某建筑地下室抗浮案例

　　某项目已完成地下室剪力墙及顶板浇筑，2019 年5月25日凌晨1点30分左右，**市开始下阵雨，至3时许，开始下特大暴雨，市政管网排水不畅且堵塞，雨水无法及时排走，直接从西侧高处直流向工地基坑，由于暴雨雨量过大，基坑在雨水的内灌之下迅速形成盆池，空心的地下室正位于盆池之内，早上6点项目管理人员到现场检查情况时，基坑内及周边仍有大量积水，地下室出现严重整体上浮及移位事故。
　　图1 被淹没的地下室
　　图2 建设项目所在地地形及方位图
　　二、事故原因分析
　　1 地形及地质情况分析
　　项目周边建筑密集，道路狭窄。由图1可以看出，整个地形呈西高东低的趋势，高差约10m，同时，项目场地南北向长度大于西北向长度，发生降雨时，从西侧高地流下的雨水更容易在项目场地汇集，从区域地形地貌整体来看，项目基坑地下室处于抗浮不利地形位置。
　　根据勘察资料场地下伏基岩为泥灰岩，为透水性较差的岩层。场地内地下水为岩溶裂隙水，埋藏类型属潜水，地下水埋深较大，勘察钻探深度范围内未遇地下水。
　　2 降雨情况分析
　　根据**市气象局资料，5月24日夜间至25日上午10时，**区突降大暴雨，降雨量最高达147.8毫米，部分老城区市政管网排水不畅，造成场地积水严重，是导致建设项目基坑地下室上浮移位事故的直接原因。
　　另据＂贵阳晚报＂报道，5月25日早，贵阳市望城坡新村附近的一栋居民楼甚至被1米多深的积水包围，多人被困。
　　3 市政设施排水情况分析
　　项目场地周边市政管网排水不畅也是造成此次基坑地下室上浮事故的重要原因，通过调查，建设项目附近的市政排水设施情况如下：
　　图3项目周边检查井内排水管道直径测量
　　通过测量，检查井内部左右两处排水孔直径约为35cm，下方排水孔直径约50㎝，由于设施老旧，在5月24日夜间至5月25日上午的暴雨的雨量之下，项目周边的市政排水设施未能迅速排水，导致场地周边积水严重。 同时经过观察，周边道路上的排水雨水盖板也堵塞严重，同时雨水盖板也偏少偏小，如图4所示，这也是造成暴雨作用下场地积水严重的一个直接因素。
　　(a) 垃圾池位置
　　(b) 项目部正门口
　　图4 项目周边道路的雨水排水盖板情况
　　4 浮力分析
　　地下室主体结构尺寸基于图4，基坑深度6m，考虑暴雨时地面积水超过地表0.3m，则暴雨积水水深为6.3m；地下室结构整体高度6.1m，按地下室完全被暴雨积水淹没考虑，即按地下室结构整体高度6.1m考虑浮力验算：
　　浮力F=ρw×g×V=γw×V
　　V=地下室底板面积×地下室结构整体高度
　　地下室底呈梯形平面，其面积为：
　　[(29.32-1.116+0.2)+(8.1×2+3.168+0.2)]×(8.1×3+0.6)/2 = 597.3 m2 ，
　　则浮力F=10kN/m3×597.3m2×6.1m=36435.3kN
　　地下室结构自重G按实际结构的重量进行计算，实际完成的结构包括以下几项：
　　① 地下室顶板：597.3 m2×0.1 m×25kN/m3 =1493.3 kN
　　② 地下室底板：597.3 m2×0.25 m×25kN/m3 =3373.1kN
　　图5 地下室平面图
　　③ 地下室外墙：
　　（29.32-1.116+8.1×5+3.168+25.9）m×0.4m×5.85m×25kN/m3=5719.7kN
　　④ 地下室内墙：
　　(8.1×2+8.9+5.9) m×0.3 m×5.85 m×25 kN/m3=1360.1kN
　　⑤ 地下室内柱、外柱：33.3 m3×25kN/m3=832.5kN
　　将以上5项相加，则地下室总的结构自重G=12778.7kN
　　则地下室结构自重G/地下室浮力F=12778.7/36435.3=35.1%
　　对比地下室自重G与浮力F，可以G比浮力F明显小很多，自重G仅占浮力的约1/3。
　　《建筑地基基础设计规范》GB5007-2011 5.4.3规定，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，应按下式验算抗浮稳定性：
　　ＧK/ＮW,K ≥1.05 式中：ＧK —建筑物自重及压重之和（kN）；ＮW,K —浮力作用值（kN）
　　显然，在暴雨作用下，基坑积水无法迅速排走，造成地下室所受浮力大于地下室结构自重，地下室产生了明显的上浮位移事故。
　　图6 地下室上浮位移