地下室结构底板抗浮不足局部失稳破坏实例分析.pdf

建 筑 技 术 Architecture Technology第 54 卷第 19 期 2023 年 10 月Vol.54 No.19 Oct.20232420地下室结构底板抗浮不足局部失稳破坏实例分析徐志武1，孔凡林2，邬 灿1，冉 兴1，吴乐实1（1.重庆重大建设工程质量检测有限公司，400045，重庆；2.重庆建筑工程职业学院，400072，重庆）摘要：地下水贫乏区域，工程建设改变了整个场地地下水的径流途径，暴雨或持续降雨后大量地表水流入、渗入基坑造成建筑地下室结构底板抗浮不足、局部失稳破坏的事件偶有发生，其破坏范围、破坏程度及造成的损失较整体失稳破坏小，但仍需引起重视，这类建筑通常仅采取了地下防水措施而未采取抗浮措施，究其根本还是由参建各方工程技术人员疏忽大意、论证不充分造成的。以重庆某在建建筑地下室结构底板抗浮不足、局部失稳破坏为例，简述检测鉴定确定破坏原因及提出加固处理措施的过程，然后进行总结。文中提及的工程案例及观点、方法，供工程技术人员在勘察、设计、施工时思考与防范，也可为工程技术人员在检测鉴定既有建筑地下室时提供参考。关键词：地下室；地下水位；抗浮；局部失稳；检测鉴定中图分类号：TU 46 文献标志码：A 文章编号：1000-4726(2023)19-2420-07CASE ANALYSIS OF INSUFFICIENT FLOATING RESISTANCE AND LOCAL INSTABILITY OF BASEMENT FLOORXU Zhi-wu1,KONG Fan-lin2,WU Can1,RAN Xing1,WU Le-shi1(1.Chongqing University Construction Engineering Quality Inspection Co.,Ltd.,400045,Chongqing,China;2.Chongqing Jianzhu College,400072,Chongqing,China)Abstract:Engineering construction changes the runoff path of groundwater where there is a shortage of groundwater.After a heavy rain or continuous rainfall,a large amount of surface water flows or infiltrates into foundation pits,resulting in insufficient floating resistance and local instability of basement floors in some cases.Despite of the small destruction scope and extent and little instability,importance should be attached to these issues.Generally,only underground waterproof measures are taken but anti-floating measures are not.This is fundamentally caused by the negligence and insufficient demonstration of engineering and technical personnel of the parties involved.Taking the insufficient floating resistance and local instability of the basement