建筑工程抗浮技术

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建筑工程抗浮技术范文第1篇

【关键词】地下建筑，抗浮技术，措施探讨

中图分类号：TU198文献标识码： A 文章编号：

一.前言

随着城市和建设进程逐步加快，各种地下建筑逐渐出现，这些建筑在进行设计施工和正常的运行中，由于一直基本处于下下，很容易受到来自各种地下水的侵蚀，地下水对整个地下建筑有着十分重要的影响，因而，在建筑施工和竣工后的使用中，要做好各种抗浮措施，如此，可以更好的防止地下墙体发生裂缝或者是软化坍塌，对确保整个地下建筑的安全和工程质量有着十分重要的作用。

二.地下水对地下建筑的危害探究

1.地下水水位变化对建筑工程的危害。地下水的水位一般会受到降水，季节变化等因素的影响而产生水位的升降，地下水位的上升下降，会对整个建筑结构的设计产生极其消极的影响，。首先，当水位上升的时候，不仅仅会造成地震沙土液化速度加快，规模扩大，更会使得建筑结构下的岩土发生断裂，变形扭曲，滑坡，崩塌等多种地质灾害，严重降低了整个建筑结构中基础地基的承载能力，不利于整个建筑结构的稳定，不利于整个建筑结构抗震性能的增强。其次，地下水的过大下降，常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。最后，地下水的冻胀也会对建筑结构的设计产生消极影响，主要表现在，当冻胀的地下水升温使得水浸湿和软化岩土时候，会使得地基土质的强度会大幅度降低，使得建筑物的沉降幅度变大，地基容易发生很大幅度的变形，造成建筑结构的稳定性差。

2.地下水会对建筑物的建筑构件造成很大的侵蚀性。地下水会对建筑构件中的混泥土，可溶性石材，和建筑主体中的管道，金属构件等造成很大的腐蚀和侵蚀，不仅仅会加快各种构件的老化，寿命缩短，更大幅度降低了整个建筑结构的稳定性和刚度。

3.地下水的水力状态容易发生改变，会使得在饱和的砂型土质的建筑结构设计变得更为艰难。当水力发生变化时候，土质的效应力大幅度降低，容易形成流砂，使得建筑结构下的土体发展流动，造成地表地基的坍塌，威胁建筑结构的稳定。

三.地下水对地下建筑结构设计的受力影响

1，地下水对地基基础设计中应力计算的影响

在地下建筑结构设计中，最关键是要确保地基的稳定，进行地基设计时候，首先要做到的就是要精确计算出自重应力和附加应力。在计算地基任意深度的自应重力时候，要以地下水位为分界线，地下水上面的土质，一般采用的是土质的自重应力。如果地基位于地下水的下面，那么，地基在水下的砂性土需要综合考虑到地下水的浮力作用。如果还是粘性土质则变得更为复杂，需要根据不同的情况而定，一般认为，如果在地下水下面的粘性土质的液性指数不小于零，那么，此时土质会是一种流动的状态，每个土质颗粒之间有很多自水，这种情况下，土体便受到了地下水的浮力作用。因此，在进行地下水位之下的自重应力的时候，要根据实际情况，综合考虑，分析确定是否需要将地下水的浮力纳入其中。如果液性指数在零之下，那么土质会保持在固体的状态，土质就不会受到地下水的浮力，在实践操作中，一般都会按照不利的状态来进行综合考虑分析。

2.地下水对天然地基承载力的影响

在建筑结构地基的设计中，要做好天然地基承载力的计算，地下水对地基有着十分重要的影响作用，一般而言，都会表现在两个方面，其一，位于地下水位之下的土质，会很容易失去表观凝聚力，而这种凝聚力多半是由毛细管和弱结合水所形成的，当失去凝聚力的时候，会使得土质的凝聚力大幅度降低。其二，当受到地下水的浮力时候，土质将会很大程度的降低了自身的凝聚力，也因此会使得建筑结构设计中地基的的综合承载力变弱。在实际建筑结构设计中，都会假设地下水水位上下的土质强度都是一样的，只是单一的考虑到地下水的浮力对土质的承载力产生的影响，当建筑结构设计的地基持力层在地下水位下面，而且不具有透水性，那么，不管基底上层的土质是否具有透水性，都统一使用保护重度，当地基的持力层具有透水性的时候，可以将有效重度纳入范围。

