楊星

【摘要】由于我國(guó)建筑面積的不斷增大，人們開始不斷地?cái)U(kuò)大空中及地下建筑面積，因此對(duì)建筑物性能的要求也隨之增高，例如建筑物地下室的抗浮力設(shè)計(jì)。本文分析了在地下室抗浮力設(shè)計(jì)中，抗浮力錨桿相比其他措施的優(yōu)勢(shì)外，結(jié)合自身的這幾年的經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)介紹了抗浮錨桿施工技術(shù)在具體應(yīng)用中需要注意的問題，包括設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)、施工工藝、防腐措施以及問題發(fā)生時(shí)的補(bǔ)救措施。

【關(guān)鍵詞】 抗浮錨桿；地下室；應(yīng)用研究

1、引言

由于我國(guó)人口眾多，城市面積有限，中大城市人口數(shù)目的不斷增長(zhǎng)，向空中和地下擴(kuò)大建筑面積，已成為各城市的良好也是有效的解決方式。隨著地下車庫、地下廣場(chǎng)以及地下交通的建設(shè)日趨增多，地下水的水浮力問題成為困繞各工程師的問題。地下水會(huì)對(duì)建設(shè)在地下的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生向上的浮力，若向上的水浮力大于結(jié)構(gòu)向下的重力時(shí)，結(jié)構(gòu)物的底板可能會(huì)發(fā)生開裂或者局部向上拱起的現(xiàn)象，當(dāng)水浮力足夠大時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)物便會(huì)向上浮起，并發(fā)生一定的位移，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)建筑物傾倒事件，其后果可想而知，在地下水位較高的城市，如深圳、青島、上海等濱河或者濱海城市這種現(xiàn)象尤為明顯。近年來很多地區(qū)都已發(fā)生類似工程的事故，各個(gè)專家學(xué)者也做了各種研究，想了很多對(duì)策，接下來，我們將比較幾種方案。

2、抗浮設(shè)計(jì)中幾種措施的優(yōu)劣

以下作者將從幾種常見的抗浮措施的比較中，得出當(dāng)下最為流行、性能最佳的抗浮措施—抗浮錨桿。并就此措施進(jìn)行進(jìn)一步的分析總結(jié)。

2.1 壓載

在抗浮設(shè)計(jì)中，最為簡(jiǎn)單也最為直接的方法是通過壓載的方式，建筑結(jié)構(gòu)物發(fā)生上浮破壞的根源在于地下水浮力大于建筑結(jié)構(gòu)物的自重，因此通過增大建筑結(jié)構(gòu)物自重，并令其大于地下水浮力可以達(dá)到抗浮的目的。壓載的具體方式往往通過增加地基層的厚度來達(dá)到目的，此方法的劣勢(shì)有三：一浮力較大時(shí)，容易造成浪費(fèi)，而且效果不佳；二此種壓載方式對(duì)地基土層提出了較高要求，當(dāng)土層質(zhì)量不佳時(shí)在將產(chǎn)生不均勻變形，其后果也是可想而知的；三增加了底板厚度，而較厚的混凝土收縮或者膨脹的幅度會(huì)更加明顯，這樣會(huì)導(dǎo)致底板發(fā)生開裂或者向上拱起的現(xiàn)象，因而需要時(shí)常對(duì)工程進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù)，將會(huì)增加對(duì)后期的維護(hù)成本。

2.2 抗浮樁：

抗浮樁可以扮演著承壓、抗浮以及抗傾覆等多重角色，具有較為豐富的使用功效。但造價(jià)最貴，施工工藝要求較高，同時(shí)還容易引起連鎖破壞。

2.3 抗浮錨桿

構(gòu)造簡(jiǎn)單，成本低廉，施工容易，同時(shí)它是一種受拉桿件，相當(dāng)于小型的抗浮樁，可承受地下水或者風(fēng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的拉力，從而保證結(jié)構(gòu)物保持穩(wěn)定的狀態(tài)，它發(fā)揮作用的方式類似于抗浮樁，但不同是它是由周圍土層與桿體發(fā)生相對(duì)位移所形成的摩阻力是來提供抗拔力的。

因此是抗浮錨桿當(dāng)前最為流行也是性能最好的一種抗浮措施，也是本文討論的焦點(diǎn)，下面將對(duì)抗浮錨桿設(shè)計(jì)的一些問題進(jìn)行總結(jié)。

3、當(dāng)下最優(yōu)措施—錨桿設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

3.1 要有相應(yīng)的參考標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)算依據(jù)

由于抗浮問題較大，各位工程師設(shè)計(jì)錨桿時(shí)要盡量參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，雖然我國(guó)目前對(duì)錨桿的設(shè)計(jì)并沒有相應(yīng)的明文規(guī)定，但是可以參考《地下室抗浮錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中與錨桿有關(guān)的部分，但是這些僅僅適宜用于估算，還應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)的抗拔試驗(yàn)來確定較為精確的錨桿抗拔承載力特征值。

3.2 錨桿驗(yàn)算不可或缺的幾項(xiàng)內(nèi)容

錨桿驗(yàn)算的內(nèi)容有很多，各位設(shè)計(jì)人員可根據(jù)各地的地形特點(diǎn)、水文特征等具體情況做一些相應(yīng)的驗(yàn)算分析，但不可少的幾項(xiàng)驗(yàn)算應(yīng)包括：1）錨桿鋼筋截面面積；2）錨桿錨固體與土層的錨固長(zhǎng)度；3）錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長(zhǎng)度；4）土體或者巖體的強(qiáng)度驗(yàn)算等。