floor of a building in Chongqing as an example,a process is described to detect and identify causes and propose reinforcement measures,and a summary is made in this paper.The engineering cases,viewpoints and methods mentioned in this paper should be considered or prevented by engineering and technical personnel in survey,design and construction.They may also be referenced for engineering and technical personnel to detect and identify the existing basements of buildings.Keywords:basement;groundwater level;anti-floating;local instability;detection and identification利用地下空间建设地下室可满足人类日益提高的生活需要。在地下室的建设、使用过程中，因地下水作用、地下结构抗浮不足造成工程质量事故时有发生，部分案例也陆续被收录在各种文献资料中，以地下结构抗浮不足整体失稳破坏居多。近年来，国家及地方主管部门组织国内权威专家、学者对相关规范标准进行修订、制订新规范标准并相继发布实施，以保障地下室的工程建设质量。其中，对于地下水作用和影响的评价、预防及控制措施等，各规范标准均在不同章节作出了规定，不同规范侧重点略有不同，为工程技术人员更好地掌握地下水作用、控制地下水影响起到了显著效果。2022 年 4 月底，重庆某在建工程地下室结构底板被发现开裂、渗（涌）水严重，为查明原因、判断受损程度以及制订合理的解决方案，对地下室结构底板进行了检测鉴定。1 工程概况重庆某在建工程 C2 栋厂房平面呈矩形，地下 1层，地上 3 层，总建筑面积约 8 000 m2，建筑功能为污水处理站及动力站。该工程采用钢筋混凝土框架结收稿日期：20230622作者简介：徐志武（1974），男，四川资阳人，高级工程师，硕士，e-mail:.2023 年 10 月2421构，其工程概况如下。（1）结构安全等级为二级，抗震设防烈度为 6 度，设计地震分组为第 1 组，抗震设防类别为丙类，建筑结构的设计使用年限为 50 年；基本风压为0.40 kN/m2，地面粗糙度类别为 B 类。（2）根据地勘报告，本工程以天然中风化岩石作为地基持力层，采用浅基础+防水板设计方案，地基基础的设计等级为丙级。柱下为独立基础、地下室周边墙体下为筏形基础，地基持力层为中风化砂质泥岩、粉砂岩或砂岩，地基承载力特征值 1 700 kPa；独立基础、筏形基础及地下室底板采用 C 30 混凝土浇筑，地下室外墙采用 C 40 混凝土浇筑，混凝土抗渗等级均为 P6。筏形基础配筋如图 1 所示。250250100 10150 101507.0003 000400500地下室外墙1501 12 12170 161704515dLaLa卷材防水图 1 筏形基础配筋示意2 现场调查2.1 收集资料现场调查收集到的资料主要包括地勘报告、设计文件、施工技术资料（含施工图片）、地下室结构底板开裂及渗（涌）水事件发生情况描述等。2.2 查阅地勘报告查阅地勘报告，将部分内容汇总归纳如下。（1）地形地貌。项目所处场地原始地貌属于丘陵斜坡地貌（拟建 8 栋建筑），后经人工改造成开阔的场地，整体地势较为平坦，整体坡度为 0 5 ，高程为 302.98307.79 m，场地最大高程约 4.8 m，植被以杂草与农作物为主。