五.抗浮设计方案与具体措施

除箱形基础和内部无柱的地下构筑物外，采用片筏基础的地下室的结构一般难以满足整体抗浮的刚度和强度要求，故将地下室划分为若干结构单元进行抗浮验算是合理的，抗浮设计需结合结构单元抗浮验算的结果选择或调整结构抗浮方案及措施。抗浮方案及措施有：

1.主体工程采用桩(挖孔桩除外)基础时，单层地下室或裙房地下室可用桩协助抗浮，因为受地下水变化的影响，该桩可能抗拔也有可能承压。

2.主体工程采用天然地基时，单层地下室或裙房地下室可采用加大恒载(如覆土)抗浮，或将单层地下室和裙房及裙房地下室的结构处理成垂直荷载作用下的子框架结构支承于主体结构上，由主体结构协助抗浮。后者需修正原设计对应于子框架的梁柱内力与配筋和主体结构中支承子框架的节点的梁柱端的内力和配筋，修正的原则是取二次设计中承载力大的配筋和截面。主体结构离支承子框架节点较远的梁柱端内力受影响较小，一般可以不必修正。

3.抗浮锚桩协助抗浮。如图1，抗浮锚桩的结构设计方法基本上同锚杆，适用范围比较大。常用于大空间、大面积的单层地下室或裙房地下室及地下构筑物抗浮，当水压力较大时，用分布抗浮锚桩无梁地下室底板的方案易于设计且比较经济。

4.地下罐体的抗浮设计应注意其基础或基墩在地下水的影响下可能受压也可能受拉，要做两个方向受力的强度验算。

5.在必要时要做抗浮桩或抗浮锚桩的拨和压的双向受力验算，承压验算宜考虑桩土协同工作，桩主要起抗倾斜作用，注意抗浮验算单元应与协助抗浮的方案吻合，位于地下水位以下的室外抗浮覆土要扣除地下水的浮力，悬挑出室外的地下室底板可以适当考虑上面覆土的内摩擦角按倒梯形截面计算抗浮力，抗拔桩和抗浮锚尽量布置在柱、墙下或对称布置在柱下，共同形成基础梁的支座，可以使抗拔桩和抗浮锚桩的受力均匀。

如图2，当基础梁的刚度较小时，要避免跨中抗梁的内力计算，因基础梁的竖向位移刚度从柱下至跨中各点不相同，所以布置在基础梁跨中的抗拔桩和抗浮锚桩对基础梁跨中是新约束，应注意计算简图的处理，调整基础梁的配筋，工程地质勘查应考虑协助抗浮的抗拔桩和抗浮锚桩的布置方案对桩长的影响。

五.结束语

地下建筑的抗浮设计施工关系到整个建筑工程的后续施工，关系到整个建筑工程的工程进度，工程成本控制和工程质量的保证。加强地下水对建筑结构设计影响的研究，找出地下水浮力对地下室和建筑物结构施工设计的重要影响方式，和发生原因，有助于地下建筑结构设计的科学化和合理化。地下水是建筑结构设计中无可避免的载体，水压力和地下水的浮力都会优先于地基对建筑物的结构产生反力作用，因此，在建筑结构设计中，要对地下水这一最重要的影响因素做出深入研究，这是保护地基稳定的关键环节。同时，通过探究发现，地下水主要还是通过影响到建筑结构设计中的基础设计的受力，主要是建筑结构的自应重力和建筑结构的承载力，要从建筑结构设计中的抗浮力上面加以改善和修正，尽力保证建筑结构设计的合理性和科学性，保证工程的质量。

