某坡地建筑地下室抗浮疏水设计方法探析

某坡地建筑地下室抗浮疏水设计方法探析

王飞

王飞

徐州原土建筑设计有限责任公司江苏徐州221006

摘要：地下室抗浮设计一直是我国工程建筑中的重点问题。本文选取了某坡地建筑，对该建筑的地下室抗浮疏水设计方法进行了探析。对传统抗浮方法与新的抗浮疏水设计方法进行了比较，并对新的抗浮疏水设计方法做了具体分析，指出新的抗浮疏水设计方法具有很多优点，值得大力推广。

关键词：坡地建筑；地下室；抗浮；疏水设计方法

本文以某坡地建筑工程为例，对该坡地建筑的地下室抗浮疏水设计方法进行了探析。

一、工程概述

某坡地建筑工程位于地下水丰富的地区，总体地势呈现出东高西低的趋势。建筑场地整平高程约有28.6到42.9米。在建筑内部设有一层地下室，为整体性的地下室。除了平整地势，还有防水防潮的功用。地下室的层高为3.7到4.2米。地下室表层覆土的厚度约为1.0到1.2米。

根据地勘报告，建筑场地的土层主要是残积土、杂填土、粉质粘土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、微风化花岗岩。这一建筑工程所处的位置地下水较为丰富。地勘报告显示该坡地建筑工程的抗浮水位大概是该工程的设计整平高程下的0.6米。据此估算，该坡地建筑地下室需要进行抗浮设计。

二、地下室抗浮“以抗为主”的传统方法

传统的坡地建筑地下室抗浮过程，主要采用“以抗为主”的传统方法。这一方法的具体操作思路是，在设计中需要考虑到地下室的覆土压重，同时还要考虑到地下室的自重。要保证地下室的压重大于地下水对结构的浮力，这样才能够保证地下室不会因压重过小而浮力过大造成整个建筑的上浮。

在该坡地建筑地下室工程建设中，如果运用传统的“以抗为主”的抗浮方法，相对来说工程的整体造价也会更高。并且，这一地下室工程位于坡地，无法精确的确定地下室的“抗浮水位”。这边给坡地建筑中地下室工程的抗浮造成了极大的困难，要解决这一问题，需要提出新的抗浮方法，即以疏为主的抗浮疏水设计方法。

三、“以疏为主”的新抗浮疏水设计方法

1、坡地建筑地下室抗浮疏水设计方法的提出

根据该坡地建筑周边环境、地下水情况等等。该建筑位于坡地，两边的地势差距较大，平整后东西向的高差约有14米，且难以测量出地下水的实际水位。并且，该建筑地下室下的水主要是孔隙水，建筑西侧有市政排水管道和排水口。因此，可以根据实际情况采取抗浮疏水设计方法，这种较大的落差能够保证顺利的将东侧的地下水引到西侧排水口，通过排水口进入市政排水管道，减少地下水对建筑稳定性的威胁。

2、地下室抗浮疏水设计方法的具体思路

对于该坡地建筑地下室的抗浮疏水设计方法，具体思路是根据建筑的整体情况，设计地下疏水管道。疏水管道主要布置在地下室底板下以及建筑的周边，这样能够最大限度的将地下室下的水排出，减少对建筑稳定性的威胁。由于是地下排水设施，除了在地下室底板下设计排水管道外，还要保证建筑周边的排水管道能够在地下室底板排水管道遭到破坏或者堵塞时能够继续排水。地下室排水管道一旦堵塞，会对地下室抗浮疏水造成严重的影响。因此，在地下室排水管道设计中，必须要考虑到防堵塞设计。因此要在每一个疏水口回填滤料，防止杂物进入疏水管道中。同时要考虑到排水安全问题及建筑的稳定性问题，在疏水后，仍然要考虑一定的水头压力设计地下室底板和外墙。

