最新浅谈地下室抗浮设计
浅议地下室抗浮设计
【摘要】随着我国经济的发展，建筑行业得到了急速发展，地下室与地下建筑也随之也越来越多。而各地水位不同，每栋建筑的埋置深度不同，水对建筑物的浮力也不同。地下室的抗浮设计往往被忽略，而导致的不良后果便是地下室底板拱起，底板裂缝渗水甚至地下室上浮及结构破坏等，处理起来非常棘手且效果不好。2004年大庆一地下商场才建成就上浮了，直至2009年哈工大耿永常教授对其进行了研究，给出了解决方案，才使该商场得以正常使用。所以，地下建筑抗浮问题必须引起我们的关注。
【关键词】地下；设防水位；抗浮措施
一，建筑物为什么会浮起来？
根据阿基米德原理：浸在静止流体中的物体受到流体作用的合力等于该物体排开的流体重力，方向竖直向上。这个合力称为浮力。所以，当建筑物底面处于地下水中时会受到地下水给它向上的水浮力。当水浮力大于建筑物底面以上包含堆土在内的重量时，建筑物就会浮起来；当水浮力小于建筑物底面以上包含堆土在内的重量时，建筑物就不会浮起来。所以只要地下水位达到一定高度就能使建筑物浮起来。抗浮水位是指基础砌置深度内起主导作用的地下水层在建筑物运营期间的最高水位。当有长期水位观测资料时，抗浮水位可根据该层地下水实测最高水位和建筑物运营期间地下水的变化来确定;无长期观测资料或资料缺乏时，按勘察期间实测最高稳定水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定;在南方滨海和滨江地区，抗浮设防水位可取室外地坪标高。场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水水位并考虑其对抗浮水位的影响。只考虑施工期间的抗浮时，抗浮水位可按一个水文年的最高水位确定。
二，怎么进行抗浮设计？
对地下室进行抗浮设计时需分下面两种情况：
（1）：当地下室外轮廓与地上建筑外边线基本重合时。当结构重量大于水浮力时，我们就不必考虑抗浮，但是我们应在设计说明中提出施工时的降水措施；当结构重量小于水浮力时，那么地下室就需要采取必要的措施平衡水浮力。另外，无论水浮力是否大于结构重量，都需要验算水浮力对地下室底板的作用，使底板满足必要的强度与刚度，还需满足抗裂要求。如果底板配筋过多或者截面过大，就会形成浪费。
（2）：当地下室外轮廓大于地上建筑外边线时。此种情况下，除了需要满足结构总体重量大于水浮力外，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的验算，否则就有可能使地下室底板及梁墙的开裂。如果与高层相连的裙房部分的重量小于水浮力时，我们应考虑此部分结构承受水浮力作用而引起的损坏。
三，建筑物的抗浮措施
地下室抗浮措施基本上分为“一压二拉”。
压即为配重法，增加永久荷载的自重，比如地下室顶板覆土、地下室底板的配重等来平衡地下水浮力。我们知道，抗浮安全度不够是由于结构自重小于地下水对结构上浮力而造成，所以最直接的方法是增加结构自重或增加其上恒载，利用底板外伸部分增加回填土重量。比如地下室顶板上覆土，既能增加重量，又能解决建筑绿化问题，另外也可以在地板上增加配重，这样既能增加重量也可以减少底板与梁的高度。但是配重法必然会使基础埋置深度增加，
也使水浮力增大。所以采用配重法时要综合考虑，取一个合理基础埋置深度。
拉即为设置抗拔桩或者抗拔锚杆，以抗浮构件提供的抗拔力平衡地下水浮力。（a）抗拔桩是利用桩侧阻力起抗浮作用。其抗浮能力与与桩型、桩径、桩长及周围地质条件有关。桩的单桩承载力越大，一般布置在柱墙下，其抗浮面积较大，且受环境条件、施工条件影响较大，造价也较高，如果按常规布置柱下桩基不能满足抗浮要求，则需要在抗浮底板下设置抗拔桩。抗拔桩的抗拔承载力应通过现场抗拔静载试验确定。（b）抗拔锚杆是指抵抗建筑物向上位移的各种桩型的总称,抗拔锚杆不同于一般的基础桩,有其自身的独特性能。抗拔锚杆因具有造价低、施工方便、受力合理等优点而被广泛应用。但它的设计、施工和检测还没有专业规范，因此给它的应用带来了不便。抗拔锚杆分为预应力锚杆和非预应力锚杆，普通锚杆只有结构底板发生一定的位移才开始被动受力，适用于水浮力不大且对位移要求低的地下建筑物。水浮力较大且对位移要求较大的地下建筑物则应采用于预应力锚杆。在工程实际应用中，单独运用一种方式抵抗地下室浮力往往事倍功半，耗材费力，通常采用两者相结合的方式进行抗浮设计，以达到经济合理。
地下室抗浮验算：
在抗浮验算中，永久荷载的效应对结构是有利的，因此现行的《建筑结构荷载规范》规定荷载的分项系数小于1.0，也可以按照安全系数法进行验算：
s——地下水对地下室浮力的标准值
g——结构自身重量及上部永久荷载标准值之合
k——抗浮安全系数，可取1.1
当g>ks,说明建筑物的自重及覆土自重比受到的水浮力大很多，足以满足抗浮要求而无需抗浮桩，仅需满足竖向抗压承载力就可以了。
四：实例：
以华松太阳城C地块——地库为例简要叙述一下抗浮设计的方法：
本工程局部地下两层，局部只有地下一层。±0.000相当于绝对标高33.500米，室内外高差0.45米，地下车库顶板标高-1.65m，覆土厚度为1.2米，地下一层车库建筑地面标高-5.55m，地下二层建筑地面标高-9.150m，基础采用筏板基础。基础持力层地下二层为第4层粉沙层，地下一层为第3层粉质粘土层，地基承载力特征值为170KPa，地下抗浮水位取室外地坪下1米，为32.05米。
地下一层车库筏板顶标高-5.70米，地下室底板600厚，底板面层为150厚素砼，基础底绝对标高为27.2米。按地勘报告，地下抗浮水位取室外地坪下1米，为32.05米。则水浮力为48KN/m2。以覆土厚度1.2m计算，车库自重为1.2米厚土+289厚顶板(520mm厚空心楼板等效自重)+1KN/m2管道自重+150厚素砼面层+600厚底板+2.0KN/m2梁柱自重，则车库抗浮总计自重：
G=1.2x18+0.289x25+1+0.15x25+0.6x25+2=50.575KN/m2
G>1.05F浮，所以抗浮满足要求，不需要打抗拔桩。
地下二层车库筏板顶标高-9.30米，地下室底板600厚，底板面层为150厚素砼，基础底绝对标高为23.6米。按地勘报告，地下抗浮水位取室外地坪下1米，为32.05米。则水浮力为83KN/m2。以覆土厚度1.2m计算，车库自重为1.2米厚土+289厚顶板(520mm厚空心楼板等效自重)+1.2KN/m2管道自重+179厚顶板(300mm厚空心楼板等效自重)+150厚素砼面层+600厚底板+2.0KN/m2梁柱自重，则车库抗浮总计自重：
G=1.2x18+0.289x25+0.179x25+1.4+0.15x25+0.6x25+2.5=55.95KN/m2G<1.05F浮，所以抗浮不满足要求，需要打抗拔桩。
83 KN/m 2-55.95 KN/m 2=27.05 KN/m 2
因此，地下二层每平方米需要由抗拔桩承担的水浮力为27.05 KN/m 2，如果按8.1X8.1米柱
网计算，单柱下抗由抗拔桩承担的水浮力为1774.8KN 。经计算，地下二层如果采用抗拔锚
杆，由于地勘报告没有提供锚杆计算的参数，根据经验，每根锚杆一般只有几十千牛的抗拔
力，在地下二层车库中是不适用的。因此我决定地下二层抗拔桩选用600直径或800直径的
说明：单桩配筋是考虑裂缝控制的结果
由上表可以看出，单柱下2根600直径20.5米桩长和单柱下1根800直径26.5米桩的
桩型在造价方面差不多。考虑到单柱下2根600直径的材料造价略低，且与主楼桩径统一，
所以最后决定采用单柱下2根600直径20.5米桩长的方案。
五， 小结
综上所述，我们知道地下室的抗浮施工对整个建筑物的后续施工、工程进度、工程质
量以及工程成本都有着非常重要的作用。地下室的抗浮设计应根据建筑所在地的实际地质资
料、周边环境、施工条件及地下结构的具体情况等进行认真的分析、计算，并且要降低造价，
做到科学、经济、合理。
参考文献：
① 建筑地基基础规范 GB 50007-2011
② 地下室结构抗浮设计中抗拔桩的应用研究[J] 南昌大学 吴竞
③ 地下结构抗浮设计的思路和建议[J] 建筑结构 郑伟国
④ 建筑桩基技术规范 JGJ 94-2008 二项分布专题训
练
一．选择题
1．甲、乙两人独立地解同一问题，甲能解决这个问题的概率是1p ，乙能解决这个问题
的概率是2p ，那么其中至少有
1人能解决这个问题的概率是
（ D ）
A ．21p p +；
B ．21p p ?；
C ．211p p ?-；
D ．121(1)(1)p p ---.