参考文献：

[1]杨建浩 王永裕 地下建筑的抗浮技术措施 [期刊论文] 《西部探矿工程》 -2004年1期

[2]杨方勤 段创峰 吴华柒 袁勇 上海长江隧道抗浮模型试验与理论研究 [期刊论文] 《地下空间与工程学报》 ISTIC PKU -2010年3期

[3]赖泽金 李涛 彭星新 地下建筑物的抗浮设计 [期刊论文] 《中国房地产业》 -2011年8期

[4]贾金青 陈进杰 大型地下建筑抗浮工程的设计与施工技术 [期刊论文] 《建筑技术》 ISTIC PKU -2002年5期

[5]黄学兵 地下建筑工程抗浮的探讨 [期刊论文] 《中华民居》 -2012年6期

建筑工程抗浮技术范文第2篇

关键词:     建筑工程;地下室;结构设计;

Abstract：　In recent years,with acceleration of urbanization,land resources in China are becoming increasingly tight,underground space has become an available resource in construction of construction projects,and basement design of construction projects has also been highly concerned by people. The basement structure design has a significant effect on safety of the building structure. In the architectural engineering design,the basement structure design should be continuously optimized to improve the design level.

Keyword：　building engineering; basement; structural design;

现阶段，房地产市场发展迅速，成本控制成为建设单位在工程建设中的重点。地下室开发成本较高，因此，开发商要全方位考量地下室设计的科学性与合理性。

地下室设计需充分满足日常停车要求，注重设计的规范性，降低工程建设中的成本投入，从而顺利达成预期的建设目标。

1 、地下室结构设计的必要性

现如今，由于城市建设规模的日益扩大，我国土地资源逐渐减少，建筑行业得到了快速发展，开发并利用地下空间成为城市规划发展的主要方向。受使用功能及结构形式的影响，在建筑建设过程中，设置地下室是一种十分常见的结构设计方式。

高层建筑在城市建设中随处可见，该类型建筑结构设计中需要高效利用地下空间，地下室结构如图1所示。

与其他结构相比，该类工程环境更为特殊，需要多个工种的共同作业完成。若忽视地下室设计质量，会引发不同类型和不同程度的质量问题。

因此，在地下室设计中，设计人员应高度关注地下室结构设计质量问题。

图1 某地下室现场

2、 地下室结构设计中存在的主要问题

地下室工程建设复杂度较高。地下室结构设计中，应充分考虑地下室的采光、通风、排水和防火等多项使用功能。

高层建筑群建设期间，塔楼的使用通常不会出现抗浮问题，但是裙房地下室则会受多种因素的影响出现抗浮性能不达标的情况。

地下室抗浮设计中，设计人员通常仅考虑普通的极限状态，并未考虑工程建设中的洪水期，所以在工程建设中也会由于抗浮性能较差，对局部性能和质量产生了较大影响。另外，地下室防水设计具有较强的系统性，与施工技术和材料等因素联系紧密，设计难点较多。

地下室的结构设计主要分为结构平面设计、外墙顶板结构设计、抗震设计和抗浮抗渗设计。

3、 建筑工程地下室结构设计要点

为做好该项设计工作，设计人员需准确把握建筑工程地下室结构设计要点。下面从结构平面设计、外墙结构设计、顶板结构设计、抗震性能设计和抗浮性能设计等方面展开具体论述。

3.1、 结构平面设计

建筑工程地下室平面结构设计中，要全面考虑建筑防火、通风、排水、采光及管道布置等要求。地下室设计中，如实际长度超过设计极限长度，可结合结构实际情况确定是否需要设置变形缝。设置变形缝时，应严格控制其数量，需要注意的是，设置变形缝后的工程建设难度也会随之加大。

地下室结构设计环节，为减少变形缝的数量或不设置变形缝，需要根据实际情况科学添加混凝土外加剂，也可设置后浇带或只在地上设缝而在地下结构中不设缝。若地下室长度超过设计标准，设置后浇带无法达到设计目标。此时，设计人员可参照工程实际，合理分隔成多个小型地下室，再利用较窄的通道连接多个地下室，充分发挥其使用功能。同时，可在通道设置变形缝，一方面能减少接缝的数量，另一方面容易控制变形缝的受力，出现问题后可及时采取补救措施。

