地下室抗浮設計分析

廣東鏵建設計有限公司，廣東 江門 529300

隨著經濟的發展進步，城市建設中對地下空間的開發應用力度逐漸增加，大量綜合辦公樓、居住小區以及寫字樓等類型建筑都建設了眾多地下室當作停車場、功能房以及人防地下室。隨著建設規模的逐漸擴增，大面積的地下室逐漸增多，而地下室的面積和深度持續上升。由于水文條件、周圍環境以及地質條件等方面因素的作用，現階段地下室的設計和施工中存在大量技術問題需要解決。而地下室的抗浮問題就是其中主要的問題之一，大量實例表明如果設計工作人員不重視地下室的抗浮設計，會對建筑物應用產生非常大的安全問題，輕則地下室的底板開裂、滲水，重則造成地下室出現上浮傾斜等問題，無論哪種情況都會產生巨大的經濟損失。

1 抗浮設計基本概念

地下室建設完成后，側壁和底板會構成封閉體，如果地下水位較高，那么該封閉體將會承受較大的水浮力，側壁與底板各個部分將會遭受外部水壓力而產生變形問題。因此，進行地下室抗浮設計時應實施整體的抗浮驗算和局部的抗浮驗算方法。

（1）整體的抗浮驗算。即在地下室受到水浮力影響下，不會出現上浮破壞問題。為了預防地下室出現整體上浮問題，通常采取兩種方式來實現：一是“壓”；二是“拉”。這里的“壓”是指運用建筑自重（主要是結構自身的重量，而沒有活荷載）對水浮力影響進行抵抗，當建筑自重難以進行抵抗時，采取增大構造自重或者是配重措施來滿足抗浮的需求，該方式的局限性是假如地下的水浮力較大時，則超出結構自重較多，將會使材料的用量極大上升，導致經濟性差等問題。這時，能夠采取另一措施，即“拉”，“拉”是指通過增加抗拔樁和抗浮錨桿的方式，運用樁或錨桿來對地下水浮力進行抵抗，進而滿足地下室的整體抗浮需求。無論采取何種方式，都要進行整體的抗浮驗算，確保結構的抗浮力比1.05倍的水總浮力大。

（2）局部的抗浮驗算。除了對側壁和底板裂縫強度、強度以及變形進行驗算，滿足相關規范，還需要對地下室局部薄弱區域是否滿足抗浮需要進行驗算。當大面積的地下室上方建造高層建筑或低層建筑時，建筑的自重是不勻稱的，而當其上部荷載較大時，地下室的整體抗浮能力也較大，應進行分塊及分區抗浮驗算。

2 地下室不滿足抗浮要求的原因

（1）設計工作人員不清楚基本概念，對地下室實施抗浮驗算的時候存在疏忽漏洞，造成地下室的抗浮能力較差。

（2）部分設計工作人員只對地下室的梁、板、墻在地下水的浮力荷載影響下的強度進行驗算，忽視了地下室的整體抗浮驗算，造成整體抗浮能力較差而產生破壞問題。

（3）實施整體的抗浮驗算后滿足規范標準后也可能存在問題，因為設計人員忽視了對地下室抗浮力較差的局部地區進行抗浮驗算，造成部分地區因遭受超過設計荷載的水浮力而產生破壞問題，關鍵表現在底板隆起及相關地區結構構件遭受破壞等問題[1]。

（4）對地下室的底板進行抗浮驗算時，僅對強度進行驗算而不對變形裂縫寬度進行驗算將導致底板出現裂縫，進而產生嚴重漏水問題。

（5）當地下室的基層是比較密實不透水層、地下水位較低時，設計工作人員忽略地下室受到的水浮力影響，沒有實施地下室的抗浮驗算，其施工又采取密實基坑支護方式，只要遇見暴雨情況，施工企業如果沒有采用有效合理的降水方式，基坑將會成為一個大型的集水坑，進而出現盆池效應，最終地下室因受到過大的水浮力而導致出現結構破壞問題。因此，對地下室進行抗浮設計時，不僅需要進行全面細致的驗算，還需要對地質勘查報告進行細致分析。在現場勘查的過程中，設計人員應該和地勘部門一同針對是否發生盆池效應進行研究，必要時提出降水與抗浮的相關意見。