2．在一个盒子中有大小相同的10个球，其中6个红球，4个白球，两人无放回地各取一个球，则在第一个人摸出红球的条件下，第二个人也摸出红球的概率是
（ A ）
A ．13；
B ．23；
C ．49；
D ．59
. 【解析】设“第一个人摸出红球”为事件A ，“第二个人摸出红球”为事件B ，则
()11692105490C C P A A ?==，()11652103090
C C P AB A ?==，则()()()5|9P AB P B A P A ==。 3．两个独立事件1A 和2A 发生的概率分别为1p 和2p ，则有且只有一个发生的概率为 .()()122111p p p p -+-
4． (04年重庆) 甲、乙、丙三人每次射击命中目标的概率分别为0.7、0.6和0.5，计算： ⑴三人各向目标射击一次，求恰有两人命中目标及至少有一人命中目标的概率； ⑵若甲连续射击三次，求他恰好一次命中的概率.
解：⑴设i A (3,2,1=i )表示事件“第i 人命中目标”，显然1A 、2A 、3A 相互独立，且7.0)(1=A P ，6.0)(2=A P ，5.0)(3=A P .
三人中恰有两人命中目标的概率为
44.0)(321321321=??+??+??A A A A A A A A A P .
三人中恰有至少有一人命中目标的概率为
94.0)(1321=??-A A A P .
⑵设k A 表示“甲在第k 次命中目标”，3,2,1=k .显然1A 、2A 、3A 相互独立，且7.0)()()(321===A P A P A P .
甲连续射击三次，恰好一次命中的概率为
地下水与地下室抗浮
地下水与地下室抗浮 2011-03-15 08:50 来源：浏览次数：16 关键字：地下室上浮，特别是大面积地下室摘要；是构成水圈的重要水体之一，是埋藏在地表下土体孔隙、岩石孔隙、空洞中的水的总称。地下水的运动有层流和紊流两种形式，以层流为主，它的运动遵循达西定律。地下水作为岩土介质的组成部分，直接影响着岩土的性质和行为。 关键词；地下室上浮，特别是大面积地下室的不均匀上浮，造成结构严重受损的事故屡见不鲜。 近年来，地下室上浮，特别是大面积地下室的不均匀上浮，造成结构严重受损的事故屡见不鲜。 （一）地下水的基本类型 1)．上层滞水 A. 主要靠大气降水和地表水下渗补给； B. ； C. 以蒸发或向下渗透到潜水中的方式排泄； D. 水量小，季节变化大，容易污染； E. 引起土质边被滑塌、黄土路基沉陷、路基冻胀等病害的重要因素。 2)．潜水 ①潜水的分布及潜水面特征 潜水面——潜水的无压的自由水面。通常，潜水面不是一个延伸很广的平面，是一个有起有伏、有陡有缓的面，潜水面形态一般与地表地形相适应。
潜水埋藏深度：潜水面至地面的垂直距离。λ 潜水层厚度：潜水面至下部隔水层顶面的垂直距离（含水层厚度）。λ 潜水位：潜水面上每一点的绝对标高。λ ②潜水的补给、径流和排泄 大气降水、地表水、承压水→潜水→地表水（河流、泉—山区）、蒸发（平原区）λ ①确定任一点的潜水流向；②确定沿潜水流动方向上两点间水力坡度；③确定任一点潜水埋藏深度；④确定潜水与地表水之间的补给关系。 ①承压水的分布——自流盆地及自流斜地 承压水头：承压水位到隔水层顶板间垂直距离。 含水层厚度：隔水层顶、底板间的垂直距离。 （三）典型案例 工程概况 某大夏由A座((26层)、B座(18层)及东西两座裙楼((3层)组成。塔楼与裙楼共同围成了一个30m×38m的内庭。B座有一层地下车库，A座、裙房及内庭下面有两层地下车库。上部结构为框架剪力墙体系，基础为人工挖孔灌注桩，长度为18-23m。A,B座塔楼下人工挖孔桩桩径为1.2-2m，桩端直径扩大0.6-1.2m，桩端入中风化砂岩一倍桩径。裙楼和内庭范围内的人工挖孔桩长10-15m，桩径为1.2m，无扩大头，桩端入中风化砂岩0.5m.