场地北西侧存在人工填土斜 坡，斜坡坡度约 25 30 ，高度约 47 m，目前无变形迹象，斜坡现状稳定性较好。其中，C2 栋厂房所处位置场地更平坦，现状高程为 304.74305.88 m。（2）地层岩性。项目场地地表大多为填土掩盖。经地表地质调查和钻孔揭露，场地分布的地层为第四系全新统素填土、粉质粘土及侏罗系中统溪沙庙组地层（砂质泥岩、粉砂岩或砂岩）。场地范围基岩面受岩性、地质构造与地形地貌等因素控制，基岩面倾角总体起伏平缓，一般为 3 12 ，基岩埋深一般约0.55.0 m。场地基岩强风化带厚度一般为 0.51.5 m，局部地段基岩由于地表水影响，强风化带厚度较大，厚度达2.0 m。基岩强风化带岩体破碎，风化裂隙发育。根据实地地质调绘以及钻探揭露、收集资料，岩体整体呈中厚层结构，砂、泥岩分界面偶有粘土充填，结合较差，属软弱结构面。局部夹厚层砂岩，基岩内裂隙较发育 不发育，岩体较完整。其中，C2 栋厂房基岩埋深一般约 0.40.6 m，厂房左上角、右下角位置基岩埋深相对较大，分别为4.9 m、4.5 m，厂房内邻近范围基岩埋深逐步减小。C2 栋厂房场地及邻近范围基岩出露点岩体内发育两组构造节理，性质如下。节理 1：产状为 195 60 80 ，优势产状为60 ，裂隙面平直，裂隙宽度 13 mm，延伸长度38 m，无充填或粘性土充填，间距 25 m。偶见钙质充填，结合差，属硬性结构面。节理 2：产状为 285 65 75 ，裂隙面平直，裂隙宽度 24 mm，无充填，间距 13 m，延伸长度510 m。偶见泥质充填，结合差，属硬性结构面。（3）水文地质条件。场地水类型分为地表水与地下水。场地西北侧发育 1 条地表径流，河流宽度为 24 m，水深 12 m，流速较缓，目前水位高度为295.43 m，历史最高洪水位可达 298.6 m（C2 栋地下室底板顶面标高 298.200 m），距拟建 C2 栋厂房最近距离约 70.0 m。场地地下水类型主要为松散土层孔隙水和基岩裂隙水，场地较为平缓，储水条件差，不利于地下水赋存，且勘察期间少雨，经场地附近钻孔终孔水位量 测，24 h 后钻孔地下水位恢复缓慢，勘察期间场地地下水贫乏。雨季施工时，局部低洼段可能会存在地下水，该地下水水量小、动态幅度大、水位埋深浅。风化裂隙水分布在浅表基岩强风化带中，为小区域潜水，水量小，受季节性影响大；构造裂隙水分布于基岩构造裂隙中，以层间裂隙水或脉状裂隙水形式储存，砂岩内裂隙水动态稍稳定，砂质泥岩相对隔水。基岩裂隙水主要赋存地势低洼的基岩中，局部裂隙贯通段较发 育，而地势较高区段基岩因其排泄条件较好，一般不含地下水。地表径流主要受气象降雨及场地地下水补给，场地地下水最终于场地北西侧渗入河流。按设计进行开挖后，场地内会形成3个高约6 m的 基坑。西侧径流最高洪水位高程为 298.600 m，略高于剖面 22 地下室高程 298.2 m，河流渗流对场地拟建建筑物影响较小。降雨时大气降水通过填土渗流及徐志武，等：地下室结构底板抗浮不足局部失稳破坏实例分析建 筑 技 术第 54 卷第 19 期2422地表汇水于基坑中，雨季施工时建议设置集水坑，以便于对积水进行抽排。场地水文地质条件简单，地下水贫乏。勘察场区内人工填土层为中等透水层，砂岩为弱透水层，砂质泥岩为微透水层。根据场地岩性特征、邻近场地以及结合重庆地区经验判断：场地内地下水对建筑材料、混凝土体为微腐蚀性。（4）不良地质作用。拟建场地岩土体稳定，未发现断层、滑坡、危岩、崩塌、泥石流等不良地质现象，也未发现岩溶、地裂缝、地面沉降、有害气体等不良地质作用。（5）结论及建议。本场地水文地质条件较简单，适宜兴建拟建工程。2.3 查阅设计文件查阅设计文件，将部分内容汇总如下。