4、施工工藝

抗浮錨桿施工工序優(yōu)為重要，它直接決定錨桿的承載能力以及使用壽命，主要的施工工序有：錨桿的制作→成孔→注漿→封錨→養(yǎng)護(hù)及清渣等。

錨桿的制作：包括對(duì)錨桿的材料選擇、鋼筋的數(shù)量確定、鋼筋的綁扎方式確定等方面。而成孔的主要方式有兩種，一種是水成孔法，另一種是干成孔法。水成孔法時(shí)，孔底殘?jiān)羞z留，且操作效率不夠高，分布比較分散，但對(duì)于有大量地下水的地層運(yùn)用很為方便。干成孔法：分布較為集中，且沒有以上的缺點(diǎn)。在具體的施工過程中，應(yīng)該根據(jù)不同的地質(zhì)特征不同的施工方案。封錨：應(yīng)用較好的為錨固段為球體狀和端部帶擴(kuò)大頭的錨桿，注漿多采用一次注漿或者在一次注漿的基礎(chǔ)上再加二次高壓注漿，二次注漿的性能較高，但成本也會(huì)隨之升高，多適用于錨桿需要具備較高的承載力的情況。

5、防腐處理

抗浮錨桿體是建筑物的重要一環(huán)，抗浮錨桿的損壞，將會(huì)使建筑物的使用壽命大大折，而錨桿是由鋼筋制成，鋼筋的壽命就直接決決定了抗浮錨桿的使用壽命。鋼筋在地下水和地下水中氧氣共同的作用下，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，長(zhǎng)時(shí)間的氧化反應(yīng)則會(huì)引起鋼筋得到耗損，最終抗浮錨桿出現(xiàn)破壞。鋼筋的腐蝕速度是驚人的，例如法國(guó)的某個(gè)大壩工程中若干根承受較大荷載的預(yù)應(yīng)力錨桿在使用了幾個(gè)月之后就因?yàn)楦g而發(fā)生破壞，而我國(guó)一般民用建筑設(shè)計(jì)的合理使用年限通常是50年，為保證如此長(zhǎng)的使用年限，對(duì)錨桿進(jìn)行防腐蝕處理是必要的或者是必須的。

錨桿的防腐方法有很多，國(guó)內(nèi)采用的較多是，外套上塑料管，或者在鋼筋表面涂防銹底漆（可采用富鋅漆或船底漆）并用兩層瀝青玻璃布或三層塑料布包扎并扎緊，在與錨固端接觸部位將塑料管密封，還有通過注漿的方法對(duì)錨桿進(jìn)行防腐蝕的，同時(shí)也要對(duì)其他關(guān)鍵部分進(jìn)行必要的防腐處理，以延長(zhǎng)使用年限。不過，防護(hù)等級(jí)及防護(hù)措施會(huì)隨著工程的安全等級(jí)不同采用的的方法也有所不同。具體實(shí)施時(shí)，可要求勘察單位對(duì)相應(yīng)場(chǎng)地的土層性質(zhì)以及地下水分布狀態(tài)做詳細(xì)偵測(cè)，并給出明確的地勘報(bào)告，同時(shí)標(biāo)明是否有必要采取防腐措施，做到針對(duì)性的防腐，避免浪費(fèi)。

6、問題應(yīng)急處理措施

現(xiàn)實(shí)情況過于復(fù)雜，可能無論是設(shè)計(jì)階段還是施工都采取了較好的質(zhì)量保證，但最終結(jié)果還是可能會(huì)出現(xiàn)上浮的問題，針對(duì)這種情況，有必要做一些應(yīng)急處理措施的總結(jié)。

救火時(shí)，我們會(huì)將滅火器對(duì)準(zhǔn)火的根部，地下室上浮事故事件也類似，其事件的起因是浮力過大了，因此我們可以從兩個(gè)方面進(jìn)行解決：對(duì)建筑物進(jìn)行加重，并且盡量降低地下水位 。對(duì)于降低水位的處理：通?？刹捎贸樗?、解壓或洗砂等數(shù)種處理措施，視現(xiàn)場(chǎng)情況單獨(dú)使用或者混合使用。抽水和解壓操作方法比較類似，都是通過一定方法抽掉一部分地基下面的水來達(dá)到效果。洗砂作業(yè)，是一種比較有效的方法，這里做一下重點(diǎn)說明。同樣是使地下室穩(wěn)定而緩慢的下沉，不過洗砂主要通過降低側(cè)墻與土壤間的摩擦力和清除底板和基底土之間游積的泥沙兩種方式。第一種，利用高壓水側(cè)壁洗砂。第二種，底板下方游積的泥砂要從洗砂孔洗出。此外，洗砂作業(yè)還需開孔或借助已有洗砂孔，利用污水馬達(dá)抽出側(cè)壁或底板下方高壓水洗出的泥砂。加壓方法比較簡(jiǎn)單，我們這里不做過多累訴。當(dāng)然要視建筑情況選擇是否進(jìn)行補(bǔ)救，如果建筑物破壞比較嚴(yán)重，沒有補(bǔ)救的必要，我們則應(yīng)當(dāng)放棄。

7、結(jié)束語

地下室的抗浮力的問題，是目前學(xué)者及各位工程師需要持續(xù)解決的問題，本文結(jié)合目前學(xué)者的研究和自身這幾年工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)抗浮錨桿施工技術(shù)在地下室中的應(yīng)用的問題上常出現(xiàn)的問題進(jìn)行了總結(jié)，特別是注意事項(xiàng)，更是進(jìn)行了比較系統(tǒng)的介紹。希望能給各位同行人士起到啟發(fā)與借鑒意義。

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