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地下室抗浮设计之“泄水减压法”介绍

441 2020-07-10 14:21:28

武汉以“江城”闻名全国,其地下水资源也极其丰富,特别是沿江两岸的区域,为避免地下水浮力造成地下室整体上浮而引起的结构损毁,从而造成巨大的经济损失,地下室的抗浮设计显得尤为重要。传统采用的抗浮方案可分为两种:“压”,即采用回填材料或依靠结构自重来平衡地下水浮力;“拉”,即通过施工抗拔桩或抗浮锚杆来阻止结构上浮。“泄水减压法”方案相较于传统抗浮方案是通过设置在地下室侧墙或底板上的泄水减压装置的措施将地下水引入、排出,从而减小或消除地下水对地下室的浮力影响。随着房地产大环境变化,控制开发成本,加快开发节奏,“泄水减压法”方案逐渐被运用在一些房建项目。

1、 “泄水减压法”原理及做法简介

“泄水减压法”主要由泄水减压装置和排水系统两部分构成,其原理是通过泄水减压装置将地下室外的地下水引入至排水系统,经由排水系统将地下水排至雨污水管网内。具体做法是在地下室的底板和侧墙的特定位置,按照一定的间隔距离埋设泄水孔,然后在地下室底板和侧墙的外侧泄水孔处设置一定面积的反滤层,反滤层通常使用碎石或陶粒,同时在泄水孔内安装泄水减压装置(目前市场上已有成品泄水减压装置且包含了反滤层,使该方案在施工过程中更加方便、快捷),通过泄水减压装置将渗入到反滤层中的水引到室内排水沟中,从而实现减小或消除地下水对地下室的浮力影响,起到抗浮作用,具体做法如下图所示。

 

“泄水减压法”做法示意图


2、“泄水减压法”案例

案例项目位于武汉市,临近江边且项目所处地相对地势较高。该项目K3地块地下室总面积约191501.68㎡,其中K3地块(一标段)非人防地下室面积约67693.68,根据项目详勘报告,设计院提供的设计图纸选用传统的抗浮方案——抗浮锚杆(详见下图)。

抗浮方案——抗浮锚杆

桩基工程招标确定K3地块抗浮锚杆合同总价为3914.56万元,其中K3地块(一标段)非人防地下室部分抗浮锚杆总费用约为1420.43万元,具体明细如下:

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项目建设方通过邀请具备相关设计、施工“泄水减压法”抗浮方案资质的单位实地考察项目土方开挖后土质情况,并结合前期地质详勘报告,该单位为此标段提供了满足设计要求的“泄水减压法”抗浮方案。经过双方商务洽谈后,最终达成使用“泄水减压法”抗浮方案总费用合计67.76万元一致意见,具体明细如下:

同时,抗浮锚杆施工在工程计划网络图中属于关键路线,本项目该工程施工计划工期约60日历天,而“泄水减压法”方案属于非关键路线,主要跟随主体结构施工时预埋孔洞以及后期安装抗浮泄水装置,对总工期不会造成影响。相较两种抗浮方案,“泄水减压法”抗浮方案可大大缩短工程建设总工期。


3、案例总结及建议
与传统的抗浮方案相比,“泄水减压法”在地下室抗浮设计中有如下优势:
(1) 概念简单,方案易实施,施工便捷。
(2) 合理使用可大幅度降低成本、缩短工期。
“泄水减压法”抗浮方案的适用条件及注意事项如下:
(1) 适用于项目拟建地地势较高,且土质含水量不大且透水性较差的黏土、亚黏土层内的地下建筑工程。
(2) 适用于存在上层滞水及潜水水位较低的地下建筑工程。
(3) 回填时应注意土方夯实,回填土越密实,地下水渗入量越低,对地下建筑工程的浮力影响越小。
(4) 在方案设计阶段时,对地下建筑工程抗浮稳定性的验算应考虑暴雨、持续降雨等突发情况的发生对地下工程抗浮安全造成的影响,将泄水减压装置设置的间距减小,通常间距为2-3米设置一个。
(5) 若地下室存在人防设计,人防地下室部分不可使用“泄水减压法”方案,则需另行设计抗浮方案。
通过以上对“泄水减压法”抗浮方案的原理介绍以及实际施工工程案例的分享,希望能够在今后工作的新建工程项目取得详勘报告时,根据分析拟建项目所在地地下水水位以及土质情况,初步判断“泄水减压法”抗浮方案的可行性并向建设单位相关人员介绍“泄水减压法”抗浮方案的原理及优势,向建设单位建议邀请相关具备“泄水减压法”抗浮方案设计资质的设计单位对拟建项目进行实地考察、抗浮稳定性的验算,最终确定能否在拟建项目实施此方案。若新建工程项目在保证地下建筑工程抗浮性满足结构安全的情况下,能够运用“泄水减压法”抗浮方案,将为建设单位在达到理想抗浮效果的同时创造十分可观的价值,也是对我们造价咨询工作成果的肯定与认可。


作者:杨锐,武汉市瑞兴项目管理咨询有限公司(华中区域  项目经理);

参与项目:万科汉阳国际项目、光谷和昌城项目、和信·汉阳学府项目