浅谈几种常用的地下室抗浮措施
浅谈几种常用的地下室抗浮措施 摘要：本文对各种抗浮措施的原理、适用性、对工期的影响和工程造价进行了 总结。结合现有工程，就地下室设计中较为常见的几种抗浮措施进行分析对比， 总结出各种抗浮措施的优缺点供设计人员参考。 关键词：抗浮措施、配重法、盲沟排水法、抗拔桩法、抗浮锚杆 0 引言 随着城市现代化的不断发展，城市人口的不断增加，交通商业等基础设施的 不断建设，可供使用的土地面积越来越紧张。地下空间因为其可开发面积大，且 不对地上其它建筑功能产生影响而越来越受到重视，在一二线城市中，两层地下 室的高层建筑已非常常见，3~5层地下室的大型公共建筑也越来越多。地下水对 建筑物的影响已不可忽视，在有些区域甚至起到了控制作用，在各种多层地下商 场和车库的建设过程中，为了抵抗地下水的水浮力，人们根据不同的地质条件采 取了不同的抗浮措施。常见的基础抗浮措施主要有配重法、盲沟排水法、抗拔桩 法和抗浮锚杆四种。 本文选用深圳一项目作为案例，对四种抗浮措施进行了分析和比较，得出结 论和建议，以供设计人员参考。 1 工程案例背景 本项目分为一大一小两个地块，场地周边较为平坦，其中大地块有两层地下 室加一层半地下室，半地下室顶板上有1.5m覆土，经典柱跨为8mx8m，抗浮水 位约为9.5m，底板下强风化花岗岩土层埋深约10~30m；小地块有两层全埋地下室，顶板上覆土同样为1.5m，经典柱跨为8mx8m，抗浮水位约为8.4m，底板下 局部区域直接揭露强风化花岗岩土层，其他区域部分揭露了粉质黏土层和全风化 花岗岩土层，强风化花岗岩土层埋深最深达到30m。 2 常见的抗浮措施 2.1配重法 配重法的基本原理就是通过增加建筑物自身的重量来抵抗水浮力。为了不给 上部结构额外增加负担，通常选择在底板上增加重量来实现，具体的实施方法有：1）增加底板厚度；2）降低底板标高，并在底板上填土或浇筑毛石混凝土，再做 建筑面层；3）在底板下下挂配构造钢筋与底板相连的毛石混凝土。这种方法的 优势是简单灵活，直观有效，缺点是不管采用以上哪一种实施办法，都会同时增 加水浮力，相当于新增的混凝土或填土只能考虑浮容重来抗浮，会造成较大的材 料浪费。当地基承载力较差时，还需要考虑此部分附加重量带来的额外基础沉降。基于以上原因，配重法一般较少采用，多数时间用于水浮力较小或局部抗浮不足 的情况。 2.2盲沟排水法 盲沟排水法的基本原理就是通过在地下室底板及地下室外墙周边设置相互贯 通的排水盲沟来把水引走，从而实现减小水浮力，使主体结构满足抗浮的目的。 用于地下室抗浮的盲沟分为永久自流式和永久抽排式两种，其中永久自流式盲沟 适用于建筑场地位于单向斜坡地段，地下室两侧埋深存在一定差异，潜水水头线 同地表坡线大致平行的情况，这种盲沟的设计要考虑到周边场地的长期规划，保 证出水口通畅；永久抽排式盲沟适用于周围地势同拟建场地标高大致相当的情况，
地下室结构抗浮因素与预防技术措施
地下室结构抗浮因素与预防技术措施 摘要：本文结合多年的工作实践，对影响地下室抗浮因素进行分析，结合工程实践提出解决抗浮技术措施，以解决地下结构物的抗浮问题。 【关键词】地下室；抗浮；预防技术 Abstract: this paper combined with years of the worked the practice, analyzes the factors that influence the basement anti_floating, combined with the engineering practice, this paper proposes the measures to solve anti-uplift technology, in order to solve the problems of the underground structures engineer. 【key words 】the basement; Anti-uplift; Prevention technology 中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号： 1影响地下室结构上浮因素 1.1抗浮水位的影响与选取 建筑设防水位的确定对建筑物的安全和投资有着重要的影响。对于水头差，黄志仑《关于地下建筑物的地下水扬力问题分析》中认为水头差为地下水位与基础底面的差值。如高层楼房：假设其基础底面位于潜水层下h 处，由于水头差的存在，必然会有渗透，经过若干年，渗流将达到稳定。
假定原地面水位不变，若干年后的水头差应小于h，基础底面所受浮力就要减小。而对于临时性构筑物如基坑工程，一般基坑开挖时采用支挡和隔水措施，基坑内外因水头差而形成渗流，水头差就更难确定。在地面下数十米的深度内，存在多层地下水，其水头高差选择更要仔细研究，要确保安全情况下的经济合理。 1.2地下室上部结构荷载取值 对于于上部结构重力G，应结合具体情况考虑：当地下室面积与上部主体结构面积相等时，可比较地下室水浮力与建筑总荷重的关系，判断是否可能发生上浮。但当上部主体建筑有裙房时，采用地下室总荷重只能计算到裙房的楼层；当地下室面积大于上部主体建筑±0.00 层面积，或按裙房楼层比较浮力与建筑物总荷重，浮力大于建筑物总荷重时，应以竖向受力构件为单元分析浮力的平衡状态，特别是边柱、角柱和上部没有压重的单元；对于地下室层数较多而地上层数不多之建筑物，应慎重验算地下水之浮力作用，在验算建筑物抗浮能力时，应不考虑活载。 1.3地下室刚度 对于高层建筑下的地下室结构，传统设计方法将底板上的高层主楼、低层裙房和纯地下车库分别与地下水浮力进行比较计算，而实际上诸多设计人员仅用建筑物基底的平均荷载（基底平均反力）与浮力比较来决定考虑结构上浮问题。
地下室抗浮设计及计算
地下室抗浮设计及计算 Post time: 2010年5月20日 前一段时间做了几个项目，都涉及到地下室抗浮设计的问题，整理了一个大个地下室的计算思路。 先说一下规范的一些要求，规范对抗浮设计一直没有特别明确的计算建议，很多的设计建议都是编者自己的理解，所以大家的计算结果就会有很大差异。 1）《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006年版)第3.2.5条第3款规定：“对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，荷载的分项系数应按有关的结构设计规范的规定采用”。 2）《砌体结构设计规范》GB 50003-2001第4.1.6条当砌体结构作为一个刚体，需验算整体稳定性时，例如倾覆、滑移、漂浮等，应按下式验算：γ0(1.2SG2k+1.4SQ1k+SQik) ≤ 0.8SG1k 式中SG1k----起有利作用的永久荷载标准值的效应； SG2k----起不利作用的永久荷载标准值的效应； 3）北京市标准《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》DBJ 11-501-2009第8.8.2条，抗浮公式为： Nwk ≤γGk 式中Nwk——地下水浮力标准值； Gk——建筑物自重及压重之和； γ——永久荷载的影响系数，取0.9～1.0； 结合上述原则，计算目前在做的南方某大剧院舞台下台仓的抗浮情况，由于整个台仓位于城市河道边，且上部恒荷载的不确定性，因此永久荷载的影响系数取的是0.8，比北京规范还要低一些：