地下室结构设计中，采光和通风设计也尤为关键。若无法保证通风和采光的设计效果，则无法全面发挥地下室结构的作用，无法满足建筑工程的建设要求。如在侧壁外设置采光井，就会影响采光井外壁与地下室顶板连接的效果，进而降低地下室的安全性。

3.2 、外墙结构设计

地下室外墙结构设计是整体工程设计的重点，一般在设计过程中需考虑以下2点。

(1）地下室外墙的承受荷载。荷载分为水平荷载与竖向荷载2种（图2），其中，竖向荷载主要是地下室上层建筑带来的压力，而水平荷载则是建筑物周围土层产生的压力。在墙体配筋过程中，需根据垂直墙面的水平荷载确定，即计算水平荷载产生的弯矩。另外，如果遇大风天气，建筑物地下室也会产生一定的压力，需要建筑设计人员根据不同条件下的地下室环境，设计不同的承受压力，进而保障地下室外墙承受足够的荷载。

图2 地下室外墙水平荷载示意

(2）静止土压力系数。理论上来说，该系数需要经过相关试验检验才能确定，但某些情况下，由于不具备条件进行试验，可以采用静止土压力系数0.40～0.45的砂土和静止土压力系数0.5～0.8的粘性土。值得注意的是，在设计带扶壁柱的外墙时，一般设计人员都是按照双向板来设计配筋，而忽视了扶壁柱的尺寸问题。基于此，在计算地下结构中的扶壁柱时，应按照整体结构分析的结果进行计算。

3.3、 顶板结构设计

地下室顶板处于连接地下室和上层建筑的贴合部位，顶板结构的质量对建筑的整体质量具有显着影响，所以须重视地下室顶板结构设计。特别是在某些地下室结构中，顶部设有园林景观，此时设计人员就需结合园林建设概况准确计算覆土的厚度。地下室顶板结构的覆土不得小于设备管线及土层保护高度，以充分保护设备管线，防止管线在工程建设中受损。

另外，设计中须重视地下室顶板结构的承载力，设计人员要全方位考虑建筑物的高度、使用功能和结构所处的外部环境。在具有特定功能的建筑设计中，设计人员须高度重视建筑的防爆性能，地下室爆破动力要满足消防车作用板面爆破动力的要求。如地下室结构遇到突发的爆炸事件，要能全面保障建筑的安全性。也就是说，在建筑地下室顶板结构设计中，设计人员需全方位考虑多种影响因素，以有效规避设计中因考虑不全面而出现的各类问题。

3.4 、抗震性能设计

在现代建筑设计中，抗震性能设计也是人们关注的焦点。地下室是建筑物的基础结构，若在地下室结构设计中不能高度重视抗震结构设计，则会影响建筑结构的稳定性和安全性，并对居民的生命和财产安全构成极大安全隐患。所以地下室抗震性能设计中，应开展审查工作，注重审查的全面性，同时还需考虑建筑的高度，加大建筑地下室结构的埋藏深度，以优化建筑的抗震性能。这里规定半地下室埋深大于地下室外地面高度。

地下室抗震性能与地下室墙壁结构设计有十分紧密的联系。在结构设计中，设计人员可采取有效措施加固墙壁，以优化设计效果。由于地下室顶板与上层建筑的贴合度较高，所以地下室抗震等级也要与上层建筑的抗震等级基本相同。如建筑整体抗震等级为二级，则地下室抗震等级也需保持在二级以上，以保证地下室结构的抗震能力，避免由于地下室抗震等级不足而出现建筑倾斜或坍塌等问题。

3.5 、抗浮性能设计

大型建筑设计中，结构设计人员应科学考虑多个影响因素。地下室浮力对建筑的影响具有长期性。地下室浮力是建筑梁柱产生裂缝的主要原因，并主要发生在工程施工中。一旦在工程建设中出现了地下水浮力问题，随后就会出现质量问题，如这些问题无法采取有效措施加以控制和修复，工作人员难于修补和处理，无法达到原有的设计效果。若问题较为严重，还会对建筑物的抗震性和耐久性产生较大破坏。

