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【摘要】地下室底板的开裂问题一直困扰着搅拌站的技术人员，遇到底板开裂一般都是从自身、施工、气候等方面找原因，很少考虑设计方面的原因，其实，抗浮设计考虑不周是引起地下室底板上浮、起拱、开裂的罪魁祸首之一。 0 引言 根据阿基米德原理，浸在静水中的物体受到水的浮力等于该物体排开的水的体积，处于地下水中的基础工程也受到水的浮力作用，这种浮力影响建筑物的平衡与稳定，对建筑物的破坏作用很大，因此，在设计时须考虑建筑物的抗浮设防水位。地下水是指赋存于饱和土层和岩土孔隙、裂隙及空洞中的水的总称。地下水作为岩土介质的组成部分，直接影响着岩土的工程力学性质和行为，地下水不仅来自地下，也可以接受雨水、生活生产排水的补给。 上世纪90年代，抗浮设防问题并未引起足够重视，随着高层、超高层建筑的大量兴起，地下室及超深地下室、小区连体地下室、纯地下车库及地下广场等超补偿建筑物的出现，地下水对基础工程的影响日渐突出，引起工程界广泛关注，抗浮设防水位问题越来越受到重视，但是国家规范并没有严格规定如何验算，如在《岩土工程勘察规范》GB50021-2001，《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中仅对有关浮力问题进行定性描述。众所周知，勘察报告中的初见水位和稳定水位只是勘察期间的静态值，而地下水受季节、气候条件、排水状态、地形地貌等因素影响，并随区域水文地质条件，各层地下水的变化和渗流造成的压力水头分布形态变化而变化，如何准确、客观地确定建筑场地的抗浮设防水位是一件相当困难复杂的事情，业界专家与学者对抗浮设防水位问题也是仁者见仁智者见智。同时，由于抗浮设防水位的确定要考虑建筑安全和建筑成本的对立统一关系，对某些突发事件不可能考虑周全。近年来，由于对地下水抗浮设防水位考虑不当，引发地下室整体或局部上浮、上部结构开裂，甚至破坏的事故屡见不鲜，归纳起来因抗浮设计考虑不周引起的事故原因大致有以下几类：2.1勘察报告提供的抗浮设防水位偏低。抗浮设防水位一般由地勘单位根据当地经验提出，受勘察资料统计数据及准确性的影响，无法即时验证，只能事后验证；2.2设计人员忽视地下室上部主体建筑群外上部荷重较轻的受力单元的浮力验算；2.3地下室施工阶段的临时抗浮措施不到位，如施工单位过早停止降低地下水措施等。当地下室侧墙已施工完毕，如果场地没有采取降水措施或停止降水位，此时顶板还未浇筑，设计时已经考虑的上部覆土荷载没有，将可能导致底板上浮开裂；2.6若地下建筑埋于不透水层，周边填土为密实的不透水土层，当场无积水时，设计是不会考虑抗浮的，但若在施工过程中来一场暴雨，引起地下室倒灌，一样会引起地下室底板上浮开裂；2.7处于斜坡上的地下室或其他可能产生明显水头差的场地上的地下室，设计时容易忽略地下水渗流对地下室底板产生的非均布荷载对地下室底板的影响；2.8当地下室水平面积与地上主体建筑的水平面积基本相同，当结构重量大于水浮力时，设计可不考虑抗浮，但设计中应说明施工时的降水措施，同时，无论水浮力是否大于结构重量，都须验算水浮力对地下室底板的作用力，使底板满足必要的强度、刚度及抗裂要求；2.9当地下室水平面积大于地上主体建筑水平面积（如裙房、车库顶部花园等），此时除了保证结构总重量大于水浮力外，还需要对地下室外伸部分进行浮力作用下的抗弯及抗剪强度验算，否则就有可能发生地下室底板及墙梁出现开裂；2.10有些设计采用了止水帷幕，就将设防水位取低值。其实止水帷幕不能完全阻断地下水的渗透，只能延缓渗透，所以再严密的止水帷幕也不能使抗浮设防水位有所降低；2.11滤水盲沟的作用。