台仓深度较大，台仓底板顶标高为-14.8米，存在抗浮设计要求，根据 地质勘察报告数据，设计最高抗浮水位绝对标高为2.36米相对标高-1.54米， 经计算，上部结构传至台仓底板顶面处0.8倍恒荷载值为65200kN，台仓底板面积约为663平米，考虑台仓底板厚度为1.6米重力效应，尚有水浮力约为((14.8+1.6-1.54)×10-0.8×1.6×25)×663-65200=12106 kN。根据地质勘察报告提供的勘探点平面布置图，台仓位于18、19、25、26号孔附近，抗拔桩长为9.5米，直径0.4米，计算抗拔承载力特征值为220 kN，考虑结构重要性系数1.1，需要不少于60根抗拔桩。 考虑台仓底板承担水压情况，设置11X20=220根抗拔桩，抗拔桩间距为1.45X1.45米，则相应面积底板承担水压标准值为((14.8+1.6-1.54)×10-0.8×1.6×25)×1.45×1.45=245.2kN，减去抗拔桩抗拔值＝245.2-220＝25.2 kN，对应台仓底板承担水压标准值为1.1×60.6/(1.3×1.9)=27.5 kN/m2，其中1.1为结构重要性系数。 考虑群桩效应，群桩平面尺寸为16.8×28.5米，整个周边抗拔极限承载力为0.5Tgk =0.5×(0.70×55×1.2+0.75×50×7.1+0.65×85×0.7)× (16.8+28.5)×2=15900 kN，整个桩土浮容重为11×16.8×28.5×9=47400 kN，合计抗浮力为63300 kN，满足抗浮要求。 基础底板配筋计算：其中结构重要性系数为1.1，水浮力分项系数为1.20，抗拔桩安全系数取0.80，则台仓底板抗浮力设计值为1.1×(1.2× (14.8+1.6-1.54)×10-0.8×1.6×25-0.8×220/1.45/1.45)=68.88kN/m2，台仓底板按四边简支弹性楼板配筋设计结果如下： 1.1 基本资料 1.1.1 工程名称：台仓底板配筋 1.1.2 边界条件（左端/下端/右端/上端）：铰支 / 铰支 / 铰支 / 铰支 1.1.3 荷载标准值 1.1.3.1 永久荷载标准值： gk ＝ 0 1.1.3.2 可变荷载标准值 均布荷载： qk1 ＝ 68.88kN/m ，γQ ＝ 1，ψc ＝ 0.7，ψq ＝ 0.7 1.1.4 荷载的基本组合值 1.1.4.1 板面 Q ＝ Max{Q(L), Q(D)} ＝ Max{68.88, 48.22} ＝ 68.88kN/m 1.1.5 计算跨度 Lx ＝ 19950mm，计算跨度 Ly ＝ 31900mm， 板的厚度 h ＝ 1600mm （h ＝ Lx / 12） 1.1.6 混凝土强度等级为 C35， fc ＝ 16.72N/mm ， ft ＝ 1.575N/mm ， ftk ＝ 2.204N/mm 1.1.7 钢筋抗拉强度设计值 fy ＝ 360N/mm ， Es ＝ 200000N/mm 1.1.8 纵筋合力点至截面近边的距离：板底 as ＝ 25mm、板面 as' ＝ 25mm 1.2 配筋计算 1.2.1 平行于 Lx 方向的跨中弯矩 Mx Mxk ＝ 2291.29kN?m，Mxq ＝ 1603.90kN?m； Mx ＝ Max{Mx(L), Mx(D)} ＝ Max{2291.29, 1603.9} ＝ 2291.29kN?m Asx ＝ 4159mm ，as ＝ 25mm，ξ＝ 0.057，ρ＝ 0.26%； 实配纵筋： 32@100 （As ＝ 8042）；ωmax ＝ 0.265mm 1.2.2 平行于 Ly 方向的跨中弯矩 My
地下室抗浮计算
建筑结构设计地下室抗浮怎么计算 首先要知道抗浮水位是多少，算出水浮力然后乘以1.05的系数。 算出地下室总得恒荷载（包括基础重和基础上的填土）如果恒荷载大于水浮力的1.05倍，可视为抗浮满足要求。如不能满足要求，可以降低基础底板，然后填土或素混凝土以增加基础的恒荷载。或者将筏板外挑，然后压上土以增加恒荷载。关于地下建筑抗浮设计的几点意见= ^NTH c^* 湖北省勘察设计协会袁内镇A3su !I2S 内容摘要 y'{*B( 本文根据作者的工作经验结合湖北省地方标准《建筑地基基础技术规范》DB42/242-2003以及相关标准的有关规定，对地下建筑物抗浮设计原则及一些具体问题进行了探讨，可供抗浮设计中参考。j o + - 关键词：抗浮设计、抗浮水位、抗浮稳定、水的浮力、抗拔构件] .( l^ W ①地下建筑物抗浮设计是一个复杂的技术问题，由于对抗浮设计的一些重要问题有不同看法，因此相关规范未对抗浮设计作出明确的具体规定，导致设计工作的困难。②抗浮水位不易确定。③抗浮现状——施工阶段浮起，使用阶段浮起，特殊情况浮起。④浮起底板未见开裂，柱上下端横向裂缝浮起时常发生倾斜，水位下到四周，等高，受力不均匀，形成与重心不重合。M t w7aK 为解决抗浮设计的操作问题，湖北省地方标准《建筑地基基础技术规范》DB42/242-2003[1]对抗浮设计作了原则的规定，但具体问题尚有一些歧意，地下建筑浮起破坏的现象仍时有发生。作者认为有必要对以下问题进行探讨，以求抗浮设计的合理完善。
施工期间地下室抗浮施工方案
天水家园以北地段Ⅰ-2a地块 地 下 室 宁波建工股份有限公司 二零一四年三月
1、工程概况 1.1、总体概况 本工程位于宁波市江北区，西至康庄南路，南至规划路，北临北环北路。天水家园以北1-2a地块总建筑面积136588平米，包括10幢14~18层高层、1幢3层幼儿园，2层商业用房，地下室32944平米。 基坑最长约207m，最宽约201m，地下室面积约32944㎡，周长约为816m,为不规则形状。 2、编制目的及依据 2.1、编制目的
本工程1#～10#楼及地下室，针对工程特点，编制施工期间抗浮降排水专项方案。 2.2、编制依据 （1）、天水家园以北地段1-2a项目地下室、地下车库基坑围护工程施工图纸、图纸会审、设计交底记录、技术核定单、工程联系单、基坑支护及降水专项施工 1.坑外排水地表及边坡采用70~100mm厚C15素混凝土硬化封闭。在边坡顶四周做好300×300 mm的方形砖砌排水沟（沟侧边用M5水泥砂浆砌砖120mm厚，内侧与顶面批1：3水泥砂浆，纵向坡度0.15%）；每隔20m-25m设400×400×600mm 的砖砌集水井（240厚灰砂砖墙，M5水泥砂浆砌砖，内侧批25mm厚1： 2.5水泥砂浆），拦截基坑外地表水，沉淀后用水泵抽入市政排水管网。
冠梁底部有杂填土部位在冠梁施工前应将填土挖除，并回填含水量较低的粘性土以防渗水。 2.坑内排水：第一阶段：在支护桩顶两侧基槽内外侧，用人工挖掘排水明沟，并根据实际情况每隔35~40m左右设600×600×800mm集水井，利用水泵将水排至沉淀池。第二阶段：利用后浇带作为排水盲沟，3桩承台作为临时积水井，用 具体实施方法如下：在底板混凝土浇捣后至地下室外墙板、顶板混凝土浇捣前利用基坑内的排水沟和集水井，采用水泵抽排水。在此工况下，即使地表水来不及抽排，也不会发生底板上浮现象。在地下室外墙板和顶板混凝土浇捣完成后通过水泵向地下室送水，并保持地下室蓄水一定深度，利用底板自重和蓄水重量平衡地下水浮力。
地下水与地下室抗浮的探讨
地下水与地下室抗浮的探讨 摘要；地下水是构成水圈的重要水体之一，是埋藏在地表下土体孔隙、岩石孔隙、空洞中的水的总称。地下水的运动有层流和紊流两种形式，以层流为主，它的运动遵循达西定律。地下水作为岩土介质的组成部分，直接影响着岩土的性质和行为。 关键词；地下室上浮，特别是大面积地下室的不均匀上浮，造成结构严重受损的事故屡见不鲜。 近年来，地下室上浮，特别是大面积地下室的不均匀上浮，造成结构严重受损的事故屡见不鲜。 （一）地下水的基本类型 1)．上层滞水 A. 主要靠大气降水和地表水下渗补给； B. ； C. 以蒸发或向下渗透到潜水中的方式排泄； D. 水量小，季节变化大，容易污染； E. 引起土质边被滑塌、黄土路基沉陷、路基冻胀等病害的重要因素。 2)．潜水 ①潜水的分布及潜水面特征 潜水面——潜水的无压的自由水面。通常，潜水面不是一个延伸很广的平面，是一个有起有伏、有陡有缓的面，潜水面形态一般与地表地形相适应。 潜水埋藏深度：潜水面至地面的垂直距离。λ 潜水层厚度：潜水面至下部隔水层顶面的垂直距离（含水层厚度）。λ 潜水位：潜水面上每一点的绝对标高。λ ②潜水的补给、径流和排泄 大气降水、地表水、承压水→潜水→地表水（河流、泉—山区）、蒸发（平原区）λ
①确定任一点的潜水流向；②确定沿潜水流动方向上两点间水力坡度；③确定任一点潜水埋藏深度；④确定潜水与地表水之间的补给关系。 ①承压水的分布——自流盆地及自流斜地 承压水头：承压水位到隔水层顶板间垂直距离。 含水层厚度：隔水层顶、底板间的垂直距离。 （三）典型案例 工程概况 某大夏由A座((26层)、B座(18层)及东西两座裙楼((3层)组成。塔楼与裙楼共同围成了一个30m×38m的内庭。B座有一层地下车库，A座、裙房及内庭下面有两层地下车库。上部结构为框架剪力墙体系，基础为人工挖孔灌注桩，长度为18-23m。A,B座塔楼下人工挖孔桩桩径为1.2-2m，桩端直径扩大0.6-1.2m，桩端入中风化砂岩一倍桩径。裙楼和内庭范围内的人工挖孔桩长10-15m，桩径为1.2m，无扩大头，桩端入中风化砂岩0.5m.