为全面提升地下室结构的抗浮性能，应在抗浮设计中采取多种切实可行的应对措施。（1）应满足地下室结构建设的总体要求，适度调整建筑基坑底部的设计高度，显着提高抗浮设计水平。（2）以无梁楼盖和宽扁梁为首选，一方面有效降低地下室结构的高度，另一方面可控制抗浮水位，进而全面优化建筑的抗浮性能。（3）增加地下室结构自重。

为达到上述目的，可使用基板加载或抗拔桩，该设计方式广泛应用在地下室抗浮能力设计中，并取得了较为理想的应用效果。

4 、结束语

为全面优化建筑工程的各项性能，设计人员应深度考虑多种影响因素，进而在此基础上合理设计地下室结构。地下室结构设计具有系统性和复杂性，结构设计过程中需要多个专业的共同参与。设计人员一方面要做好结构计算工作，另一方面应高度关注建筑结构整体情况，并积极优化地下室抗浮性能、抗震性能设计方案，以增大建筑工程的安全系数，确保整体工程的经济效益。

参考文献

[1]朱祖敬,赵松林,程炜,等某超高层全逆作施工地下室的结构设计[J].广东土木与建筑, 2020,326(4):17-21.

建筑工程抗浮技术范文第3篇

关键字：地下水位；抗拔桩；抗浮承载力；塑性变形；群桩效应

引言

随着地下工程数量的增加，地下结构基础康抗浮问题也日益受到国内外学者及工程设计人员的注意。受建造环境、工程水文地质条件、地质勘探技术水平、理论知识水平等条件的制约，目前抗拔桩的工程设计理论水平很难对工程实践进行指导，这在很大程度上制约着基础工程的发展。

1 抗拔桩承载机理分析

在对地下结构进行设计时，抗浮设计十分重要，有些建筑由于没有上部结构或上部结构自重较轻，无法抵抗地下水对基础的浮力时，地下结构就会发生破坏，导致基础局部或整体丧失承载能力。

1.1 抗拔桩的承载机理

1.1.1等截面抗拔桩

研究发现，在对等截面抗拔桩进行荷载-位移实验时，等截面抗拔桩在上拔荷载不大时，桩身的拉应力主要靠桩侧摩阻力、桩身自重及上部传来的竖向荷载平衡；随着荷载的增加，桩与桩侧土体发生位移，桩侧阻力进一步增大，当位移增大到一定数值，桩侧摩阻力增大到最大值，该值也即是桩的抗浮承载力临界值。随荷载进一步增大，桩身抗浮承载力逐渐减小，直至破坏。等截面抗拔桩破坏常见形式如图.1所示。其中，形式A（同桩长倒圆锥台形剪切破坏）不常见，软岩土质中的粗短灌注抗拔桩时常会发生这样的破坏；形式B（桩-土截面圆柱形剪切破坏）是比较常见的一种抗拔桩破坏形式；C（复合剪切破坏）主要出现在砂土地基中。

A B C

图.1抗拔桩剪切破坏形式

等截面抗拔桩的承载设计值计算可依据JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》要求进行计算，规范规定：甲、乙级建筑桩基，基桩的抗拔承载力应根据现场抗拔承载力实验确定；对于丙级建筑桩基，群桩呈非整体破坏时，承载能力可按照式（1）计算；整体破坏时，基桩承载力抗拔极限值可按照式（2）计算

（1）

（2）

式中： -基桩抗拔承载力标准值

-抗拔系数

-桩身周长

-装侧表面土层抗压极限侧阻力标准值

-桩群周长

1.1.2扩底抗拔桩

扩底抗拔桩的受力原理跟等截面抗拔桩相似，扩底抗拔灌注桩主要适用于软土地基。扩底灌注桩的桩端较大，能较大程度提高桩的桩端摩阻力，从而改善桩的抗拔能力。扩底灌注抗拔桩的承载力计算 式可参考下式：

