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摘要：随着城市地下空间开发深度的不断增加，既有建筑地下室由于地下水位上升或者抗浮设计经验不足，面临着越来越严峻的结构上浮破坏风险。本文聚焦于既有建筑地下室的抗浮加固问题，以湖北省武汉市某高水位地区的实际地下室抗浮失效工程为切入点，系统探讨了病害发生的原因以及整体加固方案。通过对该项目的抗力与水浮力平衡进行深入剖析，提出了采用抗浮锚杆结合局部配重、引排降压的综合加固技术体系。实施结果表明，该技术能有效控制结构变形，对类似工程的抗浮治理具有重要的工程借鉴价值。

关键词：既有建筑；地下室；抗浮加固；抗浮锚杆；武汉实例

引言：

近些年来，我国城市化进程发展极其迅猛，地下空间的开发利用规模也随之空前扩大。在这一背景下，既有建筑地下室因环境改变或设计缺陷导致的抗浮安全问题日益突出。湖北省武汉市地处长江与汉江交汇处，市内湖泊星罗棋布，地下水资源极为丰富，其特有的浅层地下水和高渗透性砂层对地下结构的抗浮提出了极高要求。当遇到持续暴雨或周边降水停止、水位回升时，许多早期建成的地下室就会暴露出抗浮能力不足的隐患，甚至出现底板开裂、柱基变形等结构破坏现象。因此，开展既有建筑地下室结构抗浮加固技术的研究，不仅能够挽回巨大的经济损失，更是保障城市既有建筑生命线安全、实现建筑业可持续发展的关键举措。

一、既有地下室抗浮失效机理与武汉某工程案例概述

1.1既有建筑地下室在上浮力作用下的结构损伤演变规律

地下水位异常升高导致既有建筑地下室底板所受水浮力急剧增加。当向上的总浮力超过地下室结构自身恒载与上部结构传来的外荷载之和时，底板内部应力状态发生逆转。底板在巨大向上弯矩作用下产生拉应力，一旦超过混凝土抗拉强度，底板下侧跨中及上侧支座边缘相继出现微小裂缝。随着水位持续保持，裂缝迅速向板壁深处延伸并贯通，导致底板整体刚度大幅下降。变形随之增大，将更多剪力和弯矩传递给框架柱及侧墙节点，引起框架柱根部剪切裂缝，引发整体或局部向上隆起，严重威胁上部结构安全。

1.2武汉市某高水位区地下室底板开裂与结构变形病害实况

位于湖北省武汉市长江一级阶地的一处既有高层建筑地下室，其地下2层，采用筏板基础，在遭遇持续强降雨天气后，周边地下水位迅速抬升至设计最高水位线以上。由于该区域地下地层主要由渗透性极强的粉细砂和卵石层组成，地下水压力毫无阻碍地直接作用在底板上，导致底板出现严重抗浮失效病害。现场检测数据显示，底板跨中部位出现大量呈纵横交错分布的放射状裂缝，裂缝最大宽度达到4.5mm，伴随涌水和冒砂现象。与底板相连的框架柱底部出现明显的45度斜裂缝，柱脚局部剥落，钢筋外露，底板向上隆起最大变形量达120mm，结构处于危险边缘。

二、既有地下室结构抗浮加固关键技术与方案实施

2.1针对既有地下室受限空间的抗浮锚杆加固设计与施工工艺

既有地下室内部层高严重受限的物理条件给抗浮加固施工带来极大技术挑战。针对高度仅有3.0m—3.6m的受限空间，加固方案专门采用可拆解的微型锚杆钻机进行现场施工作业。设计层面上，根据计算得出的每平方米短缺抗浮力，在底板上按照1.5m×1.5m的梅花形间距精密布置精轧螺纹钢抗浮锚杆，锚杆设计深入地下稳定岩土层12m。施工工艺上，首先通过在底板上定位并使用水钻进行核心钻孔，随后利用微型钻机分段接长钻杆进行成孔作业。成孔后送入精轧螺纹钢筋，采用二次高压注浆工艺，底板孔口则采用特制防水刚性法兰盘与环氧砂浆密封锁定，确保受限空间内的施工质量。

2.2结合底板局部抗浮配重与地下水引排降压的综合治理措施

单纯依靠抗浮锚杆在局部应力集中区域往往难以达到理想的变形控制效果。为了稳妥恢复地下室的平衡状态，加固工程在抗浮锚杆施工的基础上，协同应用底板局部抗浮配重与主动式地下水引排降压系统。针对底板隆起变形最为严重的中央核心区域，在不影响地下车库净高要求的前提下，利用密实度极高的铁矿砂混凝土作为局部配重，直接增加结构底部的自重阻力。与此同时，在地下室底板下方以及四周侧墙外侧，合理布设一套由透水盲管和集水井组成的主动式引排降压网络。该系统能够在大气降雨或者地下水位暴涨时期，通过自动控制的潜水泵将底板下方超静孔隙水压力及时引排，将作用在底板上的静态水头高度始终控制在安全界限以内。

2.3加固工程实施后的地下室结构变形监测结果与效果评估

抗浮加固各项措施全部实施完毕后，项目团队在地下室内部建立了一套高精度的智能化三维变形动态监测系统。监测网点全面覆盖了曾经发生严重变形的底板跨中、框架柱根部以及侧墙连接处，实施了为期12个月的连续不间断数据采集。数据曲线表明，在加固工作完成后的前2周内，底板的向上隆起变形速率出现断崖式下跌，随后的11个月里，底板变形量始终稳定在正负2.0mm的测量误差范围以内，没有出现反弹迹象。底板裂缝经化学灌浆修复后，在高水位季节未见渗漏水、冒砂或新裂缝萌生现象。框架柱根部的应力监测数据表明，结构内部剪应力和弯矩重新分配并趋于平衡，各项指标均完全满足国家现行规范要求。

三、结语

综上所述，本文针对既有建筑地下室抗浮能力不足引发的工程病害，结合武汉市特有的高水位地质条件，深入探讨了实用的抗浮加固技术。研究表明，针对受限空间采用微型抗浮锚杆，配合合理的地下水引排与底板局部配重，能够快速、高效地恢复并提升既有结构的整体抗浮稳定性。武汉某地下室加固项目的成功实施，验证了该综合加固方案在技术上的可行性与经济上的合理性。面对城市地下水环境演变，未来仍需加强对既有结构抗浮加固后长期动态监测的研究，为保障城市地下资产安全提供坚实的科学依据。

参考文献：

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周帅

武汉东艺建筑设计有限公司