地下室的抗浮验算要点
地下室的抗浮验算要点 摘要：本文结合理论、规范和工程实例，分析在地下水作用下高层结构中地下室所受浮力的成因和一般规律，提出了抗浮验算的基本内容和基本原则，以及具体的验算方法，可供广大工程技术人员参考。 关键词：高层结构地下室抗浮验算 内容： 随着我国工程建设的发展，高层建筑越来越多，高层结构中一般都有地下室甚至多层地下室，为地下水位较高时，所受的浮力很大，而我国现行的国家地基规范中，并无相关的抗浮验算要求，因此，实际工程中，很多地下室未进行抗浮验算，给结构留下重大的隐患。一九九八年，武汉遭受特大洪水侵袭，我市的多个地下室发生不同程度的损坏。笔者结合多年的工作经验，对如何进行抗浮验算提出自己的看法，供大家参考。 一、地下水的类型和渗透性 1、上层滞水：是指埋藏在地表浅处，局部隔水透镜体的上部，且具有自由水面的地下水。它的分布范围有限，其来源主要是由大气降水补给。因此，它的动态变化，与气候、隔水透镜体厚度及分布范围等因素有关。 上层滞水地带只有在融雪后或大量降水时才能聚集较多的水，因而只能被作为季节性的或临时性的水源。 2、潜水：埋藏在地表以下第一稳定隔水层以上的具有自由水面的地下水称为潜水。潜水一般埋藏在第四纪松软沉积层及基岩的风化层中。 潜水直接受雨水渗透或河流渗入土中而得到补给，同时也直接由于蒸发或流入河流而排泄，它的分布区与补给区是一致的。因此，潜水水位变化，直接受气候条件变化的影响。 3、承压水：承压水是指充满于两个稳定隔水层之间的含水层中的地下水。它承受一定的静水压力。在地面打井至承压水层时，水便在井中上升甚至喷出地表，形成所谓上升泉水。由于承压水的上面存在隔水顶板的作用，它的埋藏区与地表补给区不一致。因此，承压水的动态变化，受局部气候因素影响不明显。 土透水性的强弱一般由土的渗透系数反映。一般认为，在工程中渗透系数≤10-5cm/sec 时，土具有不透水性，密实的粘性土一般能满足上述要求。具体工程中，应以勘察报告为准。 二、地下水产生浮力的条件 存在于土中的液态水可分为结合水和自由水两类，结合水与土粒表面牢固地粘结在一起，不能自由移动，不能传递压力，因此，它不含对土粒产生浮力。自由水在土粒影响范围以外，能传递静力压力，有溶解能力。其中的重力水可以自由运动，对土粒有浮力作用
浅谈地下室结构抗浮设计问题分析
浅谈地下室结构抗浮设计问题分析 发表时间：2019-08-28T14:01:27.280Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：李坚 [导读] 摘要：近几年来，有不少地下室由于各种原因而造成工程事故，如某医院两层独立地下车库，在施工过程中，出现整体上浮；又如，某体育中心游泳馆，地下室上浮造成上部结构梁、板、柱产生大量裂缝；再如，某高层建筑地下室底板局部隆起高达350mm，柱间板出现45°破坏性裂缝等等问题经常性的发生，造成了严重的财产损失和经济损失。 广东建筑艺术设计院有限公司 510655 摘要：近几年来，有不少地下室由于各种原因而造成工程事故，如某医院两层独立地下车库，在施工过程中，出现整体上浮；又如，某体育中心游泳馆，地下室上浮造成上部结构梁、板、柱产生大量裂缝；再如，某高层建筑地下室底板局部隆起高达350mm，柱间板出现45°破坏性裂缝等等问题经常性的发生，造成了严重的财产损失和经济损失。本文就是针对这些事故的原因进行归纳和分析。 关键词：地下室；抗浮设计；抗水板 一、概述 随着国民经济的发展，城市建设的也得到迅速的发展。而城市土地资源的日益紧缺，建筑及城市交通逐步向地下发展。大商业建筑、高层及超高层建筑由于其功能和结构本身的需要，大多设置了地下室。随着建筑层数的日益增高，地下结构已向多层发展，其基坑支护、地下结构设计、地下室的施工及防水等日益成为建筑工程界关注的热点。由于地下室工程的施工环境特殊、隐蔽性大、涉及的工种多、施工复杂，也容易出现质量问题，因而对设计有一定的特殊要求。 二、地下室抗浮水位的合理选取 设防水位的确定对建筑物的安全和业主的投资有较大的影响。较多文献已指出岩土地基中的地下水浮力的确定，不能简单按静水压力公式计算，即地下水的水压力在垂直方向上并非随深度增加而线性增加。从《铁路桥涵设计规范》和《岩土工程手册》的规定中可以看出建筑物基础位于不同持力层时，浮力计算有差别。当位于粉土、粘土、砂土、碎石土和节理裂缝发育的岩石地基时，由于地层的透水性好，水浮力不应折减，而位于节理裂隙不发育的岩石地基时，甚至工程底板与岩石密贴时，可考虑水浮力的折减，甚至不考虑水浮力的作用。当建筑物位于黏土地基时，其浮力较难准确确定，应结合地区的实际经验考虑。 根据勘察单位提供的岩土工程勘察报告，确定地下室抗浮设防水位时，应根据设计规范中确定的原则：防水要求严格的地下室，其设防水位可按历年最高地下水位；对防水要求不严格的地下室其设防水位可参照近3～5年最高水位及勘查时的实测静止地下水位。 由此，如何合理确定抗浮水位的取值，应根据工程的特点、地理环境、地质情况及场地条件等因素，还有工程勘察报告中提供场区历年最高水位和近年的最高地下水位，并结合当地的工程经验综合考虑，确定建筑物的设防水位和抗浮设计水位，使设计做到经济、安全。 在建筑允许的情况下，尽可能提高基坑坑底的设计标高，间接降低抗浮设防水位。具体措施可采用平板式筏板，一般而言，平板式筏板基础的重量与“低板位”梁板式筏板基础上填覆土的重量基本相当，但后者的基础高度一般要比前者高。地下室楼盖提倡使用宽扁梁或无梁楼盖。宽扁梁的截面高度一般为跨度的1/16～1/22，宽扁梁的使用将有效地降低地下结构的层高，从而相对降低了抗浮设防水位。 三、地下室抗浮方案 目前针对地下室抗浮问题主要有增加自重法和设置抗拔桩这两种方案。 1、增加自重法方案 增加自重法包括地下室顶板压载、地下室底板加载及边墙加载等方法，增加地下结构物自身重量（即恒载），使其自身的重力始终大于地下水对结构物所产生的托浮力，确保结构物不上浮。这种方法的优点是：施工及设计较简单；缺点是：当结构物需要抵抗浮力较大时，由于需大量增加混凝土或相关配重材料用量，故费用增加较多。还可能影响对地下结构物室内使用净高。 1）顶部压载措施 顶部压载措施是将地下结构物顶板的混凝土加厚或增加其他压载材料，使自身重量（即恒载）增加以抵抗地下水的上浮力，但增加的混凝土却占去原有覆土的位置，所以增加的重量仅为混凝土与覆土重量之差。因为混凝土与覆土重量的差距不大，所以此法的效益不大，并且使地下结构与地表的距离拉近，由此减少了地下结构上方覆土厚度。