根据地勘报告，本工程以天然中风化岩石作为地基持力层，采用浅基础+防水板设计方案，地基基础设计等级为丙级；基础施工前应作好四周排水，无论基槽（坑）封底与否，基槽（坑）内均不得有积水（应及时排出），在有积水的情况下更不允许施工。2.4 查阅施工技术资料查阅施工技术资料，将部分内容汇总如下。（1）原材料均为合格品，经见证送样复检，结果合格；各种试件含地基持力层中风化岩石经见证送样检测，检测结果满足设计及相关规范要求。（2）地基基础隐蔽验收资料、验槽资料、基础施工完成后的分项验收资料以及施工期间的实况表明，C2 栋厂房场地地质情况、基岩情况、地下水情况与地勘报告相符；基坑、地基基础施工期间地下水贫乏，仅采取简单的抽、排水措施，将雨天场地内地表积水抽排至场地外。（3）坑底为中风化岩石，地下水贫乏，与地勘报告相符；基础、地下室结构底板及外墙布筋如图 2所示。另外，垫层以上铺设卷材防水，施工单位为保护防水卷材又增加了 1 层 3040 mm 细石混凝土保护层，然后再布筋；独立基础、筏形基础混凝土分两层浇筑，第 1 次浇筑至地下室结构底板底标高。第 2次连同地下室结构底板一起浇筑至底板（基础）顶面标高。2.5 事件发生情况2021 年 67 月 C2 栋厂房基坑施工，为清除基坑内岩石采用爆破施工，坑底破碎岩石被清理运出场外，然后基坑封闭施工基础，至 2022 年初主体结构封顶，继续进行围护体系施工。图 2 基础、地下室结构底板及外墙布筋实况2022 年 34 月，施工单位在地下室周边回填碎石土，填至 1.000 m 标高左右，期间重庆地区持续下了很多次雨；4 月下旬施工单位拟进行地下室附属工程施工，地下室积水深达 1.0 m。随后，施工单位着手抽排地下室积水，在此过程中，现场人员发现地下室墙体有渗水不断流出，同时还发现地下室结构底板有 3 处明显柱边涌水，待底板大面积出露检查时发现这 3 处涌水点位置地下室结构底板已开裂、破损，渗（涌）水不断。建设单位组织参建各方就上述地下室结构底板开裂、破损及渗（涌）水事件开会讨论，寻求解决方法，最终决定由建设单位委托第三方进行检测鉴定。3 现场检测3.1 地下室结构底板开裂、破损情况检查对地下室结构底板进行全面检查，共发现 4 处明显开裂、破损、渗（涌）水位置，即 4/C、5/C、6/C、2/B 轴柱边；前 3 个位置地下室结构底板开裂、破损相对严重，沿柱边呈环状，第 4 个位置地下室结构底板开裂相对轻微，为柱边单侧裂缝、未破损。地下室结构底板开裂、破损、渗（涌）水特点如下。（1）底板开裂、破损位置位于柱边，呈环状。（2）底板开裂与破损几乎同时发生，形成14 cm 破损条带、粗糙，手掏有石子、砂、泥化物等，破坏斜面与水平面夹角呈 45 ，属典型冲切破坏。从柱边地下室结构底板冲切破坏实况可以看出，地下室结构底板沿柱周边冲切破坏后被水浮力明显抬高23 cm。（3）底板开裂、破损位置渗（涌）水量有限，现场检查时破损位置渗（涌）水已趋于稳定。地下室结构底板表面有少量泥化物覆盖，跨中位置未发现明显开裂、渗水点。值得注意的是：检测时地下室底板 2023 年 10 月2423尚未施工板面面层。3.2 地下室结构底板相对高差检测采用电子水准仪对地下室结构底板相对高差进行检测，检测结果底板跨中最高点与柱边最低点相对高差54.75 mm，分布在45/CD轴范围。检测结果表明，地下室结构底板跨中位置普遍高于柱边位置。3.3 地下室结构底板钻芯检查与检测在地下室结构底板上钻芯检查与检测，钻芯布置在柱边、独立基础边、筏形基础、底板跨中等位置，检查与检测结果如下。（1）柱边。地下室结构底板层与基础下部有不同程度的水平面撕裂情况，与前期施工时水平分层浇筑面基本吻合，这种水平面撕裂情况以 4/C、5/C、6/C 轴柱边位置较为严重。为验证钻芯检查结果，现场在5/C 轴柱边凿开浅层混凝土进行检查，结果与钻芯检查结果一致。基础底面（含卷材保护层）、垫层与卷材交界处贴合良好，垫层与中风化岩石结合良好。