Pu =Ws +Wc +πdcL +πSr*d*γ（2L - H）Ku*tgφ

式中参数：Pu-扩底桩的极限抗拔承载力；

C-土的粘聚力；

L-扩体桩的上拔计算桩长；

Sr-圆柱侧面上被动土压力大小的形状系数，取值为1.2244；

d-扩底部分直径；

γ-临界深度内土的重度；

H-临界深度，取值范围为 1.5d～ 2. 5d；

Ku-竖直破坏面上土压力的标定上拔系数，可以从下式计算：

Ku =0.496（φ）0.18（2）

φ-土的内摩擦角；

Ws-圆柱体内滑动体土重；

Wc-桩有效自重

1.2影响抗拔桩的承载能力的因素

1.2.1水文地质条件

地下水位及其变幅是确定地基承载能力的最关键的一个数据，也是最容易出现失误的一个数据。在目前的基础设计中，地质勘探部门现场勘探时往往是根据当时的水位进行实测，然后给出最高稳定水位，而忽略丰水期水位等，给抗浮承载力的确定造成影响。在进行初步设计时，一定要先针对本工程的水位地质特点，讨论确定地下抗浮设防水位。

土层土质条件也是影响抗拔桩承载力设计值的一个重要因素，底下土层在沉积的过程中由于外界条件不一，沉积后的承载力也不一样，土壤内摩擦角也不相同，这就使得桩土之间的摩擦力也不相同，因此设计时应根据不同的土质条件确定抗拔承载力设计值。

1.2.2 桩土接触面积

从抗浮桩的受力分析知，桩土接触面积对抗浮桩的承载能力影响较大。在进行抗浮桩设计时，可根据当地土质条件，适当增加桩身长度、尺寸，以增加桩土接触面积，从而达到增大桩土摩阻力的效果，保证抗浮桩有足够的承载能力。

1.2.3群桩效应

群桩效应是指群桩在竖向荷载作用下，由于承台和土对桩群的影响导致的桩侧摩阻力和位移不同，桩群整体作用的位移不等于单桩位移之和的现象。群桩效应的影响大小可根据群桩效应系数来衡量，系数为1时，基本人为不存在群桩效应，系数不为1时，应考虑群桩效应对桩的抗拔承载力的影响。

在不同桩长的条件下，桩的抗拔承载力岁桩长的增加而增加，但桩长的差别对桩群的位移影响不大；桩数的增加会减小桩的竖向承载力，群桩效应系数也会随着桩数的增加而减小，相同荷载作用下，桩的位移也会增加，影响基础的安全；逐渐增大桩距会使桩群的承载力近似等于单桩抗拔承载力，群桩效应系数趋近于1。

2 抗拔桩配筋及裂缝控制

JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》规定：桩基础设计时应验算桩基础在承载能力极限状态下的极限承载能力，在对抗拔桩基础进行配筋设计时，首先应明确抗拔桩基础的受力特点，抗拔桩基础在实际工作时，受水浮力、桩土摩擦力等，通常是出于受拉的状态，因此根据规范要求，可对桩基础进行等截面配筋和不等截面配筋。在桩身直径为300-2000mm时，正截面配筋率可在0.65～2%间进行取值，此时抗拔桩基础可按照轴心受拉构件进行考虑，保证配筋截面的抗力大于效应值。

JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》规定：应验算桩基础在正常使用极限状态下的变形、耐久性，因此要对抗拔桩的裂缝进行必要的验算。通常针对裂缝的验算结果配筋往往大于抗拔桩基础的承载能力计算的配筋结果。同时，由于抗拔桩基础的设计要考虑抗拔桩工作环境的侵蚀，因此规范对抗拔桩基础的工作环境进行分类，并给出了对不同工作环境下的抗拔桩基础裂缝限值。如下表：

结语

基础工程是建筑工程项目最关键的部位之一，基础抗浮关系着整个建筑的安全问题，因此基础抗浮设计不容大意。但受经济技术水平的制约，很多时候结构工程师都是根据自己的工程经验进行结构计算，这对结构是不利的。本文针对抗拔桩基础的设计时的承载力计算、抗拔桩身配筋及裂缝控制进行了一些分析，并给出了一些建议。

参考文献

[1]陈尚荣.抗拔桩的承载力和变形特性研究[D].同济大学，2008（03）.

