耕土、粉质粘土和粘质粉土属微～弱透水性，淤泥质粉质粘土属微～不透水性。3.以A工程为例进行抗浮设计：向下竖向荷载：填土，1.5×18=27KN/m2；顶板，0.18×25=4.5KN/m2；梁柱，1.2KN/m2；底板，0.4×25=10KN/m2、42.7KN/m2（已填土）、15.7KN/m2（未填土）。水向上浮力：浮力为1.05×3.5×10=36.75KN/m2（）；1.05为抗浮安全系数。36.75KN/m2（）＞15.7KN/m2（未填土）；36.75KN/m2（）＜42.7KN/m2（已填土）。显然，在地下工程顶板未覆土压重前，地下室的柱网为9×8.5m时，需要最大的抗拔力为（36.75-15.7）×9×8.5=1610.3（KN），地下室是不安全的。

三、地下工程抗浮措施造价分析

A工程做法按常规做法抗浮不足部分就需要抗拔桩的抗拉作用了，A工程为了在确保地下车库安全的前提下，与设计、总包方经过多次论证，并参考了当地施工经验，决定本工程在地下车库顶板未覆土前的施工期间采用自流深井降水的施工措施，把地下水位始终保持基础底板以下500mm范围内，来解决地下车库的抗浮问题，A工程纯地下车库建筑面9000m2，周长约为400m；通过在基坑周边布设9口、车库内设置9口直径不小于800mm，井深15m的自流深井（车库内深井其中有两口井兼做观测井用）；在地下工程顶板覆土压重之前连续不间断的降水。

作者：费胜利李大保