建筑结构设计地下室抗浮怎么计算

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。

关键词：抗浮设计、抗浮水位、抗浮稳定、水的浮力、抗拔构件

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。

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。

（1）地下建筑物浮起的基本条件。

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。同时水的浮力作用也遵循连通管原理，即不同截面尺寸的各连通管水位等高，且压强相等。因此，当地下建筑物与周围介质间存在薄层自由水膜时，无论水的性质是潜水、上层滞水或承压水，即可产生强度为γh的浮力（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。

至于地下建筑物基底及周边水在土中的渗流影响是深层次的抗浮机理问题。可以肯定，只要建筑物周边与土介质之间的水位达到一定高度，且水的补充速度大于水在土的渗流速度时建筑物即可能被浮起。B3';Tcs

2、抗浮设计应进行哪些验算？

2.1施工阶段，使用阶段及特殊情况下地下建筑物整体及局部抗浮稳定验算。

明挖法施工的地下建筑，在施工阶段发生浮起的事故较为常见。当施工阶段建筑物自重及抗拔构件的抗拔力不足以平衡水的浮力时，应提出施工中排水或其它抗浮措施。Hl*V i3bQU 在施工阶段及使用阶段，地下建筑物的整体及局部抗浮稳定均必须得到保证，设计中往往忽略了局部稳定的验算。如地下室考虑外墙自重及其它局部墙体自重后，满足整体抗浮稳定要求，但在墙体或荷载较少的部分，建筑物荷载不能平衡水的浮力，此时地下建筑物局部浮起，使结构应力重分配，造成部分结构受损或破坏。再如为了平衡水的浮力，将地下室底板外挑，以外挑部分的上覆土重增加稳定力，此时，如果地下结构面积较小，刚度很好时，可以起到作用，反之，也将造成结构的受损或破坏。特殊情况下的整体及局部抗浮稳定验算，指的是水池，游泳池及其它储仓等，当换水、检修需减少稳定荷载时，也应考虑此工况的抗浮稳定性。

2.2地下建筑物的外墙、底板等构件的强度及抗裂验算。在抗浮整体及局部稳定得到保证的前提下，才能进行地下建筑结构的验算，验算中应重如外墙应按静止土压力考虑水、土压力，同时应考虑超载的影响。底板的荷载组合较为复杂，对

构造底板，尚应计及由于基础沉降引起地基对底板的反力，这个反力一般取建筑物竖向荷载总值（扣除水的浮力）的10%～15%。与此同时，尚应计及水对构造底板的浮力。底板有荷载组合时，应考虑两种最不利情况：（1）不考虑浮力及板底土反力，只考虑板自重及板上荷载。（2）考虑浮力、板底土反力、底板自重及板上合载的组合。

2.3抗拔构件的抗力及强度验算。

当建筑物重量不能平衡水的浮力时，需设置抗拔构件，如抗拔桩及锚杆等。抗拔构件的抗力（抗拔力）应通过抗拔试验确定，不能以估算值为依据。在抗拔试验的基础上尚应对抗拔构件的强度及抗裂进行验算。抗拔构件中的抗裂验算较为复杂，当采用预应力管桩作抗拔桩时，如何考虑截桩后的预应力损失，抗拔计算以及连结构造等尚应进一步研究。

3、什么情况下，可不考虑水浮力作用？

对于这个问题，国家标准及行业标准未作明确规定。湖北省曾发生多起埋置于无地下水的粘土及老粘土中的地下室浮起事故，为此，《建筑地基基础技术规范》DB42/242-2003[1]：“施工期间应采取可靠措施，防止基坑内积水，使用中应采取措施防止场地积水。”“地下建筑物埋于不透水土层，周边填土为密实的不透水土，当场地无积水时，可不考虑水的浮力作用。”" Z2D@l

上述条文的内涵是地下建筑物周边的水不能渗入基底，地面水也不能渗入基底，即作到地下建筑物完全埋置于无水的土层内，方可不考虑水的浮力作用。为此，必须满足以下条件：

3.1地下建筑物所在场地无积水，雨水及其它地表水应有组织地及时排走。如地下建筑物位于低洼场地，无把握及时排除积水时，应慎重考虑。

3.2地下建筑物基底以上无杂填土、砂类土、粉土等透水层，或虽有上述透水层，但层厚较薄，且不赋存潜水或承压水，可以采取有效地隔、排水措施者。

3.3基抗回填土必须采用压实的不透水的粘性土或灰土，压实系数不小于0.93。

3.4地下室外墙防水层不应采用透水的塑料泡沫板等材料，应确保防水层及保护层不形成水通道。iu.$P-s

3.5当基底以下存在承压水时，在无建筑物荷载作用时不得发生管涌或突涌。除上述必备备件外，尚宜采取基础及底板砼原槽浇灌，超挖部分以砼回填，地面外墙周边设砼散水等措施。湖北省博物馆，编钟新馆地下室埋入老粘土中，采取上述措施后不考虑抗浮设计，节约了大量资金。相反，武某花园地下库同样埋老粘土中，因填土质量不好，场地积水造成局部浮起事故。

4、抗浮水位如何确定？

抗浮水位分为整体稳定和局部稳定的抗浮水位及结构构件设计的抗浮水位。规范规定，抗浮水位应由岩土工程勘察单位提供。

《岩土工程勘察规范》GB50021-2001[2]第4.1.11-6条要求，“查明地下水的埋藏条件，提供地下水位及其变化幅度。”

第4.1.13条要求“工程需要时，……提出防水设计水位和抗浮水位的建议”。第7.1.1-5条要求掌握“勘察时的地下水位、历史最高的地下水位、近3～5年最高地下水位、水位变化趋势和主要影响因素。”上述规定并未明确抗浮水位的具体确定方法。

《建筑地基基础技术规范》DB42/242-2003[1]第11.4.11-3条规定“抗浮设防水位若有长期水文观测资料或历史水位记录时，地下水作用力的计算可采用历史最高水位；若无长期水文观测资料或历史水位记录时，地下水浮力的计算可采用丰水