（2）独立基础边。一种情况是地下室结构底板与下部防水卷材保护层、防水卷材层均有分离现象。另一种情况则是地下室结构底板与下部防水卷材保护层未分层，两者与防水卷材层分离。（3）筏形基础。前期施工时混凝土水平分层浇筑面未发现明显分层现象；基础底面（含卷材保护 层）、垫层与卷材交界处贴合良好，垫层与中风化岩石结合良好。（4）底板跨中。钻芯检查结果与独立基础边检查结果相似，部分位置较前者分离更明显。（5）绝大多数独立基础、筏形基础、底板厚度检测结果满足设计要求，个别厚度略小于设计值。混凝土芯样、岩石芯样送试验室切割、磨平、试压，检测结果混凝土芯样、中风化岩石芯样的抗压强度值满足设计要求。其中，底板实测混凝土抗压强度推定值符合 C 35。3.4 地下室结构底板配筋情况检测根据委托方提供的施工技术资料、施工实况图片以及现场复核检测结果，得出地下室结构底板的配筋情况满足设计要求。3.5 地下室周边墙体最高水位线调查现场检测时，地下室周边混凝土墙体大面积已干（墙脚少量位置潮湿），混凝土颜色基本恢复正常，无法准确找出浸润线位置。根据现场人员介绍、委托方提供的影像资料以及墙面裂缝位置渗水痕迹，判断得出地下室周边墙体外参考最高水位线（图 3）。从图 3 可以看出，以地下室结构底板顶面标高为起算面，则周边墙体外最大水头高度约 2.03.0 m；根据连通器原理，则地下室结构底板破坏前所遭受的水头压力 2.03.0 m，墙外不同位置的水头高度、连通路径（节理、裂隙走向及发育程度）决定不同位置地下室结构底板遭受的水头压力有所不同。当地下室结构底板破坏后，地下水大量涌出，则板底压力急剧减小，此时板底压力也与墙外水头高度、渗透路径长度、渗透系数等密切相关。楼梯间5.0000.000参考最高水位线参考最高水位线参考最高水位线7.0007.0004.0004.000集水井集水井4.500图 3 地下室周边墙体外参考最高水位线此外，需要说明的是，地下室周边墙体外最高水位线与原基坑坑底地质条件、周边地质条件或上层滞水赋存条件密切相关，工程建设形成的基坑即集水 坑，厂房地下室置于集水坑中。4 综合分析4.1 地下室结构底板破坏过程分析（1）独立基础与底板实际施工情况。第一次浇筑基础下部混凝土，第二次浇筑基础上部及底板混凝土，两次浇筑在独立基础内形成水平浇筑分界面（施工缝位于板底标高位置），如图 4 所示。底板板顶钢筋底板板底钢筋框架柱混凝土浇筑分界面独基受力筋7.000独基；卷材保护层；防水卷材；混凝土垫层；基岩底板卷材保护层防水卷材混凝土垫层基岩图 4 独立基础与底板实际施工情况（2）底板破坏过程如图 5 所示。沿施工缝的撕裂效应分析如下。如图 6（a）所示，无水压（或较小水压，小于地下室底板自重）作用时独立基础、地下室底板全截面均为受压区；如图 6 所示，当较大水压（远大于底徐志武，等：地下室结构底板抗浮不足局部失稳破坏实例分析建 筑 技 术第 54 卷第 19 期2424（a）（b）（c）（d）底板底板底板底板框架柱框架柱框架柱框架柱独立基础独立基础独立基础独立基础连通器原理产生的水压作用水压增大，底板沿卷材铺设面与垫层及基岩分离水压继续增大，独立基础沿施工缝水平撕裂底板沿柱边冲切破坏，大量水涌出，水压急剧下降图 5 底板破坏过程示意（a）较小水压；（b）中等水压；（c）较大水压；（d）柱边冲切破坏板自重，尚未抵消上部荷载效应N）作用时，底板支座（靠独立基础位置）产生较大弯矩及剪力，在底板与基础交界面必然产生较大的撕裂效应。q2（底板自重）N（上部荷载效应）N（上部荷载效应）q1（基础自重）底板底板框架柱框架柱独立基础独立基础f2（底板反力）f2（底板浮力）f1（基底反力）f1（基底反力）（a）（b）图 6 水压作用示意（a）无水压作用；（b）较大水压作用就本工程而言，整个地下室混凝土垫层硬化后，施工单位对基础底面钢筋、地下室底板钢筋绑扎施工。