3 地下室的抗浮技術方案

3.1 設計時期能夠采取的抗浮方式

（1）使抗浮的設計水位下降。經過對結構的優化設計，地下室運用凈高條件減小地下室的埋深，實現抗浮設計水位下降的需求。具體能夠采用以下兩種方式：第一，如果地下室的基礎型形是筏板基礎，盡可能采取平板式的筏型基礎，這類基礎形式與梁板式的筏型基礎相比梁底標高有所增加，從而降低水浮力。第二，設計頂板時應盡可能減小梁高或者采取無梁樓蓋方式[2]。其中，采取無梁樓蓋的方式會增加頂板的厚度，厚頂板不但能增大結構自重，而且在確保運用凈高條件下增加底板的標高，使抗浮設計的水位有效下降。

（2）增大結構自重。當結構整體與抗浮穩定性驗算不相符以及結構自重和水浮力差距不大時，能夠采取增大結構自重措施來滿足地下室的抗浮需求。具體能夠采用以下三種方式：第一，增大地下室的結構自重，如適當增大底板或是頂板厚度。第二，運用較大容重的材料對地下室的地面實施回填或者適當增大頂板的覆土厚度。第三，在條件許可情況下，采取增大層數等措施來增大結構自重，進而幫助地下室對水浮力影響進行抵抗[3]。

（3）布設抗拔樁。當地下水位較高、地下水的浮力遠超結構自重時，需要布設相關抗浮構件對水浮力影響進行抵抗，而抗拔樁是方法之一，抗拔樁經過樁和土間的摩擦力與樁身自重對浮力進行抵抗，其能夠勻稱布置在筏板、柱和剪力墻之下，而且也能夠把樁基礎當作抗拔樁，且抗拔樁通常擁有較大的抗拔力，易遭受環境和施工等影響，造價也是比較高的。在布設抗拔樁的過程中，應注意對樁身裂縫的寬度進行驗算，最大的裂縫寬度應不大于0.2mm。而且需要依照地下水的腐蝕性對樁身采用防腐措施，以保證抗拔樁的作用得到最大限度的發揮[4]。

（4）布設抗浮錨桿。抗浮錨桿主要依靠巖土體或者堅硬土層和錨桿間的黏結力提供抗拔力。由于抗浮錨桿施工工藝周期較短、布設靈活、施工便利、受力科學以及造價較低等多種優點而被廣泛運用于基礎施工?？垢″^桿既能在施工與設計階段運用，也能用在由于抗浮較差造成的事故中進行加固處理[5]。

3.2 施工時期能夠采取的抗浮方式

根據實際項目經驗可以得出，大量抗浮問題出現的原因是施工時期不重視抗浮或是沒有采用有效合理的抗浮方式。尤其需要注意的是暴雨時期基坑發生地表水倒灌的問題，如果沒有及時采用降水方式，極易導致地下室構造由于抗浮較差而造成工程事故。因此，在施工階段，要通過采取布設降水井等方式將基坑內水位調到底板之下。在地下室構造施工結束后，應及時對基坑周圍的黏性土進行回填且進行分層夯實，進而形成相應的止水層，能夠合理預防施工時期地表水倒灌的問題。

4 結束語

地下室抗浮設計極為關鍵，相關施工單位和設計人員一定要有所重視。而且地下室的抗浮設計重點是在設計過程中需要充分結合現場地質特征、周邊環境以及水文條件等確定出合理恰當的抗浮設計水位，而且必須對地下室進行整體和局部的抗浮驗算，以此獲得科學的康復數據，從而得到科學的抗浮方式，既確保施工方式的科學可行性和項目結構的安全性，又保證項目的經濟效益良。而且在施工時期也需要采用有效科學的抗浮方式，進而預防施工階段的抗浮問題，保證地下室的抗浮質量，提升工程的整體質量。