摘要：本文介紹了地下建筑結構中抗浮樁的應用。還詳細闡述了地下構筑物在使用期的永久性抗浮和樁頭防水的構造措施及施工期臨時性的綜合抗浮措施。
　　關鍵詞：建筑結構；抗浮樁；直徑；錨桿
　　在地下水位較高地區的地下車庫、地下水池、地下商場、地下泵房、船塢、地下儲液罐等地下建筑結構的抗浮問題應引起高度重視。當這些地下建筑結構自重荷載（包括其上部建筑結構的恒載）不足以抵抗地下水的浮力時，往往會產生整個或局部地下建筑結構上浮現象，從而導致地下墻、柱或底板開裂，或地下構筑物傾斜，這將直接危害正常使用及結構安全。本文對地下建筑結構抗浮樁應用以及工后使用期和施工期的綜合抗浮技術措施加以分析。
　　1地下建筑結構中抗浮樁的應用
　　對地下建筑結構抗浮樁進行設計，應做到既安全又經濟合理。首先應慎重分析工程地質和水文地質資料，針對地下水位可能的豐水期和枯水期分別考慮，并且區別施工階段和竣工后使用階段的不同工況。軟土地基中的抗浮樁一般既是豐水期的抗浮樁，又是枯水期的抗壓樁，兩者應綜合應用合理設計。
　　1.1以地下建筑結構自重作為抗浮力
　　地下建筑結構抗浮設計的前提是分析清楚浮力與抗浮力。地下建筑結構的浮力等于地下水位以下至地下建筑結構底板底這部分等體積的水重量。地下水位一般取水文地質資料提供的50年一遇的最高地下水位，若無此水位資料，應以室外地坪標高為最高水位。地下建筑結構的抗浮力只計永久荷載，包括地下建筑頂板上的填土荷載，根據國家標準《建筑結構荷載規范GB50009-2001》（2006年版）第3.2.5條規定。浮力S與抗浮永久荷載G應滿足公式（1）
　　
　　式中為地下建筑結構的重要性系數，對安全等級為二級或設計使用期為50年的地下結構取1.0；對安全等級為一級或設計使用年限為100年及以上的取1.1。地下建筑結構在使用期間不同程度地存在活荷載，此活荷載只作為抗浮設計的安全儲備，而不列入計算。當計算結果不滿足公式（1）時，則應采取永久性的抗浮樁或錨桿構造。
　　1.2抗浮樁的設計
　　作為地下建筑結構的抗浮樁，應滿足國家行業標準《建筑樁基技術規范JGJ（94—2008）》的要求，并按公式（2）、（3）計算。
　　
　　式中：——按荷載效應標準組合計算的單樁拔力；
　　——單樁的抗拔極限承載力標準值；
　　——樁基自重，地下水位以下取浮重度，對于擴底樁將另行計算；
　　——抗拔系數，對砂土取0.50～0.70，對黏性土和粉土取0.70～0.80，當樁長與樁徑之比小于20時，取小值；
　　——樁側表面第層土的抗壓極限側阻力標準值；
　　——樁側周長，對于等直徑樁取，為樁徑，對于擴底樁另行計算；
　　——樁周第層土的厚度。
　　按公式（1）確定的基樁極限抗拔承載力適用于丙級建筑樁基；對于甲級和乙級建筑樁基；則應通過現場單樁上拔靜載荷試驗確定。
　　基樁的抗拔側阻力和抗壓側阻力是有區別的，隨著上拔量的增加，其側阻力會因土層松動及側面積減少等原因而低于抗壓側阻力，故在利用一般工程地質勘察報告所提供的抗壓側阻力來確定抗拔側阻力時，需引入拔壓的側阻力比例系數，即抗拔系數，也稱拔壓比。抗拔側阻力取決于樁周土層的力學性質，其拔壓比根據試驗，灌注樁高于預制樁，長樁高于短樁。上拔荷載下群樁的破壞模式因樁距大小不同而呈基樁分離的非整體拔出破壞和樁土呈整體拔出破壞，故規范JGJ94—2008第5.4.6條規定了群樁抗拔效應公式。換言之，從經濟合理角度分析，適當擴大抗拔樁的間距是有利的。
　　1.3抗拔樁的樁型選擇
　　地下建筑結構底板下的樁，應視不同的地質條件因地制宜地選擇。當底板下為淤泥質黏土、黏土類地基時，利用配筋到底的沉管灌注樁是一種比較經濟合理的方法。當沉管灌注樁（擠土樁）不適用時，或當底板下為粉土、砂土時，可利用配筋到底的鉆孔灌注樁作抗浮樁。當底板下為硬可塑類黏土或風化基巖時，可利用人工挖孔樁。
　　為了提高基樁的抗拔承載力，采用擴底樁是有效的途徑。例如人工挖孔灌注樁和鉆孔灌注樁均可施工為擴底樁。擴底樁的抗拔承載力破壞模式。隨土的摩擦角大小而變，內摩擦角越大，受擴底影響的破壞柱體越長。樁底以上長度在4～10（樁徑）范圍內，破壞柱體直徑增大至擴底的直徑按此模型并經過試驗，給出擴底樁抗拔承載力計算周長。