随后，施工单位继续浇筑地下室独立基础及底板混凝土：先浇筑基础下部一定高度范围混凝土至地下室底板底面标高，不可避免地形成施工缝及薄弱面（少量浮浆层），此时底板钢筋已全面绑扎，二次浇筑混凝土至底板顶面标高，则施工缝未处理或处理质量堪忧，水压较高时在施工薄弱面出现撕裂效应。一般情况下，沿独立基础周边侧壁布置抗撕裂钢筋即可解决撕裂效应，本工程案例并未设置抗撕裂钢筋。（3）反算水头高度。按 GB 500102010混凝土结构设计规范规定，反算水头高度：Fl0.7 h ft um h0，Fl=水 h水A 0.25A（25水），得出地下室底板板面水头高度 h水 1.47 m。其中，h=1.0；ft=1.57 N/mm2（按检测推定值）；=1；柱截面尺寸700 mm700 mm，实际破坏面距柱边 50100 mm，计算时取柱边截面 800 mm800 mm，则 um=4000 mm；h0=200 mm；A=80m2（忽略柱底及柱边应扣除面积）；水=10 kN/m3。若以 ftk=2.20 N/mm2带入上式进行计算，则得出地下室底板板面水头高度 h水 1.91 m。综合各种因素影响，特别是规范公式可靠性指标的影响，则地下室底板沿柱边冲切破坏时作用的水头高度预计为2.53.0 m，与现场调查结果相符。4.2 地下室结构底板裂缝宽度计算（1）通过软件计算，在 2.5 m 及以下水头高度作用下，地下室结构底板裂缝宽度小于 0.3 mm。（2）在 3.0 m 水头高度作用下，地下室结构底板裂缝宽度普遍小于 0.3 mm，仅少量位置底板裂缝宽度超过 0.3 mm。此时，地下室结构底板已经冲切破坏，水头高度急剧下降。4.3 基础抗浮验算建立结构整体模型进行验算，验算结果在永久荷载工况作用下，当第 2 层楼面混凝土浇筑完成后，上部荷载传递至柱底的轴力已大于基底浮力（即 GK/NW，K KW，NW，K中含地下室结构底板浮力传递），此时地下室墙体与基坑壁之间的填土尚未施工，水头高度可见、可控。4.4 地下结构安全性分析（1）基础安全性分析。独立基础：沿二次浇筑面水平撕裂，造成基础有效承载高度大幅度减小（25%42%），不满足设计要求，应采取加固处理措施。筏形基础：根据现场检查及检测结果，筏形基础未遭受明显损伤且设计时其构造措施较高，分析得出其安全性满足设计要求。（2）地下室结构底板安全性分析。地下室结构底板已不具备防水功能，且有不同程度的脱空现象，安装设备时其承载能力、平整度等达不到预期效果，应采取加固处理措施。（3）地下室周边墙体。地下室周边墙体的承载能力指标明显优于地下室结构底板，经现场检查未发现明显损伤，因此对墙体混凝土收缩裂缝灌浆处理即可。5 地下结构加固处理本工程通过检测鉴定，已查明地下室结构底板及其他地下结构破坏、破损原因及程度，因此制订加固 2023 年 10 月2425处理措施则相对简单。（1）排出地下水。在地下室底板、周边墙体下部间隔 23 m 均匀钻孔，将地下水排出汇集（排水沟或汇水管）至集水井，再集中抽排出地下空间。其中，墙体下部泄水孔、地下室内新增排水沟或汇水管以及集水井将保留作为正常使用期间的排泄水措施投入使用，及时有效地抽排出雨季厂房地下室周边基坑内积水，并将地下室周边地下水位控制在安全高度范围以内。（2）底板。对底板下脱空间隙灌注高标号水泥浆或水泥砂浆处理；板面布筋浇筑整浇层并找平，此步骤放在独立基础加固完成后一并进行。（3）独立基础。筏板范围内的独立基础不加固处理，除此之外的独立基础均进行加固处理。剔除柱边基础上部水平脱空撕裂层，并向底板方向延伸500 mm，清理干净，向基础下部均匀植入锚固短筋，板面布加强短筋，界面处理，然后浇筑 C40 微膨胀细石混凝土，并加强养护。（4）地下室墙体。收缩裂缝灌浆处理。