地下构筑物抗浮设计探讨

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1、地下构筑物抗浮设计探讨中冶长天国际工程有限责任公司建筑公司湖南长沙410007摘要：随着国家经济的快速发展，建筑从地上和地下两个空间方向发展,地下构筑物开始广泛应用，地下水位对地下构筑物的正常使用、经济合理性、施工周期等存在很大的影响。木文拟针对地下构筑物的抗浮设计问题，结合工程实例，对常见的几种抗浮方案进行比较，选择经济合理的抗浮方案，为其他类似工程提供参考。关键词：抗浮设计；水浮力；抗拔锚杆；抗拔桩；排水盲沟!/•■、刖目随着我国经济的快速发展，城镇化建设加速，建筑行业成为国家经济发展的支柱产业，建筑从地上慢慢发展到了地下，因忽视抗浮设计，造成地下水的水浮力对地下构筑物的破坏，

2、出现结构底板外墙裂缝、底板隆起或地下室整体上浮等情况，对地下构筑物使用带来了严重影响，导致重大的经济损失。因此，在进行地下构筑物设计时，抗浮设计是其中一个关键问题。抗浮设计是根据地下水位的高低，结合建筑物的上部自重和建筑物上部压重(覆土等)来确定建筑物能承受水浮力的一种设计方案。目前，一般采用以下几种方案来解决地下室的抗浮问题：一是利用设置抗拔桩或抗拔锚杆来抵抗水浮力；二是利用结构自身自重或增加结构荷载来抵抗水浮力：三是通过渗排水层、排水盲沟排水减压，降低地下水标高减小水浮力。下面笔者就结合几个工程实例，将上述几种方法应用到工程实例中。1.工程实例(1)某两层地下车库一一采用抗拔桩

3、抵抗水浮力木工程为地下两层地上两层商业的框架结构。设计标高±0.000相当于绝对标高70.000米。拟建场地位于长沙市红星村井湾子家具城A栋南侧,原始地貌竿元为湘江冲积V级阶地，场地平整。根据地质勘察报告，本工程抗浮设计水位标高为68.500米。负二层的结构底板低标高为-8.5,需要考虑7米的水浮力，牢库底板厚度为400mm，扣去底板自重，还需考虑60KN/m2的水浮力。车库柱跨为6mX6m,跨度较小。根据地勘报告采用人工挖孔桩基础形式，以强风化泥质粉砂岩作为持力层，采用抗拔桩抵抗水浮力。抗拔桩是利用桩身自重（扩底桩还包括扩抵范围上部的上自重）和桩身周围的侧摩阻力来抵

4、抗水浮力。本工程因柱跨较小，奋效利用了结构本身的桩基础及上部结构传至框架柱的荷载，共同抵抗水浮力，既缩短了工期又节约了工程造价。不过，地下室底板的梁板设计需根据底板的自重及使用荷载、底板下部的水浮力正反两个方向综合考虑，水浮力对底板和底板梁产生很大的附加弯矩和剪力，底板和底板梁需要加人厚度和截面，配筋也需要根据水浮力综合考虑。单桩抗拔承载力一般采用静载荷试验法或经验参数法。对于设计等级为甲级和乙级建筑桩基，单桩的抗拔极限承载力应通过现场单桩上拔静载荷试验确定。单桩上拔静载荷试验及抗拔极限承载力标准值取值可按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》（」G」106-2014）[1]进行。但

5、由于往往缺少抗拔试验的条件,对于设计等级为丙级建筑桩基，基础的抗拔极限承载力取值多按下式计算：Tuk=Σλiqsikμili（1）式中：Tuk—一基桩抗拔极限承载力标准值；μi桩身周长，对于等直筏桩取μ=πd;qsik一一桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；λi抗拔系数；H一一桩底以上受扩底影响而按扩底直径D计算破坏面的桩身高度取4〜10d,软土取低值，对于砂、砾石和卵石取高值，按内摩檫角增大而增加。抗拔桩布置吋，力求各桩受力均匀，一般将抗拔桩布置在柱下、纵横墙交叉处或延外墙均匀布置。抗拔桩按轴心受拉构件进行承载力

6、计算，桩身配筋由计算确定，并满足最小配筋率的要求。抗拔桩的主筋沿桩通长布置，桩与上部结构的连接可按抗拉桩的要求。(1)某两层地下车库一一采用抗拔锚杆抵抗水浮力本工程为下部大底盘两层地下车库，上部为四拣三十三层住宅楼。设计标高±0.000相当于绝对标高70.300米。拟建场地位于长沙市雨花区红星村内，为湘江河流IV级阶地。拟建场地为填方区，中部低四周高，低洼处地表冇少量积水。根据地质勘察报告，本工程抗浮设计水位标高为67.800米。负二层的结构底板低标高为-9.600米，需要考虑7.1米的水浮力，水浮力71KN/m2,水浮力比较大，ii塔楼范围以外部分的框架柱柱跨为8.

7、1mX8.1m,跨度大。通过抗拔桩桩身自重(扩底桩还包括扩抵范围上部的上自重)和桩身周围的侧摩阻力来实现与水浮力抗衡，单柱下的水浮力较大，须在跨中增加一根抗拔桩，工程造价增加较大iL施工工期将大大延长；而抗浮锚杆是通过在底板与苏下的岩土之间设置锚杆和砂浆组成的锚固体抵抗水浮力，且抗浮锚杆布置灵活、受力合理、造价低廉、施工方便。综合考虑后，并不适合采用抗拔桩抵抗水浮力，地下室主塔楼范围以外部分宜采用抗浮锚杆在底板下均匀布置来抵抗水浮力，此部分底板的梁板设计不考虑水浮力对