　　若地下建筑結構底板下的地質條件不宜設置抗浮樁，可采用抗浮注漿錨桿。注漿錨桿的間距常為2m，且應大于（錨桿孔直徑）或按設計，以防止“群錨”效應，即多根錨桿的錨固效率低于單根錨桿錨固力之和。錨桿常用Ⅱ、Ⅲ級，鋼筋直徑，鉆孔直徑常為100～200mm，且宜取3倍錨桿直徑，但不應小于1倍錨桿直徑加50mm。錨桿長度應滿足錨固要求，錨桿深入基巖長度應大于。注漿常用摻有早強劑的高標號水泥漿、水泥砂漿或細石混凝土，其抗壓強度標準值不得低于30MPa注漿壓力不低于0.5MPa，設計為二次重復高壓的注漿壓力不宜低于2MPa。對設計等級為甲級的建筑物，抗浮錨桿的抗拔承載力應通過現場試驗確定。
　　2抗浮樁的構造
　　2.1抗浮樁構造
　　在常規性的抗浮構造措施不足時，應專門設置地下室底板下的抗浮樁。抗浮樁不僅增加了樁身自重,更重要的是利用樁周土體的摩阻力來抗浮。
　　抗浮樁應限制樁身受荷后的裂縫寬度或裂縫出現，《建筑樁基技術規范（JGJ94—2008）》中規定：“對于嚴格要求不出現裂縫的一級裂縫控制等級預應力混凝土基樁，在荷載效應標準組合下混凝土不應產生拉應力”；“對于一般要求不出現裂縫的二級裂縫控制等級預應力混凝土基樁，在荷載效應標準組合下的拉應力不應大于混凝土軸心受拉強度標準值”；對于允許出現裂縫的三級裂縫控制等級基樁，按荷載效應標準組合計算的最大裂縫寬度，不應超過0.2mm。當抗浮樁的裂縫控制達不到上述要求時，可采用預應力抗拔灌注樁和樁側后注漿及抗底樁等措施。
　　2.2抗浮樁的防水構造措施
　　抗浮樁一般處于地下水壓較大的條件下工作，故其樁頭的防水構造應設置到位，以保證地下建筑結構的正常使用和耐久性。
　　具體操作時要注意以下幾點：
　　（1）樁頭要剔鑿至設計標高，并用聚合物水泥防水砂漿找平；樁側剔鑿至混凝土密實處；
　　（2）截樁后如發現滲漏水，應采取相應堵漏措施；
　　（3）清除基層上的混凝土!粉塵等，用清水沖洗干凈；基面要求潮濕,但不得有明水；
　　（4）沿樁頭根部及樁頭鋼筋根部分別剔鑿成20mmⅹ25mm及10mmⅹ10mm的凹槽；
　　（5）涂刷水泥基滲透結晶防水涂料必須連續、均勻，待第二層涂料呈半干狀態后開始噴水養護，養護時間不小于3d；
　　（6）待膨脹型止水條緊密、連續、牢固地填塞于凹槽后，方可施工聚合物水泥砂漿層；
　　（7）聚硫嵌縫膏嵌填時，應保護好墊層防水層，并與之搭接嚴密；
　　（8）墊層防水層及聚硫嵌縫膏施工完成后，應及時做細石混凝土保護層。
　　3施工期間的抗浮措施
　　地下建（構）筑物若處于透水系數比較大的粉質黏土、粉土、砂土中，由于正值施工期間，地下室的頂板和覆土尚未完成，此時底板和外墻已施工完成，在地下水作用下，形成了一定的浮力。當浮力不大時，可利用排水明溝、集水井結合潛水泵排出基坑內的水，來減小浮力。當土質的滲透系數大或正值暴雨季節時，即浮力較大時，若抗浮樁不足以抗浮承載，可在地下室底板中設置后澆帶，利用底板下的塊石墊層作為倒濾層，在后澆帶中插入輕型井點立管或降水管井，可不斷地降水。
　　根據坑底土質的不同，井點立管可插至底板墊層下的粉土（砂）層，也可以將濾管部分埋置于塊石墊層中。澆筑后澆帶中混凝土時，應在井點立管中焊上環形鋼板止水環，然后繼續降水，直至地下室頂板和板頂覆土完成，達到設計要求后，再切割掉井點立管，管頂加蓋板焊死。若設置后澆帶有困難，則可以在底板中適當部位設幾個管井點降水，挖土至設計標高后，焊上環形止水環，澆入底板混凝土中，其余處理措施同上述。
　　4結語
　　地下建筑的抗浮構造及措施應根據工程水文地質資料、施工條件、地下結構等具體情況進行周密的設計計算和精心施工。設計中應考慮工程造價的經濟合理性，并盡量利用一些簡易的臨時抗浮措施，以達到降低工程造價的目的。施工中還應考慮地下建筑不同工況下的浮力與抗浮力，并采取相應的對策。地下建筑結構不僅在竣工使用期安全抗浮，還應保證施工期也安全抗浮。地下建筑物均為抗滲混凝土結構，除確保其強度要求外還應確保其抗滲要求，故應按設計和施工規范的要求，精心施工。