3、疏水水量计算

该坡地建筑的地下室层高为3.7到4.2米。地下室表层覆土的厚度约为1.0到1.2米。地勘报告显示该坡地建筑工程的抗浮水位是该工程的设计整平高程下的0.6米。根据这些数据可知，该坡地建筑地下室抗浮水头的取值范围在4.0到5.0米之间，在具体操作中，按5.0米抗浮水头计算该建筑地下室的疏水水量，即基坑涌水总量（Q）。根据相关的计算公式：

其中，k为渗透系数，Sd为基坑的地下水位设计降深，H为潜水含水层厚度，R为降水影响半径，r0为基坑等效半径。根据这一公式可以计算出地下水的基坑涌水总量。

同时，在该坡地工程中，要运用到重力排水。根据计算出的基坑涌水总量，可以计算出地下室排水管道的管径，计算公式为A=Q/V。其中A为地下排水管的有效断流面积，而V为地下排水管的水流最大速度。

4、疏水方法及疏水构造

根据前面计算出的疏水水量以及重力排水需要的排水管道的管径，选择合适的材料进行疏水设施的建造。一般选用软式透水管，抗压性强，不易破裂。在具体的排水管布置中，需要将软式透水管用滤水的土工布进行包裹，防止杂物进入透水管中造成地下室排水管道堵塞。在地下室回填滤料，主要是粒径0.5到2.2厘米的卵砾石。要保证所填滤料中含有的泥沙量少于3%。回填完毕，将滤料外围用滤水工布包裹。然后将用滤水工布包裹好的软式透水管埋置于填好的地下室底板下的滤料中。埋置好后，将滤料层与地表层隔开，防止地表水下渗，一般使用粘性土夯实。同时，在疏水设计中必须要为后期的管理提供方便。基本上，每隔40米要设计相应的观察点，一般设计在建筑的外围疏水管道处，以及盲沟的拐角，这样在后期的管理中，可以通过这些观察点如观察井、检测井等对地下疏水管道的具体情况进行观测，一旦出现堵塞或其他情况能够及时检查出问题所在的位置，并及时采取对策进行维修。在地下室疏水管道的构造中，要保证地下室底板与疏水管道之间有滤料隔开，防止地下室过于潮湿或者地表水下渗对地基造成影响。因此需要在地下室底板下，设置不低于0.3米的隔水层，隔水层主要是隔水滤料，与回填滤料相同。

5、地下室抗浮疏水设计方法的优点

与传统的地下室抗浮方法相比，新的抗浮疏水设计方法具有很多优势。在传统的坡地建筑地下室抗浮过程中，主要采用“以抗为主”的传统方法。这种方法工程的整体造价也会更高。并且这种方法在坡地建筑的地下室抗浮中的效用并不能达到最佳。一般来说，坡地建筑的地下室抗浮疏水设计，不仅要在设计中考虑到地下室顶的覆土压重，不会因压重过小而浮力过大造成整个建筑的上浮。并且，疏水也是一个重要的环节。根据该坡地工程的具体情况可知，该建筑的东西向差异明显，并且地下水主要为孔隙水，而且该坡地建筑的地下土层以杂填土、残积土、粉质粘土为主，这种土质的隔水性差。单纯的地下室抗浮设计并不能满足要求，需要结合东高西低的优势进行排水设计，将水通过地下排水管道排到市政排管道。除此之外，还设计了观察口，便于日后对于地下排水管道的管理，节省了人力物力，且保证了安全。

四、结束语

总之，该坡地建筑地下室抗浮运用新的抗浮疏水设计方法，相对于传统的抗浮方法具有很大的优势。这一方法不仅施工方法简单，节省人力物力，也能够保证工程安全，满足坡地建筑地下室抗浮疏水的要求。是目前为止比较新型的绿色的地下室抗浮疏水设计方法，值得在实践中大力推广。

参考文献：

[1]赖泽金，李涛，彭星新.地下建筑物的抗浮设计[J].中国房地产业，2011（08）.

[2]丁安平.浅议合肥某工程地下室的抗浮设计[J].工程与建设，2014（02）.

作者简介：

王飞，1982年7月，男，江苏徐州人，工程师。学历：研究生，研究方向：大跨度钢结构。