排水盲沟在地下构筑物抗浮设计中的应用
[关键词]抗浮设计，排水盲沟，基岩，适用条件
前言
随着城市建设的飞速发展，各种地下构筑物也越来越多。而其中对地下构筑物的抗浮设计也越来越多地被人们所重视。因为地下构筑物抗浮设计所依据的资料在很多情况下并不充分，尤其在基岩地区，由于地下水的赋存以及补排关系的复杂性和不确定性，让拟建地下构筑物在使用期限内的最高地下水位无法预测，更是让抗浮设计存在很大的盲目，按照通常做法，本着安全的思想，抗浮设防水位往往设计的很高，采用抗浮锚杆或抗浮桩等措施不仅工期长，而且造价很高。本文介绍一种较新型的利用拟建场地的地质条件和地理环境本身的优势采用排水盲沟的办法。该方法不仅节约工程造价，而且能从根本上解决了地下构筑物的抗浮问题。
1工程概况
青岛市某工程包括11座高层住宅楼，整体下设2层地下车库，地下建筑面积52746m2，车库内地坪标高11.50～14.00m，框架结构，拟采用独立基础+防水底板。
2场区环境条件
拟建地下车库东侧道路：地势北高南低，标高23.50～24.90m，与基底高差10.0m左右；南北两侧地势东高西低；南侧道路：标高7.10～23.50m，很大一段场地标高低于基底标高；西侧道路：标高7.10～12.20m，标高均小于基底标高。
3工程地质和水文地质条件
根据勘察报告，场区地貌成因形态为剥蚀丘陵，主要揭示地层为风化基岩，包括强风化和中风化花岗岩，局部穿插有煌斑岩岩脉。
拟建构筑物底板位于强风化花岗岩或中风化花岗岩上。
拟建场地地下水类型主要为基岩裂隙水，依据区域水文地质资料，地下水以层状、带状赋存于基岩风化带的节理、裂隙较发育部位，富水性较差，水位不连续，主要接受大气降水垂直入渗补给和基岩裂隙侧向迳流补给，以蒸发和基岩裂隙侧向迳流排泄为主。
基坑开挖、回填、场地整平后地下水补排关系和渗流路径的变化，基坑开挖支护完毕不回填的话，会在基坑侧壁和地下车库外墙之间形成疏水通道，场地环境水（包括大气降水和地表水）会无障碍的进入其中，对地下车库形成强大浮托力；基坑回填后，如果填料质量差，压实效果不好将造成回填土渗透性强，场地环境水（包括大气降水和地表水）也会源源不断地垂直入渗补给地下水，同样也会对地下车库造成很大浮托力。这一因素对地下室的抗浮设计起着决定性的作用。
4设计思路
（1）有效阻隔场地环境水（主要为大气降水）的垂直入渗路径，基坑侧壁与地下车库外墙用粘性土分层回填夯实，路面硬化；
（2）基岩裂隙中的地下水水量较小，利用整个场地环境东高西低、西侧道路市政管网标高位于基底标高以下的特点，采用在地下车库外墙周围以及地下车库底板以下设置具有一定坡度的导水盲沟来疏导地下水，导水盲沟与市政管网相连。
5设计说明及施工要点
（1）导水盲沟，避开独立基础，在地下构筑物范围内均匀布设，排距约30m。
1）规格：400×600mm，坡度0.3%；
2）填料：25～40mm卵石，含泥量不大于2%；
3）排水盲沟下部400mm铺设卵石，上部回填20mm夯填粘土；
4）盲沟出水口处设置滤水篦子，防止碎石或卵石流失；
5）盲沟在转弯处和高低错台处应设置检查井；
6）排水盲沟施工完毕进入下道工序之前应进行隐蔽工程验收。
（2）基坑侧壁粘性土分层回填
1）回填材料：采用可塑状态的粘性土回填，不应采用软～流塑状态的粘性土、膨胀土以及压实困难的干硬土，且其中不应含有机质、碎石等杂物，砂颗粒含量应小于10%，粘性土含水量宜为13～15%。
2）施工方法：粘性土应分层回填，每层虚铺30～40cm。粘性土层在虚铺后应进行初步整平，可采用水准测量控制加固前后垫层的厚度。采用蛙式打夯机加固，使其密实。加固时应保证一夯压半夯进行夯击，夯击的遍数视现场测量及压缩情况而定，但不宜小于3遍。
在分层分段施工时，上下两层亦采用踏步搭接，各分层搭接的位置错开的距离不得小于1.0m。
对于压实粘性土层之上的回填土，应采用透水性差的素填土，不能含有生活垃圾及建筑垃圾，粗颗粒含量不能太高，如含量较高，须掺入5%以上的水泥，也必须进行压实加固处理。
另外，为减少基坑侧壁外侧地下水的汇入，可在基坑回填的同时，将相应标高处的泄水孔按回填顺序依次封堵。注意应在逐层回填压实前，逐层封堵泄水孔，避免对坑壁稳定造成不利影响。
通过经济、可操作性、工期等因素分析，若认为粘性土回填法进行隔水层施工可行性较差，也可考虑采用其它材料代替粘性土，但需经试验后确定。
6结语
排水盲沟由于其工程造价低、施工简单并能从根本上解决基岩地区赋水性通常不大的地下构筑物的抗浮问题而在青岛地区相当数量的工程中得到了应用，效果显著。但它的适用条件也是比较有限的，第一，地层赋水和渗透性不能太大，盲沟能在构筑物使用年限内顺利疏导地下水；第二，场地环境室外地坪局部低于地下构筑物底板，排水盲沟疏导的地下水能顺利自然流入市政管网，如果环境室外地坪局部低于地下构筑物底板，须采用在地下构筑物外围设置集水井抽排的方法解决，但要合理计算其维护成本。总之，采用排水盲沟抗浮措施的方法要因地制宜，因工程制宜，认真分析拟建场地工程地质、水文地质和周边环境情况，确保其合理性和有效性。
参考文献：
[1]谭孟云等.抗浮岩石锚杆在青岛某工程中的施工实践.《探矿工程：岩土钻掘工程》2005年第32卷第1期
[2]工程地质手册（第四版）（中国建筑工业出版社）
[3]水文地质手册（中国地质出版社）
[4]地下防水工程质量验收规范(GB50208-2002)
[5]姚松凯.高水位下的高层建筑裙房及地下室抗浮研究.《建筑科学》2007年第23卷第1期