地下工程中主体与抗浮结构设计的完善措施

李瑞瑞

（身份证号：410221198510210215）

引言

通常状态下，地下水对地下工程的破坏分为两种，一种是部分破坏，另一种是整体破坏，前者部分破坏是指在地下工程施工过程中出现在最底层的主板发生开裂的痕迹，或者某些主板高高隆起，这种部分破坏会影响到整个地下工程的安全性。后者整体破坏是本文主要探讨的内容，主要是指破坏会导致整个地下结构出现上浮，造成严重的安全风险和经济损失，因此，必须重视地下结构上浮的问题，并且要进行抗浮工作，需要相关部门提起重视，做好应对的完善措施。

1 工程概况

当前有一地下工程为双跨架结构，一共分为四层，此工程有一标准段，测得它的长度为21.6m，宽度为19.3m，地下工程标准段的深度为26.7m。目前地下工程的基础地下结构运用混凝土技术进行施工，地下工程设有专门的人防等级，为6级。支护桩布置在地下工程的四周，运用钻孔型支护桩进行作业，施工人员将支护桩体直径设为900mm，支护桩体长度设为26.7m，将支护桩中心距离定义为1400mm，使用混凝土进行建造。本文以此地下工程为例，对地下工程中主体与抗浮结构设计进行了探讨，总结出了一些完善措施，对恶意破坏地下工程的行为，相关部门必须进行严惩，这就需要建立专业的监督机制，要保证地下工程的质量水平。

2 工程地质条件

此地下工程从上到下分别为填土层、细砂层、中粗砂层、黏性土层、可塑粉质黏土层、硬质粉质黏土、中强微风化层，地下水主要为层状基岩裂隙水和第四系松散岩类孔隙水，地下共程稳定水位埋设深度为1.8～5.2m，平均水位埋设深度为2.9m。地下工程中地下水位的起伏情况和地下水的供给等有密切的联系。每年的夏天到了雨季的时候，水位就会明显提高，地下水位还会有一个最大值，地下工程中的地下水会对造底板的钢筋等造成破坏。

在当今时代，任何工程的完成内部之间都会有联系，地下工程施工也不例外，因此需要我们协调好施工的管理，协调好施工的管理工作能让地下工程工作更加高效，并且可以增加施工团队的内在凝聚力，使整个施工团队更加团结，地下工程的施工质量也会因此提高。在正常的施工作业中，要做到责任到人，如果有某个环节出现质量等问题的偏差，可以找到对应的负责人。

（1）施工中各个环节管理

在地下工程的施工过程中，各个项目和施工环节都要做好具体的统一的管理措施，协调好各项工作正常运行。

（2）施工过程中的管理

在地下工程施工的过程中，相关管理人员需要对施工的具体步骤、施工的设计图、施工过程中的监督问题进行管理，并且要加强队伍的凝聚力，保证施工过程高效地完成。

（3）施工队伍人员的管理

对于施工过程中的人员，管理者要合理的分配好，使每个人都有自己具体的工作去完成，不能有不工作的人，并且要用专业的人员分配理论来分配地下工程施工的人员.使每位施工作业中的工作人员都各司其职，鼓舞地下工程施工中的工作人员的士气，增强地下施工工作者的积极性，使地下工程更快更好的建设完成，减少浪费不必要的时间，增加地下工程道路建设的效率。

2.1 重视协调好管理层的工作

地下工程施工由于作业时间长，工作量大，所以会出现某些问题，这就需要对地下工程的施工进行及时的管理，如果不及时调整好，就有可能造成安全事故的发生，就会给相关部门带来许多不必要的经济损失。管理层是施工作业过程中的最高领导者，必须要履行好自己的职责和义务，并且严格要求自己，还要监督好市政施工的作业过程。

2.2 重视协调好地下工程的技术

在对地下工程进行施工过程时，需要有专业的人员来进行施工。所以，必须对施工过程中进行检查的专业人员制定好具体的要求。要定期对负责检查的专业人员进行培训，保证专业人员的技术知识到位。所有的地下工程所用材料要有专门人员严格把关，必须符合国家级安全标准，技术人员要保证对道路施工所用材料进行严格的检查，地下工程施工的管理者还可以成立奖惩制度，对于某些认真检查地下工程施工的工作人员要进行合理的奖励，同时，对于不重视检查的某些工作人员进行严厉的惩罚措施，以免由于检查水平低而造成不必要的安全事故。