[2]孙伟明.钻孔灌注桩抗拔承载性能研究[D].南昌大学，2011（06）.

建筑工程抗浮技术范文第4篇

关键词：短柱 脆性破坏 剪跨比

1 概述

建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础。基础是建筑物的根本，属于地下隐蔽工程。它的勘察、设计和施工质量直接关系着整个建筑物的安危。因此基础设计的重要性可想而知，其中地下室的抗浮设计更是不容忽视。

2 地下室的抗浮设计分为三种情况

2.1 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。这种情况下应对地下室进行施工阶段的抗浮验算，并采取相关的抗浮措施。

2.2 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。

2.3 本身的自重可以抵抗地下水的浮力，但是地下室底板也需进行抗浮设计。

3 地下室的抗浮设计水位选取

一般情况下，抗浮设计水位可采用地质勘察报告会所提供的抗浮设防水位。当地勘中没有提供该参数时，抗浮设计水位可综合考虑如下几种情况：

3.1 设计基准期内抗浮设防水位应根据长期水文观测资料确定；

3.2 无长期水文观测资料时，可采用丰水最高稳定水位（不含上层滞水），或按勘察期间实测最高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；

3.3 当平整场地后的场地标高高于原有地面时，应按照整平后场地的情况来确定水位标高。

3.4 对于台地可按照勘察期间的实测平均水位增加2~4m；对于一、二级阶地，可按勘察期间实测平均水位增加1~3m；雨季勘察时取小值，旱季勘察时取大值。

3.5 施工期间的抗浮设防水位可以按照1~2个水文年度的最高水位确定。

4 地下室抗浮验算

在抗浮验算当中，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——地下水对地下室的浮力标准值；

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1.05.

除对地下室进行抗浮验算外，还应对地下室底板进行承载力验算。

5 抗浮措施

5.1 增加自重

当k>1.05时，如果安全系数刚刚超过限值，可以采取增加自重的方法来抗浮要求。

5.2 设置抗拔桩、抗浮锚杆：

这里着重介绍一下抗浮锚杆的布置。抗浮力与水浮力平衡计算可分成两种区域：柱、墙、梁影响区域和纯底板抵抗区域。纯底板抵抗区域的计算方法应是抗浮锚杆设计承载力除以每平方米水浮力（减去每平米底板自重），得到抗浮锚杆的受力面积；而柱、墙、梁影响区域应充分利用上部建筑自重进行抗浮，验算传递的上部建筑自重是否能平衡该区域的水浮力，此外，还应验算在水浮力作用下梁强度和裂缝满足要求。

6 结论

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浮起、地下室底板裂缝渗水等等，都是直接影响到结构的正常使用甚至是安全的。因此，地下室的抗浮应引起足够重视。

参考文献:

[1]《全国民用建筑工程设计技术措施—结构（地基与基础）》.北京：中国计划出版社，2010.

[2]《建筑结构荷载规范（2006版）》（gb 50009-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2006.

建筑工程抗浮技术范文第5篇

【关键词】建筑工程；地下室结构设计；结构平面设计；抗震设计；

一、前言

地下室工程涉及的专业极为复杂，在建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言，塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题，但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，加上地下室防水工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下室结构设计难点繁多，一般来讲概括起来为：（1）结构平面设计；（2）抗震设计；（3）地下室抗浮、抗渗设计；（4）外墙结构设计。

