基础工程抗浮设计

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1、基础工程抗浮设计1基础工程抗浮设计概述（1）规范的规定《地基规范》5．4．3条提出：建筑物基础存在浮力作用时应进行抗浮稳定性验算，并应符合下列规定：1对于简单的浮力作用情况，基础抗浮稳定性应符合下式要求：Gk/Nw,k≥Kw(5．4．3)式中：Gk——建筑物自重及压重之和(kN)；Nw,k——浮力作用值(kN)；Kw——抗浮稳定安全系数，一般情况下可取1.05。2抗浮稳定性不满足设计要求时，可采用增加压重或设置抗浮构件等措施。在整体满足抗浮稳定性要求而局部不满足时，也可采用增加结构刚度的措施。（2）抗浮设计内容对于抗浮设防水位超过基础底

2、部的工程，设计师一般布置筏板或者防水板并布置抗拔桩作为抗浮构件，并进行抗浮设计验算。抗浮设计验算内容包括：1）整体抗浮验算依据《地基规范》5．4．3条，要求建筑物自重及压重之和大于浮力的1.05倍。软件在【基础计算及结果输出】【文本结果】【抗浮稳定性验算】中输出筏板基础的整体抗浮验算验算结果。防水板基础目前不能进行整体抗浮验算，可以改为筏板来完成验算。2）局部抗浮验算整体抗浮满足情况下，基础局部由于水浮力超过上部结构荷载会导致上浮。局部上浮变形会导致筏板/防水板受弯及抗拔桩受拉（为限制基础上浮可以增设抗拔桩），所以局部抗浮验算需要验算两

3、部分内容：（1）筏板/防水板抗弯及配筋验算局部抗浮不足，会引起筏板上抬变形产生弯矩。如果上抬位移不是很大，可以通过加强筏板配筋满足安全要求。而如果上抬位移量过大，会因筏板弯矩过大而导致配筋验算显示超筋，此时可以采取加厚筏板厚度、增加压重、增设抗拔桩等措施。（2）桩抗拔设计及验算增设抗拔桩可限制筏板的上浮位移量，但是桩会承受拉力，所以需要验算桩的抗拔力是否超过桩承载能力确保桩的抗拔安全性。第三篇YJK基础设计软件常见问题解答另外，抗拔桩布置在不同区域的抗浮效果是有明显差异的，比如布置在非明显上抬区，其抗拔作用将不能有效发挥造成浪费，所以抗

4、拔验算的另一项内容是根据桩抗拉承载力验算结果剔除未起抗拔作用的抗拔桩，在安全前提下确保经济有效。（3）当前抗浮设计流行方法及存在问题1）当前抗浮设计流行方法抗浮设计本质是桩抗拔和板弯曲共同作用，但是当前抗浮设计流行采用抗拔桩和筏板/防水板分离设计的方法。抗拔桩设计抗拔桩布置基本采用人工方法，人工粗略测算桩数量及布置，常见的做法有：1）锚杆均匀布置（总的水浮力设计值－底板及上部结构自重标准值）/单根锚杆设计值＝所需锚杆根数。具体做法：将锚杆均匀分布在底板下（连柱底或砼墙下），锚杆间距用底部面积除所需锚杆根数确定。该种设计方法最粗放，适用于

5、上部结构荷载比较均匀情况。另外锚杆数目相同情况下，均匀布置安全系数最低。2）分区域均匀布置有些设计者考虑到上部荷载的不均匀，在锚杆布置时按区域的荷载差值求解锚杆数量，然后分区域均匀布置锚杆。这比第一种做法有所改进，设计者以区域为分析对象，按（区域的水浮力设计值－区域的底板及上部结构自重标准值）/单根锚杆设计值＝所需锚杆根数。区域的划分粗细不同，具体有几种处理方法：（1）以裙房/主楼为区域经常是裙房抗浮不足而均匀布置锚杆。（2）以柱墙相关范围为区域计算时按倒楼盖模型计算每个柱墙位置在水浮力作用下的支座反力作为相关范围的水浮力大小，减去柱墙

6、的上部荷载，估算锚杆数量，锚杆多布置在柱墙附近。（3）房间为对象，把房间分墙柱下区、跨中区。柱墙下区域范围按上部荷载与水浮力自平衡求解。跨中区认为是纯水浮力作用区，按区域内水浮力和自重荷载差求解锚杆数量并均匀布置在跨中区。筏板/防水板多使用楼板计算模块，采用柱墙位置为竖向不动支座假定的倒楼盖计算模型计算板内力及配筋。2）当前抗浮设计存在的问题基础抗浮应考虑上部结构、基础、桩土的共同作用进行整体有限元内力分析和设计。而当前抗浮设计中这种抗拔桩与基础分离、分别采用简化方法进行设计的做法，只能适应上部荷载均匀的简单情况，存在较多问题。抗拔桩设

7、计前述的锚杆均匀布置、分区域均匀布置都有一定的适用性，是抗拔桩的初步设计阶段的基本方法。但是其缺点是此类方法只能用于初步设计阶段，因为只能进行桩数量估算和布置，不能精确分析上部结构、基础刚度及荷载分布对桩抗拔力的影响。无可靠的桩抗拔承载力验算，不能确保桩的抗拔安全性，也无法提供进一步的抗拔桩优化布置和设计功能。筏板/防水板抗浮组合荷载作用下，筏板/防水板的柱墙下是存在竖向位移的，竖向位移值与上部结构刚度、基础刚度、桩土刚度及荷载分布都是有直接关系的，而且往往各柱墙下的竖向位移是不一致的。传统的柱墙位置为竖向不动支座假定的倒楼盖计算模型计

8、算板内力，将忽略存在的支座位移差，其效果是只考虑局部弯曲作用，整体弯曲明显情况下会偏于不安全。特别是如果抗拔桩设计不当甚至未考虑局部抗浮不足没有设置抗拔桩情况下，倒楼盖计算模型会严重失真导致严重的工程事故。