此法一般用于埋深较浅、不需增加太厚压载物且其顶部有条件压载的地下结构物的抗浮，否则，其顶部有条件压载也会增加结构自身造价和基础造价，对规模较大、埋深较深的地下结构物的抗浮不宜采用此法作抗浮措施。 另外，当采用此法作抗浮措施时，施工时应避开雨季；因为刚封顶后地下室，还来不及做其他项目时，雨季使地下室处于其最不安全的时期。 2）底板加载措施 基板加载措施是将地下结构物底板的混凝土加厚，使自身重量增加以抵抗地下水的上浮力，但在增加混凝土的同时也增加了水的上浮力，所以它增加的重量是混凝土与水的重量之差。因为混凝土与水的重量差距远比混凝土与覆土的重量差距大，所以每增加单位体积的基底板混凝土，其抗浮效益比顶板压载法要大，但会提高工程造价，采用基板加载抗浮措施，不仅在地下室底板需浇筑大量的压载混凝土，在材料上造成极大的浪费，厚板给施工也带来非常大的困难和不便。因压载增加了地下室底板的厚度，造成地下室净空变小，给以后的使用带来不便。此方案造价很高既费钱又费工，此法一般用于埋深较浅、不需增加太厚混凝土的地下结构物的抗浮。 3）侧墙加载措施 侧墙加载措施是将地下结构物侧墙的混凝土加厚，这种做法虽然增加了水的上浮力，但也由此加宽了地下结构物上方覆土的范围。这种做法虽然也可得到较大的抗浮力，并且不需要加深基坑开挖，但开挖的范围却因此增宽，在地价昂贵的地区，经济效益也将因此折减。此法一般适用于不受场地限制、地价不贵地区的规模较小地下结构物的抗浮。 2、设置抗浮桩 目前，设置抗拔桩是在地下室抗浮设计中使用较为广泛的一种方法。但仔细分析，这种方法也有一定的局限性。因为地下室的抗浮设防水位是根据拟建场地历年最高水位，并结合近几年的水位变化情况提出来的，即使经过重新评估后确定的抗浮设防水位，也是按一定的统计规律得出的结论。显然，该方法确定的地下水位在一般的情况下是很难达到的；加之设计计算的不精确性，也使得抗拔桩都具有一定的安全储备，因此，“抗拔桩”实际上长期起着“抗压桩”的作用，这种“反作用”将阻碍有抗浮要求的地下室的合理沉降，而这种变化将会使不
地下室抗浮设计的探讨
地下室抗浮设计的探讨 【摘要】对地下室抗浮设计中的几个问题提出一些看法，供结构设计者参考 【关键词】地下室；抗浮水位；抗浮措施；抗浮桩； 引言 改革开放30年来，随着经济的迅速发展，城市建设的加速，人们对地下室空间的利用要求越来越高，地下室、人防地下室建设数量越来越多，面积也越来越大，因此在结构设计中，如何解决地下室的抗浮问题已经成为一个经常面临的问题，引起工程师的广泛关注。 1 地下室抗浮设计分三种情况 1.1 地下室施工完毕后便停止降水，这时即便地上结构层数较多，但因上部结构还没有施工，地下室的自重无法抵抗地下水的浮力，这种情况应对地下室进行施工阶段的抗浮验算，并采用相关的抗浮措施。 1.2 地下水位较高，且地下室埋深较大、地上结构层数较少。这种情况下，结构的自重无法抵抗地下水的浮力，需对整体结构进行抗浮验算。 1.3 结构本身的自重可以抵抗地下水的浮力，但地下室底板也需进行抗浮设计。 2 地下室抗浮水位的选取
目前地质勘查单位提供的岩土工程勘查报告中对地下水水位提供了三个指标：1）拟建场地历史最高水位；2）近3~5年最高水位；3）勘查时的实测静止地下水位。确定地下室抗浮设防水位时应根据设计规范中确定的原则：防水要求严格的地下室，其设防水位可按历年最高地下水位；对防水要求不严格的地下室其设防水位可参照近3~5年最高水位及勘查时的实测静止地下水位。 3 地下室抗浮验算 在抗浮验算中，永久荷载的效应对结构是有利的，因此现行的《建筑结构荷载规范》规定荷载的分项系数小于1.0，也可以按照安全系数法进行验算： s——地下水对地下室浮力的标准值 g——结构自身重量及上部永久荷载标准值之合 k——抗浮安全系数，可取1.1 当g>ks,说明建筑物的自重及覆土自重比受到的水浮力大很多，足以满足抗浮要求而无需抗浮桩，仅需满足竖向抗压承载力就可以了。 当g 一、地下室整体抗浮设计的基本原理 1.地下室最主要破坏形态即为抗浮破坏，因此抗浮设计显得尤为重要。 2.水对地下建筑物的浮力大小遵循阿基米德原理，水对物体的浮力等于物体排开同体积水 的重量{即基底单位面积所受的水浮力为γh的（γ为水的重度，h为建筑物基底以上的水深）}。当水浮力强度大于地下建筑物单位面积的重量时，建筑物即可浮起，当水不断补充时，建筑物将不断上浮，所以，建筑物浮起是一个渐进过程。水量的大小只是控制着建筑物上浮速度和上浮量，而水位高低则是控制建筑物上浮的基本要素。 3.地下室与潜水艇的根本区别： 地下室底板除受水浮力外还受土反力，而潜水艇底板只有水浮力。(注意此时的地下室基础形式，若为独基+防水板，防水板是不允许受土反力的,而只受水浮力作用；基础范围均受土反力与水浮力。) 潜水艇完全沉没在海里面时，其所受总的浮力是个定值，因为此时排开水的体积不再变化,即为：顶板向下水的压力+自重=潜水艇底板向上水的压力。 地下室抗浮设计中，力的平衡公式： F顶板表面（定值）+G地下室自重(定值)=P基底土反力(不允许为0)+水浮力。从中得出：即随着地下水位的上升，水浮力逐渐增大，土反力逐渐减小,若基底土反力小于或等于0时，地下室出现整体抗浮破坏。当水位在地下室顶板或者超过顶板面时，地下室整体所受的水浮力是个定值。注意：地下室顶板所受的荷载大小是个定值，跟有没有水不相干；而地下室底板所受的水浮力（γh）大小只与水头高度相干，随着水头高度变化而变化。 4.在抗浮中起有利作用的及一些自身安全储备有: a. 地下室的自重和覆土重对抗浮有利; b. 地下室底板与土（存在水的情况）存在张力作用；侧壁的回填土（质量要有保证）， 对侧壁有个摩擦力。 5.地下室抗浮验算： 《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012的3.2.4条的第1.2款规定：“当永久荷载效应对结构有利时，组合分项系数不应大于1.0”。 在地下室整体抗浮验算中，永久荷载对结构有利，荷载分项系数一般应取1.0。 广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ 15-31-2003第5.2.1条规定，地下室抗浮稳定性验算应满足式6.1.6的要求： W/F≥1.05 （6.1.6）(我院要求最少1.1倍) 式中 W——地下室自重及其上作用的永久荷载标准值的总和； F——地下水浮力。 【注意】：此处F应为地下水浮力的标准值。 二、抗浮水位的确定 《高层建筑岩土工程勘察规程》第8．6．2 场地地下水抗浮设防水位的综合确定宜符合下列规定： 1. 