3 地下工程抗浮设计

一般状况下，地下底板上浮的根本原因用物理方面的知识来解释是因为地下底板彼此之间的摩擦力和总体的重力小于水的浮力，很多情况下地下地板都会上浮，比如温和的的卵石层等。一旦地下底板彼此之间的摩擦力和总体的重力小于水的浮力，就会出现上浮情况，为了保证地下工程的安全，相关人员应该紧急采取有效的措施。在地下工程施工过程中，需要根据各个方面的情况作出全面合理的思考，根据具体的实际情况作出抗浮的关键措施。

3.1 如何合理选择抗浮方案

此地下底板处于地下水位很高的情况，所以如果只靠自身的重力是不能阻止底层上浮的，所以，需要根据实际情况作出相应的抗浮方案。最常用的抗浮方案是抗拔桩，因为目前抗浮锚杆的耐力和持久性得不到具体掌握，而且地下底板和锚杆的所在地下位置防水性能不是很好，所以仅仅使用抗浮锚杆并不能满足地下底板的抗浮问题，于是，目前做常用的抗浮方案是抗拔桩，并在周围用人工挖孔桩进行保护，在人工挖孔桩上放置重物，用重物来增加人工挖孔桩的重力，以此来防止底板上浮。按照国家地质抗浮标准，将水位以下1m作为抗浮的标准水位，并且以此水位对抗浮进行试验。

3.2 布置抗拔桩

此地下工程的底板主要是靠地面的支撑，用弹簧来对底层进行模拟。由于是双跨地下工程，所以抗拔桩的布置会纵向。在计算抗浮时，地下底板会承受水压力，根据国家地质抗浮标准，要分析水位以下1m的数据。根据相关规定，要遵循以下公式：W/F≥1.05；（W+R）/F≥1.05；F=258×1×19.4+π×1.352÷4×15×10÷1.35×2=5323.2kN/m；R≥1.05F-G=1.05×5323.2-4343.6=1245kN/m等。通常情况下，抗拔桩是在底板下放置的，受力情况也是一致的，所以运用以下公式：Rw=up∑λiqsiali+0.9G0，单桩抗拔力大小可以用公式 Rω=π×1.8×0.7×400×5+0.9×119=8020kN 进行计算，如图1布置抗拔桩。

图1 布置抗拔桩

3.3 计算地下工程抗浮情况

利用各种相关数据进行模拟，底板、抗拔桩和人工挖孔桩进行试验，因为本工程抗拔桩底部做了扩大，使用抗拔桩底部约束外界的环境条件，在底板周围布置模拟的结构情景。水浮力系数为1.05，自身重力系数为1.0，以人工挖孔桩自身重力作为载重在底板周围进行加载。使用这种方式进行模拟，不仅因为地板和抗拔桩不易变形，同时也考虑了抗拔桩混凝土的具体模型，这样计算出的各种力的数值更加精准。

3.4 计算结果分析

根据实验的相关数据可以表明，a和b两种布置方式十分不同，根据具体的数据进行分析，b种布置方式更加合理，各种受力方式也更加合理。

3.5 抗拔桩配筋

在进行配筋时，要保证各个方面的力度达到要求，除此之外，由于抗拔桩长时间位于地下水位以下，所以地下水会对钢筋混凝土造成一定的腐蚀性。因此，要求抗拔桩身裂缝宽度不能超过国家标准宽度，以免桩身钢筋被腐蚀和破坏。

4 结束语

纵观全文，主要从工程概况、工程地质条件与地下工程抗浮设计三方面进行了探讨，进行了一系列的思考，简单提出了一些意见和建议。地下工程建设的是否成功对我国社会整体发展有着至关重要的作用，我国走向现代化的发展道路，促进我国国民经济的发展，需要提升地下工程的建设，要协调好地下工程施工问题，还要不断对施工的技术进行创新，对人员分配不合理问题进行整改，国家的领导者要制定出自身的发展战略，要合理地安排地下工程的施工作业，并定期对地下工程情况进行检查，排除所用施工材料不合格等现象的发生。领导者尽职尽责，员工才会更加努力，奖惩措施也要公平公正合理运用。因此，更要做好地下工程施工的管理工作，为社会提供一个前途光明的发展前景。

[1]高海.地下水对某已建地下结构的浮起作用分析[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2014.

[2]朱明智.现代地下工程结构类型及设计方法[J].工程建设与设计，2014（7）：70～72.