如在地下室底板和外墙外设置滤水盲沟，并能确保该滤水盲沟在建筑物使用期限内畅通有效，始终将地下水控制在某标高以下，则可按该标高确定抗浮设防水位。案例一：某儿童医院医技楼07年夏季投入使用，08年春季，由于当地当年雨水特别充沛，周边排水堵塞，负二层地下室多处泉涌像喷泉一样喷发，引起地下室底板起拱，底板多处断裂，剪力墙和梁柱节点严重开裂。事后专家论证结论为：该处为历史填埋水塘之地，抗浮设防水位偏低，抗拔桩深度没有达到有效持力层。案例二：位于半山腰洼地的某大型小区，负二层地下室底板标高高于山脚，勘察此处没有地下水，因此设计时也没有考虑抗浮，地下室为12栋高层的连体地下室，施工至±0.00时（顶板刚布完钢筋还没浇混凝土），晚上下了一场特大暴雨，由于道路施工堵塞了径向排水通道，引起雨水倒灌地下室，当时现场没有一个施工负责人，第二天发现地下室底板多处渗水，底板和剪力墙都出现了贯穿裂缝。案例三：为18年发生的事故，对其分析处理过程记忆犹新，下面是搅拌站根据专家意见整理的处理记录。工程概况：某冷库项目，地下室面积约7000m2,底板设计砼标号C35P6，承台砼标号C40P6，底板厚度300mm，地下一层地上九层，底板横竖各有一条后浇带，柱子间距为8-10m。浇筑情况：整个底板分两批次浇捣，先浇承台再浇底板，分层递进，每次大概1000m3左右，浇筑时承台里面有积水，项目上并未抽干净积水就浇筑混凝土，采取从一侧浇筑挤压把积水排出。浇筑非常顺利，养护工作也比较到位，前期未发现有害裂缝。站里留置的C35P6试件28天标养都在40MPa以上，项目上现场留置的试件也都满足设计要求。开裂渗水情况描述：由于后浇带一般都在主体结构完成、沉降稳定后才进行浇筑，该项目也不例外。前期的工作都是照常进行，地下室后浇带里面都安设了水泵，及时把积水排出了，所以底板表面都是干燥状态。但是自浇筑完后浇带后，底板表面就到处出现裂缝，而且比较有规律，都是在柱子与柱子之间延伸，尤其在注浆修复后，越来越多，原本干燥的地面都出现了一条条水痕，越注越多。（附相关图片及影像资料）原因探讨：由于上述情况的出现，项目上立即通知了混凝土公司，混凝土公司当即组织技术部进行了现场查看，并要求项目上立即停工。经初步综合分析，得出以下结论和疑点：①、底板混凝土浇筑成型后无肉眼可观察到的裂缝；②、混凝土的强度没有问题；③、地下水丰富，有顶升压力；④、后浇带浇筑完成后，加大了地下水的顶升压力；⑤、由于浇筑时承台里面有水，考虑地下室的防水措施，是否对防水卷材有保护措施；⑥、底板的抗浮设计要求，300mm厚的底板是否符合设计要求。由于初步的分析无法得到项目上的完全认可，后又邀请了本省行业专家和教授进行了现场会诊，得出的意见大致相同：可能勘探设计时处于干旱季节，没有地下水，但是今年的雨水充沛，导致地下水饱和，在后浇带完成浇筑后，地下水压力无法释放，底板在无法承受压力的情况下出现了裂缝，故应考虑到底板的抗浮设计要求。处理方案：①、邀请设计院重新做结构复核，确保构件安全，重新勘测地下水位；②、在建筑四周下挖排水井，降低地下水位，减小底板浮力，并常态化运行；③、在地下水位下降到一定水平后对底板进行注浆修复；④、修复后在底板上面加设一层钢筋网，锚固好，再浇筑一层C40P6混凝土，并找坡，开小沟。⑤、在低坡边角处，设置集水井，安设排水泵，能随时抽排地下室积水。 我们在碰到结构裂缝时，往往考虑的是最早提出的几种原因，而忽略了设计方面的疏忽原因，本文所提到的抗浮设计上的一些细节要求，在项目施工过程中导致底板开裂的情况时有发生，所以对于设计单位，也应该充分考虑各个方面的因素，最大限度估算出该有的细节设计要求，确保结构安全。
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