当有长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可采用实测最高水位；无长期水位观测资料或资料缺乏时，按勘察期间实测最高稳定水位并结合场地地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定； 2. 场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水水位并考虑其对抗浮设防水位的影响； 3. 只考虑施工期间的抗浮设防时，抗浮设防水位可按一个水文年的最高水位确定。 注：目前地质勘查单位提供的岩土工程勘查报告中一般会提出建议抗浮水位标高。 三、抗浮设计的措施 1.压重抗浮 抗浮失效（建筑物倾斜或出现裂缝）是由于建筑物自重小于地下水浮力造成的，因此解决此问题最简便的办法就是增加建筑物自重，比如在地下室顶板部位覆盖一定厚度的土层。对于土体的选择，不同地区可结合当地地质条件，就近选择可利用覆土材料。 2.工程桩抗浮 工程桩，就是在工程中使用的，最终在建构筑物中受力起作用的桩。按承载性状可分为摩擦型桩和端承型桩，工程桩基础大多是现浇大直径柱，整体性好，工程桩周围与土层间摩擦力大。但同时也应当注意工程桩在使用过程中经常会出现的裂缝及耐久性较差的问题，因此在地下室结构抗浮设计中使用工程桩抗浮应当对于使用过程中可能涉及到的桩体变形问题进行有效预估。 3.锚杆抗浮 锚杆抗浮是建筑工程地下结构抗浮措施的一种，在建筑物采用天然地基且基岩情况下，锚杆抗浮是地下室抗浮设计很好的选择，锚杆抗浮为抗拔桩体承受拉力，普通抗浮桩受力也是自桩顶向桩底传递，桩体受力大小随着地下水位的变化而变化，因此当地下水压力较大，松散砂层太厚，锚杆受到的拉力也随之发生变化，不宜采用锚杆抗浮，这种情况下如果采用锚杆，就会产生较大的变形，不利于结构稳定，造成抗浮失效此外，当软 地下室抗浮施工方案 一、工程概括 本工程名称为碧桂园·新城之光花园。本拟建工程为1栋2９层、１栋30层洋房、4栋３2层洋房、一栋4层幼儿园与2层商业楼及沿街商铺，型号分别有Y017、T3 、王字型等,总建筑面积为184503、97㎡。 建设单位为佛山市顺德区乐从碧桂园房地产开发有限公司,设计单位为广东博意建筑设计院有限公司，监理单位为广东国晟建设监理有限公司，施工单位为广东腾越建筑工程有限公司.拟建场地四周已进行平整，场地内已通水通电,场内主干道在地下室顶板,地下室顶板上行车重量不能超过30吨。 适用范围 本方案仅适用碧桂园·新城之光花园项目地下室得抗浮施工. 三、施工方案 （一)、原因得分析 地下室抗浮就是一个复杂得问题，场地土层差异性，场地地下水复杂多变性，给地下室抗浮水位得确定带来了较大困难，但抗浮又就是地下室抗浮设计中一个重要得参数。究竟如何做到既安全又合理得确定？勘察、设计人员应遵照《岩土工程勘察规范》（GB ５0０21）及《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGＪ７2——2004）得相关规定进行勘察与分析，保证地下室得抗浮： (二)、抗浮验算得几个参数 《给排水工程构筑物结构设计规范》GB50069—200２第５、2、 ２条与５、2、3条中比较清楚得表述了，对于抗浮结构得设计,地表水或地下水作用应就是第一可变荷载,在进行结构构件得强度计算时,它得分项系数取为1、27；即，在结构构件得强度计算时,结构有利组合时抗力得分项系数取1、0,水浮力得基本组合设计值为标准值乘上1、27。当计算整体抗浮得稳定性时，抵抗力只计入永久荷载,水浮力采用标准值乘以抗力系数Kｓ（取１、０５）。但其水浮力得作用与结构得受力性能应就是相似得. （三）、地下水作用 真正处于静止状态得地下水就是很少得，水在土体中多就是流动状态（渗流)，渗流就是复杂得三维空间课题，饱与土与非饱与土得渗流现象在工程性状上有很大得差异。 土中得孔隙就是下水储存得场所，又就是地下水运动得通道，由渗流分析引伸出得孔隙水压力分析，就是地下水对建筑工程作用分析得基础。 历史最高水位、近期最高水位,都不能直接作为抗浮水位提供。要提供一个比较客观得设计抗浮水位标高,必须要有长期观测资料,了解各层地下水得赋存形态与运动规律，作渗流分析求取地下水对基底得压力,按基底最大压力提供抗浮水位标高.也就就是说，正确确定基础底面处地下水得压力，就是提供建筑物设计抗浮水位标高得前提。 基底得水压力并不完全取决于水位得高低，还与水得存在形态相关。 地下室抗浮验算 一、整体抗浮 裙房部分的整体抗浮（图一所示）图示标高均为绝对标高。底板板底标高为-6.400，地坪标高为：3.600，抗浮设防水位标高为2.5m，即抗浮设计水位高度为：8.9m。 裙房部分抗浮荷载： ①地上五层裙房板自重： 25×0.60＝15.0kN/m2 ②地上五层梁柱折算自重： 25×0.60＝15.0kN/m2 ③地下一顶板自重： 25×0.18＝4.5 kN/m2 ④地下二顶板自重： 25×0.12＝3.0 kN/m2 ⑤地下室梁柱折算自重： 25×0.3 ＝7.5 kN/m2 ⑥底板覆土自重： 20×0.4 ＝8.0 kN/m2 ⑦底板自重： 25×0.6 ＝15.0kN/m2 合计： 68.0kN/m2水浮荷载：8.9×10=89 kN/m2 68/89=0.764<1.05不满足抗浮要求。 需采取抗浮措施，因本工程为桩基础，固采用桩抗浮。 需要桩提供的抗拉承载力：89×1.05-68=25.45 kN/m2 单桩抗拔承载力特征值：450kN 取8.4m×8.4m的柱网，柱下4根桩验算： (4×450)/（8.4×8.4）=25.5 kN/m2＞25.45 kN/m2 满足抗浮要求。 二、局部抗浮 无裙房处地下室的局部抗浮（图二所示）图示标高均为绝对标高。覆土厚度为：0.6m。 底板板底标高为-6.400，地坪标高为：3.600，抗浮设防水位标高为2.5m，即抗浮设计水位高度为：8.9m。 地下室部分抗浮荷载： ①顶板覆土自重 ： 20×0.60＝12.0kN/m2 ②地下一顶板自重： 25×0.25＝6.25kN/m2 ③地下二顶板自重： 25×0.12＝3.0kN/m2 ④梁柱折算自重： 25×0.3 ＝7.5kN/m2 ⑤底板覆土自重： 20×0.4 ＝8.0kN/m2 ⑥底板自重： 25×0.6 ＝15.0kN/m2 合计： 51.8kN/m2 水浮荷载：8.9×10=89kN/m2 51.8/89=0.58<1.05 不满足抗浮要求。 需采取抗浮措施，因本工程为桩基础，固采用桩抗浮。 