基坑工程如结构自重不能抵抗地下水浮力,常用的几种抗浮措施是:降水抗浮、锚固抗浮、超重混凝土(一般采用钢渣混凝土)配重抗浮、摩擦桩抗浮。

       下面就上述4种措施进行比较:

(1)降水抗浮

        降水抗浮关键问题是反滤层的设计,当土的颗粒较细时应采取可靠措施防止土粒随地下水进入反滤层,引起反滤层堵塞而失去作用。降水抗浮的优点是局部彻底消除了水的浮力,构筑物的设计可按无地下水时考虑。

       但降水抗浮的缺点为:①维护成本很高,特别是使用周期较长的地下构筑物;②可靠性差,长期降水,土中的颗粒难免进入反滤层,一旦反滤层被堵塞,水位将很难降至底板以下;③长期降水将对该区域地下水环境造成很大影响,甚至影响周边建筑物的安全。

(2)锚固抗浮

       利用设在底板和其下土层之间的拉杆,依靠杆体与周边土体的黏结摩擦力抗浮。当底板下有坚硬土层且地下水位不高时,设锚杆为一种既简便又经济的方法。

       但锚杆抗浮有3个问题:一是受力问题,锚杆与土层的黏接摩擦力较小,只能适用于浮力较小的结构;二是施工问题,长锚杆的施工需有专门的机械,而且钢筋偏移控制、灌浆饱满控制、避免断杆控制等施工工艺控制较难;三是耐久性问题,在含水量较大的土层中地下水会对钢筋侵蚀,锚杆的耐久性问题较难解决。以上问题在很大程度上限制了锚杆作为抗浮措施在永久地下构筑物中的应用。

(3)超重混凝土配重抗浮

      在结构底板上施作超重混凝土(一般是用钢渣混凝土)以增强构筑物自重达到抗浮目的。这种处理方式简单,投入使用后管理成本较低。但近来有资料显示,地铁中的杂散电流会对钢渣混凝土造成较大侵蚀,无法满足结构使用50年的设计要求。在采用超重混凝土配重抗浮时,地下结构基槽深度必然要加深,给整个工程的受力体系增加难度,同时整体围护结构费用相应提高。

(4)抗拔桩

       桩基工程均是比较成熟的工艺,桩身的耐久性较长,受力较大,受地下水侵蚀较小,完全能够满足抗浮的需要。

        但抗拔桩的缺点主要有:(1)造价昂贵;(2)施工期较长;(3)单桩失效可能引起连锁破坏效应。