6 工程案例地下水作用机理分析本工程所处场地地下水贫乏，所处位置较高，不具备地下水赋存条件，然而仍在地下水作用下导致地下室结构底板局部失稳破坏，经分析其地下水作用机理主要体现在以下几点。（1）在工程建设过程中，在整个场地形成多个基 坑，本工程处于其中一个基坑中。基坑坑壁部分高度范围、基底均为透水性较低的岩石，造成基坑变集水坑、厂房地下室置于集水坑中，是本工程案例地下室遭受地下水作用的充分条件。坑壁沿高度范围的地质条件（透水性）决定了地下室周边可能积水的 最高水位。（2）工程建设后期地下室周边填筑透水性土，为本工程基坑集水抬高地下水位、地下室遭受较高水头创造了必要条件。（3）本工程基底岩石存在节理、裂隙，基坑开挖时采用了爆破施工，使基底岩石产生松动，地下室与坑壁间填筑透水性土未有效阻止地下水的连通效应，是地下室结构底板与地下室周边墙体遭受同等水头高度的关键条件。在地下室周边地下水水位逐步升高的过程中，地下水压增大冲破垫层，局部水压作用在地下室结构底板上，由于本工程地下室结构底板下设置卷材防水，底板与下卧岩石未结合成整体，则局部水压迅速漫延至整个结构底板，造成整个底板上浮脱空。（4）地下室结构底板破坏前，重庆地区频繁持续降雨，周边地表水部分向基坑（集水坑）汇集，尤其是厂房周边排水系统尚未形成，屋面雨水直接流入基坑内，而基坑自身排泄水能力和速度有限，是短时间内累积地下室周边墙体外较大水头高度、连通效应，造成地下室结构底板破坏的直接原因。在基坑内地下室周边水头升高过程中，先造成地下室结构底板上浮脱空，继续发展将独立基础范围底板层水平面（沿二次浇筑面）撕裂，最后沿柱边抗力薄弱位置冲切破坏。这种破坏带有一定的隐蔽性，填土掩盖了地下室周边水位被明显抬高的事实，破坏前各种征兆也不十分明显，事后才被发现。7 总结（1）准确地预估最高地下水位是抗浮成功的关键，我国现行规范没有提供地下水位预测的模型可类比参考，需要工程技术人员认真调查分析、借鉴已有或本地区类似工程经验，科学、合理地确定抗浮水头高度。本研究提及的工程案例，地质条件简单，地下水贫乏，最高地下水水位也较容易确定：首先工程建设改变了地下水径流途径，基坑开挖在整个场地范围部分区域形成集水坑效应，其最高地下水水位与坑壁地质条件相关（土岩分界面）；其次是地下室与坑壁间填土为抬高地下水水位创造了必要条件，当短时间内大量地表水、屋面雨水等流入坑内且未及时排出，坑内积水至地质条件决定的最高水位。（2）提前预判处理是地下室抗浮成功的重要环节，地下室从勘察、设计、施工到后期使用，各个阶段的水文地质条件有所不同，这就需要工程技术人员对各个阶段的地下水作用进行充分论证，寻找科学、合理、经济的处理措施。重大工程或抗浮水位对结构投资影响较大的工程，可组织专家论证，采取切实可行的措施，如设盲沟或明沟将地下水排走，降低抗浮地下水位。建议如果在建设场地范围条件允许且造价不高的前提下，地下室建设前在场地内适当埋设地下排水管网、盲沟或暗渠，将引起超高水位的地下水提前排出场地，最高地下水水位将控制在预设 位置。就本工程案例，勘察、设计时均提出工程建设过程中应抽排雨季流入、渗入基坑的地下水。需要强调的是，勘察、设计应将抽排地下水措施落到实处，给徐志武，等：地下室结构底板抗浮不足局部失稳破坏实例分析建 筑 技 术第 54 卷第 19 期2426出较完备的排水方案或排水施工图，供施工实施，以免出现问题或产生严重后果，对工程建设不利。对于复杂地质条件的抽排地下水措施，建议勘察、设计、施工单位分别形成抽排水措施专篇，经充分论证后再提前实施。（3）地下水贫乏区域（地下水水位较高或地下水丰富区域除外）地下室设置泄水孔，然后集中抽排出地下水是地下室抗浮成功的重要保障措施之一。为了避免暴雨、洪水、持续降雨和上层滞水不能及时排出等突发状况发生，而对地下室抗浮安全造成影响，综合工程经济考虑，建议选择对抗浮工程相对安全、经济的孔间距 23 m。