关于建筑工程地下室结构抗浮设计要点的研究

关于建筑工程地下室结构抗浮设计要点的研究

晏烨俊

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摘要：伴随我国经济的迅速发展以及城市人数的日益攀升，地下范围的使用量与日俱增，地下工程应用愈加广泛。抗浮防水设计作为地下室设计项目的关键环节，其设计质量尤为重要。本文主要探究了房屋建筑地下室结构抗浮设计，以供参考。

关键词：房屋建筑；地下室结构；抗浮设计

引言：在地下建筑开发建设过程中，地下水浮力是影响地下室建设质量的重要因素。在进行地下室抗浮设计时，会遇到如何确定抗浮水位、采取何种抗浮措施等问题，各种抗浮方法都有其适用的条件和优势，采取适合的抗浮技术措施对地下室建设有很大的影响。

一、地下室抗浮设计的概念

在地下室主体抗浮设计工作开展过程中，主要是考虑地下水位的高低情况，对建筑物所能够承受的浮力大小进行判断，维持建筑物整体平衡，分散地下室所承受的压重，确保地下室形态功能的逐步稳定，完善其主体功能。除此之外，在具体地下室抗浮设计工作中，可以根据具体的抗浮设计面积和经验，将其分成整体抗浮和局部抗浮。地下室抗浮设计属于对地下水浮力因素的消除过程，尤其是在抗浮结构和功能呈现上，需要对浮力进行全面计算，让地下室设计方案变得更加全面、有效。

二、地下室抗浮设计的影响因素

1、地下水浮力计算

建筑物施工建设时一般会将地下水浮力的计算考虑在内，地下水浮力达到一定强度后就会严重威胁建筑物的稳固和安全。现阶段，我国多数建筑单位对水浮力缺乏足够的重视，造成当前我国严重缺乏这方面的专业人才，此外还由于技术原因，相关计算数据更多是参考国外的参数。同时，我国大部分地区地下室的建设都是因地而异，建设规格不统一，这在研究计算上增加了一定的难度，致使问题得不到有效解决。

2、地下水位的问题

地下水位的高低严重影响着水的浮力，它与地下室的抗浮力设计有着直接的关系，对地下室的抗浮力有决定性影响。地下室抗浮力设计前，需要先测量地下室水位的高低，得出精确数据后再进行设计以及施工建设。在实际建设中，多数施工队勘探工作不到位，马虎测量地下室水位的高度，导致计算结果缺乏科学性，为今后建筑物的安全埋下隐患。因此，设计施工队在勘探地下室周围的水文情况时，要结合当地近几年的降水量和最高水位等数据，综合考虑地下径流的方向并制定出合理、科学的抗浮设计方案。

三、优化建筑地下室结构抗浮设计的方法

1、确定抗浮水位标高

为了使最终得到的房屋建筑地下室结构抗浮设计方案更加完善，则需要在其设计过程中确定好抗浮水位标高。具体表现为：（1）通过对勘察单位所提供的勘察报告的高效利用，确定出房屋建筑地下室结构所在区域的最高及最低水位，从而为其抗浮设计中的水位标高确定提供参考信息，避免地下室结构应用中出现破坏现象；（2）房屋建筑地下室结构抗浮设计中，设计人员应注重对建筑物建成后场地地面标高、地下室入口标高等因素的分析与考虑，确定好地下室结构抗浮水位标高，丰富其在这方面的设计内容；（3）位于斜坡地段场地上的建筑地下室进行抗浮设计时，应考虑地下水渗流到地下室底板产生的非均布荷载对地下室结构的影响。同时，应将整个地下室沿着斜坡方向分成若干区段，且每个区段应分别采用不同的地下室抗浮水位进行设计，确保房屋建筑在这方面的结构设计有效性。除此之外，应通过对排水盲沟的合理设置，将土中的水引向地下室敞开一侧的室外地坪排水沟，从而降低地下室抗浮水位，满足房屋建筑结构设计中的成本经济性要求。

2、增加自重法方案

（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的地下结构物的抗浮。

3、设置抗浮桩

由于地下室的抗浮设防水位是按照拟建场地往年水位顶值确认的，就是是按照重新评估后确认的数值也不过是根据一些的规律所计算出来的结果，所以这一方案所最终确认工作的地下水位在通常状况之下极难实现；同时再加上设计计算的缺乏很强的精准性，也让抗拔桩都具备一些安全储备，所以“抗拔桩”长时间发挥“抗压桩”效用，此效用对有抗浮标准的地下室进行科学地下沉降落，而这一改变将会让没有缝隙的大底盘地下室在主体层级以及裙房间引发相对大的不平衡沉降差值，这就是当前工作者在设计中需要防止出现的。

除此之外，在安置抗拔桩之后需要在底板内力分析和配置钢筋的过程中考量地下水压力，如此才可以提升底板的承载能力。所以，在运用抗拔桩期间，务必要综合项目的现场状况和工程师的的项目经验。值得注意的是，在抗拔桩桩体架构规划之中，抗拔桩一般根据桩体的侧摩阻产生抗拔力，其受力的原理可以比作锚杆。所以，其侧摩阻取值的高低不可以机械地按照承载桩的侧摩阻数值来获取荷载力，一定要注意对其整合改正，整合改成的系数可以对照桩基的规范条例。设计过程中对抗拨桩的预计荷载不可以偏高于正常值，尤其是预制管桩，倘若被往上抽拨，干扰之后的抗拨力就会即可消失。抗拔桩桩体的配筋按照极限值予以抗拉配筋，可以使用不平衡配筋法，由于抗拔桩下半段的拉力十分地小，所以可以地相应地减少配筋量，降低钢筋笼的直径，以此减少项目的投入成本。

四、结束语

综上所述，高层地下室抗浮设计的经济性、合理性会直接关系到建筑工程的耐久性、安全性和工程造价，设计环节中涉及的内容面较广，存在的设计难点也较多，必须慎重对待。实践中，应结合各个工程的具体情况灵活设计，从而保证设计方案的科学经济、合理可行。

参考文献

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