地下室抗浮设计方法与策略探析

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1、地下室抗浮设计方法与策略探析辽宁省人防建筑设计研究院辽宁沈阳110001【摘 要】对于地下室工程而言，抗浮设计是一项十分重要的内容，对于地下室的稳定有着极大影响。在地下室抗浮设计中，需要掌握水浮力、水荷载计算方法，了解地下水室受到的水压力情况，通过抗浮锚杆、抗浮桩等设计方法以及增加自重、泄水减压等措施，来使地下室满足抗浮验算结果，确保地下室的安全。【关键词】地下室；抗浮设计方法；策略在建筑工程中地下室的底板通常会受到来自地下水浮力的影响，可利用的抗浮方法较多，比如配重法、疏水法，锚杆法等等，其中锚杆法应用较广，前两者的适用范围较窄需要一些特定的条件。1工程概况木工程为

2、某商业综合体建筑，分为A、B两个区，均设三层地下车库，其中A区地面以上有五层商业裙房，B区有四层商业裙房及两个百米高的办公塔楼。地下室单层面积不计两个塔楼时约为21540m2,各层同一层内质量比较均匀，柱网基木处于8.4m×8.4m。由于现场场地呈现东高丙低走势，地质勘察报告提出的抗浮设防水位也进行了区分，其中A区为44.00m,B区为45.50m。地下室底板板面标高为30.200m，基础采用筏板基础，筏板厚度为600mm,基础持力层大部分位于第四层强风化板岩上，其承载力特征值为400kPa。木工程的整体计算软件采用SATWE,由于办公塔楼是单独建模计算的，模型里只

3、含地下室与裙房，从SATWE的计算文木里可以查到各层的质量，因为抗浮设计时，建筑物自重不考虑活载的质量,只考虑恒载的质量，统计汇总可以得出地下三层与地上一〜四层的恒载质量之和为1748621,第五层的恒载质量为11493t。总恒载质量为186355t。2传统地下室锚杆抗浮计算方法现阶段常用的锚杆抗浮计算方法，都将地下水的浮力视为可变荷载，地下室承受的来自上部的重量属于永久性的荷载，因此，抗浮设计的理论值应参考最不利的载荷进行确定。公式如下：qf=γQf-γGGo该公式中，qf表示锚杆承受的载荷值，f表示地下水的浮力，G表示上部传下来的重量，γ

4、Cl表示可变荷载，γG表示永久荷载。利用该公式确定锚杆承受载荷后，还需要对锚杆面积和锚固长度进行计算。公式为：KlNt≤Agfγk，Nt≤LaRt,Nt≤qfab。这三个公式中，Kl，Nt，Ag，fγk,La,Rt,a,b分表示抗力系数、锚杆轴向拉力、锚杆面积、钢筋屈服强度、锚固长度、锚杆抗拔力、横向间距以及纵向间距。这种方法主要就是将锚杆承受荷载取值于水浮力与恒荷载的差，使锚杆均匀受力再取值锚杆整体荷载除以单根锚杆荷载的值，可得工程所需的锚杆数量。3设计方法3.1思路分析在地下室抗浮设计中，可采用的方法较多，比如锚杆抗浮、

5、盲沟排水抗浮等。结合上述锚杆抗浮计算方法，以及工程施工现场的土质条件。地下室标高范围的土层变化大，岩层与地下室标高相距0〜20m不等，相对来说地下室底板以下的土层土质较好，经过经济比选，并充分考量岩面与底板的距离，最终敲定在距离10m以上使用土层锚杆，其余部分使用岩石锚杆。3.2锚杆抗浮设计岩石锚杆。根据《建筑地基基础设计规范》，岩石锚杆的抗拔力，需要在现场进行实验确定。并有公式以便进行计算，如下:Rt=0.8πdllf(l)o该式中f表示砂浆、岩石的粘结强度(kPa)，另外根据《高层建筑岩土工程勘察规程》给出计算公式：Fa=∑qsil)ili,以及以《建筑边坡工

6、程技术规范》取qsi的值，进而估算出抗浮锚杆的承载力，然后以GB50330-2013给出的抗拔力计算公式Rt=ξlπDlafrb(3)计算出铺杆抗拔承载力。在该工程中用于实验的锚杆有两种，分别是中风化层4m和强风化层6m。实验中经过公式计算出来的结果同实测数据相差较大，主要是计算吋采用的根据土质选取的参考值，若按照桩基方法进行估算，得出的数据相对较为接近。土层锚杆，在设计规范中并没有明确的规定，这种技术常用于支护结构，在基础设计中应用较少，主要是因为该锚杆技术离散性大，耐久性难以保证等。2012年出台的标准《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)中，土层

7、锚杆用作永久锚杆就有了明确的规定，新出台的标准给出了具体的实验计算公式，以及适用范围，地质条件，防腐以及蠕变控制。在有机质土、液限50%以上以及相对密实度在0.3以下的地层中，规范明确标准不能使用土层锚杆作为永久性锚杆。考虑到该施工现场土层中的含水量，地下水位，以及单根锚杆并不大的承载力，并结合工程造价，采用HRB400钢筋作为主要材料，以该地段的黏土层而言，并不透水，但根据液性指数可知该地粘土层居于可塑与软塑之间，且地下水标高整体处于地下室底板以上，水浮力的影响较大，根据上文的分析，土层锚