地下室底板抗浮失效事故的处理
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摘要：本文以辽宁盘锦市某高层建筑为例，分析了建筑物在汛期区域水位上升造成的底板抗浮失效产生的原因，并提出了相应的处理方法。提出了抗浮水位的选确定方法以及在设计中应注意的问题，其方法可供同类工程借鉴。
关键词：建筑物地下室底板 地下水位抗浮设防事故处理
1建筑场区岩土工程条件
该建筑物位于辽宁省盘锦市压裂小区，地貌类型属近海平原性，地势平坦。场地内含水层从下至上有两个，下部为第四系孔隙潜水含水层，主要由细、中、粗砂夹博层砾砂组成，顶板赋存深度5-6米，厚度30-50米，渗透系数2.32×10-4m/sec,水位年变幅1.5-3.0米；上部为第四系孔隙上层滞水，赋存于粉质粘土和粉砂中，水位2.5-3.0米。该含水层水位随季节性变化显著，夏季水位一般在0.5米左右。
2建筑物底板结构及隆起现状
该建筑物已竣工使用3年以上，为高层建筑，楼高19层，基础类型为桩基础，地下一层为车库。该建筑物底板深度-1.6米，底板为混凝土结构，具体做法为底部敷设100mm的砂石垫层，上浇两层C20混凝土,底层厚度150mm，之上铺设一层1.5mm厚的高分子橡胶防水卷材，上层混凝土厚度100mm。混凝土总厚度为250mm。2011年7月24日-7月27日，由于连续降雨，区域水位上升，该场区地下水位已浮出地表，局部低洼处已形成水泡。该建筑物四周墙裙已被水体淹没。停雨后发现地下室底板发生严重的隆起变形，隆起高度一般为100-200mm，局部地段发生严重的破坏变形。
3建筑物底板隆起产生的原因
该建筑物底板产生隆起与破坏变形的主要原因由两个，一是该建筑物底板重量不足以抵抗地下水位上升产生的浮力，导致建筑物底板抗浮失效。该建筑物底板采用 C20混凝土，厚度250mm，则每平方米混凝土重量约0.56t，当水位升值地面，建筑物底板至最低水位的水头差就变为1.6米，此时由地下水位上升而产生的浮力相当于1.6t/m2,此时浮力与混凝土重量之差为1.04t/m2，即上浮力大于混凝土底板重量。为此该建筑物底板采用250mm厚的混凝土不能起到真正的抗浮作用；二是该建筑物底板设计结构不合理。该建筑物底板采用C20素混凝土，厚度250mm，中间又无构造配筋，又没有和建筑物主体连接。通常建筑物底板抗浮结构一般都选用钢筋混凝土，除满足厚度要求外，还应增加一定数量的构配钢筋，这样钢筋承受拉力，混凝土承受压力。
4对建筑物底板隆起的事故处理
该建筑物底板之所以产生抗浮失效，其归根到底是抗浮设计考虑不周。为防止暴雨或区域水位上升对建筑物底板造成影响，建议在建筑物周边砌筑防洪排水渠，为不影响建筑物周边整体美观，水渠可做成地下掩埋式。对建筑物底板可采用加重方法处理。综上述分析，水位上升产生的浮力与原地下室底板混凝土重量之差为1.04t/m2，由于浮力与底板荷重相差不大，可采用增加底板厚度的方法对该事故进行处理。据调查，历史上该市区常因暴雨或大暴雨，造成市区积水现象，导致地下水位浮出地面，暴雨过后2-3天地面水退却，地下水位逐渐下降。为此该地区抗浮水位应选用地面为宜。根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）要求，抗浮安全系数取1.10，按kf=（G1+G2）/FW (式中，Kf一抗浮安全系数; G1、G2一分别为地下室底板荷重、底板与地坪间填土重量（KN），FW一地下水浮力)计算,其中地坪填土厚度为0.3m，填土容重取1.90KN/m3,求得地下室底板荷重（G1）至少应达到1.19t/m2,换算成混凝土厚度是0.52m。
建筑物底板加厚的具体做法，首先将原隆起的混凝土底板挖出（可先堆积在指定位置），并按原地下室底板标高下挖至0.62m，然后对下部填土进行夯实整平。最底部铺设100mm厚原的C10细石混凝土，然后铺设沥青防水卷材一层（同时考虑防潮），上部再浇筑430mm厚C20混凝土，使用φ10钢筋，按100×100网设构造配筋。原混凝土底板废弃物可粉碎搅拌，直接用于C20混凝土搅拌中。
5、结语
1）上述对地下室底板抗浮失效事故的分析与处理，可供同类工程借鉴。对于抗浮失效的建筑物底板事故处理上，要结合具体工况条件确定，切不可盲目增加抗浮桩或无限度的加厚建筑物底板结构，造成不必要的浪费。上述处理方法是在认真考虑当地历史时期地下水位变化后，结合工况条件，确定了抗浮水位，选择了在建筑物周边设置排水沟的前提下，增加原建筑物底板厚度的处理方法，简单易行，减少处理费用。
2）该建筑物之所发生底板抗浮失效事故，归根到底是抗浮水位选择不合理，导致设计抗浮失效。抗浮水位应在查明了地下水类型、区域地下水位变幅以及当地汛期最高洪水位以及地表水与地下水的水力联系，针对不同的工况条件，才能确定的一项重要参数，对靠近海岸线、江河岸边的建筑物，要考虑洪水位线的高度，对于远离岸边的建筑物应选取区域历史时期的地下水位最高变幅值，作为抗浮水位。除除此之外，应充分考虑区域含水层的性质以及不同时期地下水类型的相互转换，必要时应进行孔隙水压力测定。
参考文献
[1]岩土工程勘察规范GB50021-2001（2009版）；
[2]地下水防水规范GB50021-2001）；
[3]建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；
[4]基坑工程技术规程（DB42/159-2004）；
[5]高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-2004）；
[6]建筑结构荷载规范（GB50009-2001）；
[7]建筑地基基础技术规范（辽宁省）DB21-907-2005。
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