二、地下室结构优化设计分析

1、结构平面设计。在高层建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式，达到不设缝的目的。若地下室过长依靠设置后浇带的方法难以解决，设计人员应合理地调整平面将地下室分割成几个小地下室，中间用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处，便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井，若高层建筑采光通风井位置设计不当，例如在侧壁外作附加通长采光井，而采光井外壁又不能与地下室顶板整体连接，会造成地下室保证结构稳定功能的丧失，不能有效地将上部的地震及风力作用传至侧壁及地面，不能满足高层建筑的埋深要求。

2、抗震设计。一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为：多层建筑中半地下室埋深不够，房屋层数包括半地下室层已达 8 层，层数和总高度超过要求，违反GB50011- 2001第7.1.2条。地下室顶板为上部结构嵌固端，地下室一层抗震等级定为三级，而上部结构为二级，按GB50011- 2001第6.1.3条地下室也应为二级。若地下室设计不当，对其整体的抗震性能会产生较大的影响。根据施工图审查要点，一般来讲，对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计算其层数，总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱应协调统一。对地下室顶板室内外板面标高变化处，当标高变化超过梁高范围时则形成错层，应采取一定的措施进行处理，否则不应作为上部结构的部位。相关规范明确规定，作为上部结构部位的地下室楼层的顶楼，盖应采用梁板结构，地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构的部位。结构计算应向下计算至满足要求的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上计算，并应包括地下层。

3、地下室抗浮、抗渗设计。一般来讲，此类设计常见问题为：地下水位未按勘察报告确定，或勘察报告未提供计算浮力的地下水位及其变幅，违反了 GB50007- 2002 第 3.0.2 条；斜坡道未进行抗浮验算，斜坡道与主体分缝处未作处理；抗浮验算不满足要求，不符合GB50009- 2001 第 3.2.5 条等。地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。实际在地下室抗浮设计时仅考虑正常使用的极限状态，而对施工过程和洪水期重视不足，因而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。另外，在同一整体大面积地下室的上部常建有多栋高层和低层建筑，由于地下室的面积较大、形状又不规则，且地下室上方的局部没有建筑，此类抗浮问题相对难以处理，须作细致分析后再进行处理。地下室结构设计除应满足受力要求外，抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作，要达到抗渗目的，一般可采取以下措施：（1）补偿收缩混凝土。在混凝土中掺微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝；（2）膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形，而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝士连续浇注无缝施工；（3）后浇带。后浇带作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用。当然，在采取以上措施时，同时要注意混凝土的养护。

4、外墙结构设计。地下室的外墙是结构设计的重点，应按水、土压力验算，在设计时应注意以下要求：（1）荷载。地下室外墙所承受的荷载分为水平荷载和竖向荷载。竖向荷载包括上部及地下室结构的楼盖传重和自重，水平荷载包括地面荷载、侧向土压力和人防等效静荷载。在实际工程设计中，竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用，墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定，而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算弯曲的配筋；（2）静止土压力系数。静止土压力宜由试验确定，当不具备试验条件时，砂土可取 0.34～0.45，粘性土可取 0.5～0.7；（3）地下室外墙的配筋计算。实际设计时，在外墙的配筋计算中，对于带扶壁柱的外墙，不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算，而是均按双向板计算配筋；扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋，不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理，这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。因此，在计算地下室外墙的配筋时，对于垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大的外墙板块，如高层建筑外框架柱之间，按双向板计算配筋为宜，其余的宜按竖向单向板计算。对竖向荷载较小的外墙扶壁柱，其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋应根据扶壁柱截面尺寸的大小，适当地配以外侧附加短水平负筋加强，外墙转角处也应适当加强。地下室外墙计算时底部为固定支座（即底板作为外墙的嵌固端），侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩相等，底板的抗弯能力应不小于侧壁的抗弯能力，其厚度应与配筋量相匹配。这种情况在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力应不小于侧壁底部的抗弯能力。

三、结语

高层建筑地下室结构设计显然是一个复杂的过程，但是，只要把握设计要点，抓住设计重点，以合理的设计为前提，进行全面考虑，使建筑地下室结构设计工作发挥其最大的经济作用和社会效益、战略效益。

参考文献：

[1]地下工程防水技术规程（GB50108-2001）[S].