疏水设计方法在地下室抗浮设计中的应用

2015-12-02苏文章厦门中建东北设计院有限公司福建厦门361012

江西建材 2015年22期

■苏文章 ■厦门中建东北设计院有限公司，福建厦门 361012

1 工程概况

某项目建设工程场地位于福建省莆田市，为坡地建筑，总体呈现西北角高东南角低的地势。场地设计整平高程为17.00～27.10m，场地最高点在地下室西北角，最低点在地下室东南角，场地南侧有地势更低的市政管网和溪河，西北角到东南角的高差约为10.1m。该工程上部建筑为33 层住宅楼，设有二层整体地下室(局部为单层地下室)，地下室总建筑面积约为8 万m2，地下室南北向总称约215m，东西向总长约为263m。地下室层高均为3.6m，地下室的景观覆土厚度为1.2～1.4m。地下室平面示意图如图1 所示。

图1 地下室平面示意图

根据该项目的地勘报告，场地内的土层分布主要为杂填土、粉质黏土、残积土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中(微)风化花岗岩。地下室底板底的土层主要为粉质粘土和残积土，该土层含少量孔隙潜水，为相对隔水层，透水性弱。经过专家论证，地勘报告关于地下室抗浮水位的描述为:“A 区地下室抗浮设计标高22.50m，B 区地下室抗浮设计标高17.50m，C 区地下室抗浮设计标高16.50m。为保证地下室周边地下水径流通畅，建议在结构设计时可沿地下室外墙布设疏水盲沟，有组织的使地下水向标高较低处排泄，保证抗浮水位不高于上述要求”。因此该项目决定采用疏水设计方法解决地下室的抗浮问题。

2 地下室抗浮以“抗”为主的传统思路

地下室抗浮以“抗”为主的传统思路为:根据地勘报告描述的抗浮水位，利用地下室自身的重量和地下室顶板上的覆土重量，以及上部结构的压重来抵抗水头压力。当压重不足水头压力时，要采取有效的抗浮措施(如抗浮锚杆、抗拔桩等)，会相应增加工程造价和延长建设周期。

该项目大部分为二层地下室，地下室埋深约为7.6m，如按地勘报告传统的提法:“室外下0.5m 作为抗浮水位”，考虑到设计整平标高是个变数，将无法较准确确定用于地下室抗浮设计的水位取值，也会因为水头压力太大导致严重增加工程的抗浮造价。

3 地下室抗浮以“疏”为主的疏水设计新思路

考虑到该项目场地地势整体由西北角向东南角倾斜，且地下室方案也是设计成顺着地势降标高的三个台地，该场地地下室底板底的土层基本上是弱透水层，而且南面有更低的地势和溪河，可以将地下水向标高较低处排泄，综合以上几个特点，决定采用沿地下室外墙布设排水盲沟，以满足地勘报告提供的抗浮水位要求。

3.1 疏水设计思路

疏水设计的主要思路为在地下室外墙周圈设置疏水盲沟，利用重力排水将地下水引至南侧更低地势的市政管网和溪河。具体为在地下室外墙外侧，标高不高于地勘报告提出的抗浮水位黄海高程处分两路设置疏水盲沟，分水点位于场地西北角最高点。设置以上疏水通道后，将地下水降至地勘报告提出的抗浮水位高程以下，从而减少地下室的抗浮造价。

3.2 疏水计算

该项目地下室层高均为3.6m，顶板上考虑1.2～1.4m 的覆土厚度，根据地勘报告关于地下室抗浮水位的描述为:“A 区地下室抗浮设计标高22.50m，B 区地下室抗浮设计标高17.50m，C 区地下室抗浮设计标高16.50m”，因此该项目按各区室外地面标高到各区相应的抗浮水位标高之差的最大值作为抗浮水头进行总涌水量的计算。基坑降水总涌水量按《建筑基坑支护技术规程》附录E 公式:

考虑到利用重力排水，疏水盲沟坡度设为1%～1.5%，根据上述公式计算出的基坑降水总涌水量Q 值，根据公式Q=A·V，取非满流状态计算，并考虑排水管的最大设计充满度因素，最终得出疏水盲沟内排水管的管径大小。

3.3 疏水措施及构造做法

经计算，并考虑一定的安全系数，疏水盲沟中的排水管管径大小为4Φ200，该项目采用专用软式透水管作为排水管。具体构造作法为:软式透水管用滤水土工布包裹，埋置于由粒径5～20mm 卵石层组成的回填滤料中，盲沟坡度为1%～1.5%，滤料外圈也用滤水土工布包裹。滤料层外侧采用粘性土夯填以隔绝地表水。每隔一定水平距离且在外墙疏水盲沟拐角处设置检查井及观测井，以便后期检查维护。地下室外墙疏水盲沟剖面示意图如图2 所示:

图2 地下室外墙疏水盲沟剖面图

3.4 疏水抗浮设计的优点

本工程地下室抗浮设计采用疏水设计方法，将地下室水位降至较低的水位高程，并设置一定坡度利用重力排水由西北角最高处向东南角最低处将地下水引至更低地势的市政管网和溪河中。该方法后期维护的投入很少，是一种可行的绿色技术方法。采用了疏水设计方法，以地勘报告提供的抗浮水位为依据，经计算，该项目地下室的重力压重大于水浮力，无需采取如抗拔桩的抗浮措施，纯地下室区域底板均采用天然独立基础+防水板的结构形式，施工工艺简单，极大缩短了施工工期，也免除了抗浮措施的工程造价;而且由于水头压力小了很多，也大大减少了底板的工程造价。该项目地下室抗浮采用疏水设计方法具有极大的经济效益优势和建设工期优势。