地下室抗浮设计中的几个问题讨论
近几年来,有不少地下室因地下水的作用而造成工程事故,如某医院两层
独立地下车库,在施工过程中出现整体上浮,最大上浮高度达到
1.42m;又如,
某体育中心游泳馆,地下室上浮造成上部结构梁、板、柱产生大量裂缝,有些构
件丧失承载能力;再如,某高层建筑地下室底板局部隆起高达
350mm,柱间板
出现
45°破坏性裂缝……诸如此类问题时有发生,造成了不良的社会影响和财产
的损失。本文对这些事故的产生原因归纳总结成以下四个方面,与同行们共同讨
论:
一、抗浮设计基本概念
在多个地下室因水浮力作用而引发的工程亊故中,发现有些设计人员对
地下水的作用认识不足,抗浮设计的基本概念不够清晰,常见的有下列几种情
况:
1)重视地下室的梁、板、柱、墙的结构构件设计,忽视整体结构的抗浮验算
分析,忽视施工中的抗浮措施,认为具有上万吨自重的地下室怎么会浮起来呢?
2)地下室底板裂缝、漏水,甚至成为地下游泳池,把某些实质上是由于地
下水的作用力远大于手里构件的设计荷载而造的工程事故,归咎于温度应力作
用或砼施工质量。
3)对于基底为不透水土层的地基(基岩、坚硬粘土),深基坑支护又采用
了止水帷幕或桩、锚、喷射混凝土联合支护,忽视地表水可能引起的水浮力作用。
试想万吨级以上大船能在江、河、海中航行,可见水的作用力之大。地下室
底板和侧墙形成了一个密闭的空间,就像一条
“船”,它的水浮力是它浸泡在水
中的体积乘以水容重。例如,一个
50×100m 的地下室,水位浸泡高度为 5m,它
的浮力为
25000 吨,而一般独立的两层混凝土地下室的结构自重约为 15000 吨,
若不采用相应措施,必然上浮。地下室的抗浮设计就是要使这个船既不上浮,船