0 引言

近些年来，随着对城市地下水的保护，国家采取了一系列禁止地下水开采的措施，从河南、河北到北京沿线地区的地下水位呈逐年上升的趋势，根据这些地区一些项目原勘察报告和近期补充勘察报告中地下水位的对比看，地上水位上升明显，最大达到了8～9m。

当地的地下室一般都在地下1层或者2层，建筑物在勘察建造过程中，现状地下水位低于地下室底板，抗浮问题没有引起足够的重视。随着地下水位的上升，很多地下室出现了不同程度的抗浮问题，如防水板开裂、漏水、起拱甚至整体上浮。由于建筑物已经建造完毕，处理起来难度非常大，同时也造成了很大社会资源浪费。

本文通过对河南某地下车库由于抗浮不足而造成的工程事故进行分析及处理总结，希望为类似情况的事故处理提供一定的参考。

河南某小区由2栋住宅和大型地下车库组成，其中住宅地上26层，剪力墙结构，采用CFG桩+筏板的基础形式;地下车库2层，框架架构，基础埋深9.6m，采用天然地基+独立承台的基础形式，尺寸102.9m×134.4m, 2层地下车库总面积超过2.7万m²，建筑平面如图1所示。

该项目施工周期较长，住宅楼于2009年11月开工，当时勘察测量水位位于基底以下。在项目实施过程中，观测到的地下水位逐步上升，水位上升造成该小区地下车库底板多处局部渗漏，如图2所示。经初步分析该地下室整体抗浮不满足要求。

根据勘察报告，地下室基底以下主要土层分述如下 (见图3) 。

1) (5) 粉质黏土 (Q₄^al+pl) 黄褐色，硬塑，含氧化物、局部含姜石，姜石直径0.5cm左右，含量约5%～10%，无摇振反应，稍有光滑，韧性中等，干强度中等，中等压缩性;本层土局部相变为粉土。层底埋深8.000～9.600m，平均厚度2.85m。

2) (6) 粉土夹粉质黏土 (Q₃^al+pl) 本层受冲洪积水流影响，粉土与粉质黏土呈交替出现，粉土呈褐黄色，湿，密实，偶见大块姜石，摇振反应中等～迅速，无光泽反应，韧性低，干强度低，中等压缩性;粉质黏土呈红褐色，可塑～硬塑状态，含铁锰氧化物，无摇振反应，稍有光滑，韧性中等，干强度中等，中等压缩性。层底埋深14.20～15.80m，平均厚度4.86m。

3) (7) 粉土 (Q₃^al+pl) 黄褐色，湿，密实，含砂粒，摇振反应中等～迅速，无光泽反应，韧性低，干强度低，中等压缩性;本层土局部为粉质黏土。层底埋深18.80～20.50m，平均厚度4.79m。

根据勘察报告描述:拟建场地在勘探期间地下水位在12.000～13.100m。场地地下水属第四纪孔隙潜水，主要受大气降水补给，地下水排泄主要为蒸发与地下径流，年变化幅度约1.0～2.0m。小区地下室基础埋深9.6m，勘察及施工阶段水位均位于基底以下，该项目未考虑抗浮的影响。

随着项目的实施，观测到地下水位逐步上升，至2016年11月，观测到地下现状水位升至室外地坪下5m。

该小区出现抗浮问题之后，马上组织当地水文地质专家开会，确定了该项目的抗浮设计水位为室外地坪下2.0m (当地历史最高水位为地表下1.5m) 。

该项目+0.000为67.895m，抗浮水位66.000m，抗浮水位相对标高-1.895m，地下室底板埋深9.6m，平均水浮力为77.05kPa，通过地下室上部结构的恒载导荷，结构自重加压重平均为64kPa，在考虑基础抗浮稳定系数后，抗浮力差值为1.05×77.05-64=16.9kPa。

可见该地下室在新确定的抗浮设计水位下，整体抗浮不满足要求，而该地区地下水位的持续上升是造成该问题的直接原因。

抗浮设计水位的确定受当地大气水文条件、地区地质成因、历史水位资料、建筑安全等级及经济状况的影响。可根据当地具体情况综合确定，不能因为勘察时未见地下水而不考虑，需要考虑到建筑使用周期内的水位变化，可取历史最高水位。

该地下室出现局部渗漏情况之后，立即采取应急抢险措施，在个别集水井的位置进行底板开洞排水泄压处理，随着水压力的降低，地下室底板未出现进一步的严重破坏，为后期处理赢得了时间。

考虑地下室的层高和室内施工的限制，较小底板的开孔数量，经过综合分析确定每个柱跨板格中补4根抗拔桩。地下室柱跨8.4m×8.4m，取抗浮力差值为17kPa，单抗抗拔桩的承载力需≥300kN。在考察当地综合施工水平后，选定了2种抗拔桩型进行了试验，试打桩前对该地下室进行了降水处理。

1) 第1种桩型带螺旋钻头的旋压钢管桩。该桩型的钻头直径400mm，钻杆直径180mm，设计桩长10m，如图4所示。该桩型在施工前需在地下室底板先做直径为400mm的开孔。由于成桩时需要机械设备提供较大的扭矩，受到地下室层高的限制，无法采用动力十分强大的机械，在试验过程中，1号桩未试打成功，2号和3号桩分别旋压只钻进了6.5m和6.0m。

抗拔试验结果如表1所示。第1种桩型由于该项目的场地施工条件限制，未能满足设计的要求。

2) 第2种桩型内插钢管的旋喷桩。该桩型的旋喷桩直径为500mm，内插钢管的直径为203mm，设计桩长10m，桩身水泥土强度≥3MPa，如图5所示。

该桩型在施工中，采用了经过改装的小型高压旋喷桩机，旋喷前在地下室底板先做直径为250mm的开孔，待水泥土未凝固前，在桩身中插入直径为203mm的钢管。抗拔试验结果如表2所示。

第2种桩型的抗拔承载力≥350kN，满足设计要求。

经过两种桩型的现场试验，该项目最终选用了内插钢管的旋喷桩作为抗拔桩来处理地下室抗浮问题。设计桩数为1 050根，具体布置如图6所示。

该处理方法仅在基础底板上开小孔，高压旋喷有扩径的效果使抗拔承载力大幅提高，减少了桩的数量，对结构破坏小，降低工程造价，对于既有建筑不满足抗浮要求的项目是一种安全、经济的方法。

由于该地下室的面积较大，超过1.3万m²，抗拔桩选择从东向西分3个批次施工，待各批次的桩身强度满足要求后，抽样进行了抗拔验收试验，共11根。抗拔检测结果显示:11根检测桩的抗拔承载力均≥350kN，满足设计要求 (见表3) 。

该项目在抗拔桩施工结束之后，还进行了地下室底板防水层的重做及局部底板的加固处理。目前，该项目一切正常，地下室未出现渗漏或者上浮现象，很好地解决了地下室抗浮问题，整体处理效果良好。

1) 地下室设计施工过程中，需要对地下水引起足够重视，抗浮设计水位的选取需考虑到建筑使用周期内的水位变化，可取历史最高水位。

2) 针对既有建筑的抗浮事故处理，一定要充分考虑地下室室内施工场地的限制，合理选择抗拔桩的桩型及施工工艺，在正式施工前需要进行试验。

3) 内插钢管的旋喷桩在作为抗拔桩使用时，整体效果较好，类似工程事故处理中可考虑优先使用。