其中，排水孔间距是以地下水位较高、粘土回填不同渗透系数下推导得出，对于地下水贫乏区域场地，地下室周边采用碎石土或其他透水性土回填，此排水孔间距对排出地下室与基坑壁之间地下水十分有效。本工程案例中，工程设计人员在地下室外墙设计时考虑了地下水的水压作用，而在底板设计时仅考虑了防水设计，忽视了抗浮设计，或者说忽视了地下室周边与地下室底板下的连通水压作用，应引起工程设计人员重视。如果设计时预计到了上述水压作用，可采取以下两种方法解决：一是该工程地下室使用时并不排出水，提前设置泄水孔（或墙外设置排水盲沟、暗渠）集中抽排出地下水，即可避免后续底板局部失稳冲切破坏事件发生，而非事后补救；二是地下室墙体外填筑低渗透性粘土，大幅降低地表水的下渗量，显著降低地下室底板下水压作用。（4）地下水贫乏区域遇暴雨、洪水、持续降雨和上层滞水不能及时排出等突发状况时，将地下室与基坑壁之间填土地下水位抬高需引起工程技术人员足够重视。本工程地下室周边填土前已发现明显积水，而后盲目填筑透水土，为后续底板局部冲切失稳破坏事件发生埋下了隐患，也遮掩了持续降雨后地下室周边地下水水位不断抬高的事实，直到底板局部冲切失稳破坏。事实上，当地下水贫乏区域房屋建成且周边环境、排泄水设施完善后投入使用过程中，雨季房屋周边渗流入地下室与坑壁间的地下水大幅度减少，其中一种情况是渗流入水量不大于或略大于基坑下部排泄水能力；另一种情况则是渗流入水量大于基坑下部排泄水能力，但未形成较高水位，地下室抗浮安全。可见，基坑底部基岩自身通过各种途径排泄水能力越好或采取泄水孔、盲沟等工程措施设置排泄水通道的排泄水能力越好，以及地下室与坑壁间填土质量越好、渗透系数越小，则地下室所受的水压力越小、越安全。另外，当基底岩石为不透水或透水性极低的岩石，且底板与基底岩石结合良好，底板仅在基岩节理、裂隙位置遭受局部较高水压作用但不超标时，地下室结构底板是安全的。此时，R S（水 h水，A），R为底板抗浮承载力，S 为局部较高水压作用效应。若基岩节理、裂隙较发育，或底板下岩石较破碎，或底板与基底岩石结合较差，则底板大面积可能遭受水压，A A，底板需进行抗浮设计。尽管如此，地下水贫乏区域既有房屋仍偶有因地下水作用导致地下室底板局部失稳破坏的情况发生，因此，对既有建筑进行地下室检测鉴定时，验证地下室的抗浮安全十分必要，对隐蔽部位拿捏不准时建议借助地勘手段。（5）地下水位监测、反馈信息也是地下室抗浮安全的保障措施之一。根据监测到的地下水位推算、预估地下室在建设、服役期间有可能遭遇的最高地下水水位对抗浮安全有影响时，或邻近工程建设阻断地下水的排泄途径及其他影响因素对已有地下室抗浮安全不利时，应及时反馈信息并采取补救措施。在有条件的地区可建立工程类档案库、监测数据库及信息库，或组织科研技术人员进行课题研究，以供工程技术人员参考。8 结束语（1）尽管地下室结构底板局部失稳破坏案例为特定条件案例，但其地下水的作用机理、底板破坏模式对同行仍具有参考价值。（2）在地下水的作用下，地下室结构底板局部失稳破坏模式多种多样，对结构整体危害较轻，但渗（涌）水对既有地下室造成的危害较大，应引起工程技术人员，特别是检测鉴定人员的足够重视。（3）地下室抗浮安全应贯穿整个工程。解决地下室抗浮安全的方法不宜单一，可以通过多条途径、多种方法同时处理，如压、泄结合，疏、堵并用，抗、防相济等。参考文献1 岩土工程勘察规范:GB 500212001(2009 年版)S.2 建筑地基基础设计规范:GB 500072011S.3 地下工程防水技术规范:GB 501082008S.4 高层建筑岩土工程勘察标准:JGJ/T 722017S.5 建筑工程抗浮技术标准:JGJ 4762019S.6 高层建筑筏形与箱形基础技术规范:JGJ62011S.7 混凝土结构设计规范:GB 500102010(2015 年版)S.8 秦雁.地下室结构抗浮事故原因分析与加固研究 D.成都:西南交通大学,2017.