需要桩提供的抗拉承载力：89×1.05-51.8=41.65 kN/m2 单桩抗拔承载力特征值：450kN ①内柱验算：取8.4m×6m的柱网，柱下5根桩验算 (5×450)/（8.4×6）=52.5 kN/m2＞41.65 kN/m2 满足抗浮要求。 ②外墙验算：取墙下1根桩的负载面积验算 墙体自重 ： 4.2×25×0.30×8.8＝277.2kN 墙趾覆土自重： 4.2×18×0.40×9.4＝284.3kN 水浮力： 4.2× 4 × 41.65 ＝700.0kN 700-（277.2+284.3）=138.5kN＜450kN 满足抗浮要求。 地下室抗浮计算 整体抗浮计算： 抗浮设计水头：7.4m，底板厚0.5m，底板上覆土1.9m，地下室顶板厚0.16m（梁板柱折算厚度0.4m），地下室顶板覆土1.5m。 单位面积水浮力：6.5x10=65KN 单位面积抗力：0.4x25+0.9x18+0.2x25+1.6x18+0.4x25=70KN>67 整体抗浮满足要求， 底板局部抗浮计算： 抗浮设计水头：6.5m，底板厚0.4m，底板上覆土1.1m。 单位面积水浮力：6.5x10=65KN 单位面积抗力：[0.4x25+0.9x18+0.2x25]x0.9=31.2KN 局部抗浮不满足。防水底板需计算配筋。 单位面积净浮力q为：65x1.2-31.2x1.2=40.56KN 按经验系数法计算：Mx=q*Ly*（Lx-2b/3）*（Lx-2b/3）/8 =40.56*8.4*（8.1-2*5/3）*（8.1-2*5/3）/8 =967.6KNm 柱下板带支座最大负弯矩M1为：M1=0.5*Mx=483.8KNm（跨中板带最大为0.17）柱下板带跨中最大正弯矩M2为：M2=0.22*Mx=212.9KNm（跨中板带最大为0.22）配筋为：下部为：As1=M1/（0.9*fy*h1*3.9） =483.8/（0.9*360*1150*3.9） =332.9mm <Ф16@200 As1’=M1/（0.9*fy*h1’*3.9） =483.8/（0.9*360*350* 3.9） =1039mm 基本等于Ф16@200 上部为：As2=M2/（0.9*fy*h2* 3.9） =212.9/（0.9*360*350* 3.9） =481.4mm <Ф16@200 上式配筋计算中分母3.9为柱下板带宽度。 原设计防水底板配筋满足要求。 独立基础计算 阶梯基础计算 项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、设计依据 《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)① 《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002)② 二、示意图 建筑工程地下室抗浮问题的思考 近几年来,有不少地下室因地下水的作用而造成工程事故,如某医院两 层独立地下车库,在施工过程中,出现整体上浮,最大上浮高度达 1.42m；又如,某体育中心游泳馆,地下室上浮造成上部结构梁、板、柱产生大量裂缝；再如,某高层建筑地下室底板局部隆起高达350mm,柱间板出现45°破坏性裂缝……诸如此类问题时有发生,造成了财产的损失.本文对产生这些事故的原因归纳总结成以下四个方面,与同行们共同讨论： 一、抗浮设计中基本概念 在多个地下室因水浮力作用而引发的工程亊故中,我们发现有些设计人员对地下水的作用认识不足,抗浮设计的基本概念不够清晰,常见的有 下列几种情况： 1)重视地下室的梁、板、柱、墙的结构构件设计,忽视整体抗浮验算分析,忽视施工的抗浮措施,总认为具有上万吨自重的地下室怎么会浮起 来呢 2)地下室底板裂缝、漏水,甚至成为地下游泳池,把某些实质上是因为 地下水的作用远大于设计荷载而造的工程事故,错判为温度应力作用、砼施工质量问题等. 3)对于基底为不透水土层的地基(基岩、坚硬粘土),深基坑支护又采用了止水帷幕或桩、锚、喷射混凝土联合支护,忽视水的浮力. 试想万吨级以上大船能在江、河、海中航行,可见水的作用力之大.地 下室就像一条“船”,地下室底板和侧墙形成一个密闭的船身,它的水 浮力有多少呢,是它浸泡在水中的体积乘以水容重,若一个50×100m的地下室,抗浮水位为5m,它的浮力为25000吨,可见水浮力之大.地下室的抗浮设计就是要使这个船既不上浮,船身又不破坏,因此,地下室的抗浮设计应进行整体抗浮和局部抗浮验算. 为防止地下室整体上浮我们通常采用两类做法,一类为“压”,一类为“拉”.当采用“压”的做法时,利用建筑的自重(包括结构及建筑装修、上部覆土等,不含楼面活荷载)平衡地下室水的总浮力,当不能平衡时,必须增加“拉”的做法,即采用桩或锚杆等来抵抗地下水的浮力.无论是“压”还是“拉”的做法,都必须进行整体抗浮验算,保证抗浮力(压重+抗拉力)大于水的总浮力,即. 局部抗浮验算,除了梁板墙柱结构构件的强度验算、变形验算和裂缝验算,还应包括局部的抗浮验算,对于大面积地下室上建有多栋高层和低层建筑,建筑自重不均匀,当上部为高层或恒荷载较大时,该范围的整体抗浮能力可能较高,但上部没有建筑或建筑层数不多的局部范围,特别应进行分区、分块的局部抗浮验算,例如：柱、桩、墙的压力或拉力能否平衡它所影响区域里的水浮力总值. 然而有些设计人员对上述最基本的概念还不够清晰,例如,有些设计人员只对地下室底板的梁、板、墙在地下水浮力荷载作用下的强度计算,未做整体抗浮的认真分析,特别是独立地下室、水池等,造成地下室整体上浮,给地下室结构带来严重破坏,难以进行复原处理.又如有些设计人员利用上部结构自重抗浮,只计算上部结构总自重标准值大于总的水浮力设计值,就认为抗浮设计满足要求.既不分析其上部建筑荷载的分布,又未计算局部抗浮,局部范围因抗浮力小于水浮力,底板隆起、造成地下室及上部结构局部范围内大面积破坏.再如,在地下室底板计算中只验算强度不进行变形的裂缝宽度的计算,造成底板产生裂缝,漏水严重,形成“地下游泳池”. 更值得一提的是,有些设计人员和施工人员对地表水作用认识不足,当地下室地基为不透水的岩土层、支护又严密的基坑,一般认为不存在水的浮力,因此造成施工期间或使用期间地下室上浮破坏的盲点,一旦暴雨来临,地面的地表水全流入基坑形成“脚盆”效应,即基坑为“大脚盆”,地下室成为“小脚盆”.施工期间一旦未及时采取降水措施就会浅析地下室抗浮设计原理
地下室抗浮方案
地下室抗浮计算书
抗浮计算
【设计经验】建筑工程地下室抗浮问题的思考