摘要：随着新时期科技时代的迅速发展，人们对地下空间也开始进行不断的开发和利用，地下室的实际面积和深度都不断深入、增加，所以对地下室的各种设计，特别是抗浮设计提出了极高的要求，现实生活中经常有因为抗浮不足而导致的工程事故。本文逐步对地下室抗浮设计的原理进行分析，提出更加合理的地下室抗浮设计方式和相关注意问题，使得地下室的抗浮设计更加合理、经济和有效。
关键词：地下室；抗浮设计；分析
引言
随着我国经济的不断发展，城市化进程不断推进，对于城市建设中的地下空间的开发和利用的力度也在不断加大，有很多居民入住的小区、办公写字楼和城市综合体等多种不同类型的建筑都配备了地下室，这些地下室可以作为地下停车场、人防地下室、居住地而使用。随着建筑的规模不断扩大，大面积的地下室也逐渐增加，目前的地下室设计中也由于周边环境、地质条件和水文等多重因素的影响，遭遇了很多技术、操作方面的问题。其中的问题之一就是地下室的抗浮问题，根据多项建设工程的实践结果表明，设计人员在对地下室进行设计时，如果忽略了抗浮设计的重要性，就会对地下室的建设和使用造成巨大的安全隐患，可能会造成地下室底板开裂渗水，甚至是地下室上浮倾斜。
一、地下室抗浮设计的相关概念
在建设完成地下室之后，它的底板和侧壁就会形成一个相对完整的封闭体，如果地下水的水位过高，这个封闭体就会承受巨大的水浮力，整个地下水的各个区域都可能因为受到外部的强压导致形变。所以，对于地下室抗浮设计，一定要进行整体和局部分开的两种抗浮验算。整体抗浮验算就是使得整个地下室在浮力作用下，不会整体上浮产生破损。为了防止其上浮，可以采用“压”或“拉”这两种方式实现。其中的“压”就是利用地下室本身的自重来抵抗浮力的作用，如果不能满足这一要求，就要采取增加自重或者增加配重的方式进一步满足抗浮要求，但是这一方式的缺点是如果水浮力过大，增加的材料用量可能会加大，造成经济问题。所以，在这种情况下，我们一般采用“拉”的方式，也就是通过增加抗拔桩或锚杆等设备，利用其来抵抗地下水的整体浮力，通过这一方式来满足抗浮需求。不论是采取哪种方式，都应该进行建设前的整体抗浮验算过程，确保地下室结构抗浮能力大于地下水的总浮力。
验算局部抗浮时，不仅要对地下室底板、侧壁的强度和形变等问题进行计算，更应该使地下室的局部薄弱范围的抗浮要求达到标准，对于面积过大的地下室上方建有多幢高层建筑和低层建筑，建筑本身自重不能保持均匀，在高层或者建筑恒荷载较大时，这一范围的整体抗浮能力可能会较高，如果没有过多建筑或建筑层数过少时，一定要进行分区、分块的局部抗浮计算。
二、在水浮力作用下的地下室破坏
近些年来，多起由地下水引起的事故中，有相当一部分是因为设计人员对抗浮作用的基本概念不够清晰完善，导致了在进行地下室抗浮验算时有很大的疏漏，造成了地下室无法抵抗水浮力造成的。比如：设计时只计算了地下室底板的板和墙体在水浮力的负荷作用下的强度，却忽略了对整个地下室的抗浮验算，造成了整体抗浮能力缺失而破坏地下室的工程；或者只是保证了地下室的整体抗浮验算满足了要求标准，却忽略了对地下室薄弱的区域进行抗浮能力的验算，致使地下室的某部分受地下水浮力大于设计荷载导致的结构构件遭到了破坏，可以表现为地下室底板隆起，其余区域的结构部件受到破坏等；在进行地下室底板的验算时，只对强度进行验算，不计算变形的裂缝宽度，所以会出现地下室底板裂缝、漏水严重的现象。
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还有另外一种普遍出现的情况，当地下室基层是由较为严密的不透水层面制成时，地下室的水位过低，设计者往往会忽略地下室受水浮力作用的影响因素，不去进行地下室抗浮验算，在施工期间又采用了大量的基坑支护，在降暴雨时施工企业没有及时采取有效的降水措施，导致整个基坑聚集形成巨大的集水坑，进一步形成了盆池效应，也会对地下室产生的水浮力造成破坏。所以，在设计人员进行地下室的抗浮设计时，既要做到详细的验算，又要进行整体和局部的分开验算，认真地研读地质勘察报告，同时要进行现场查勘工作，和相关的地勘单位一起进行分析，查看是否会出现盆池效应等，在必要时尽早提出施工期间的防降水、抗浮的措施和指导意见。
三、地下室抗浮的水位确定和验算
在不同工程中，抗浮水位的取值都是地下室抗浮设计中的起决定因素的一个重要参数，能否合理、及时地确定抗浮水位，很大程度上决定了对水浮力的大小的影响和抗浮验算的准确程度，也直接关系着结构主体的安全性和工程造价的经济性。按照我国现行的国家规范要求，地下室抗浮设计水位一定要通过岩土工程勘探单位在相关地质勘探报告中明确提出。相关规范已经明确规定：首先在长期水位观察进行时，地下室等场地抗浮防水位可以利用实际测量的最高水位，没有长期的水位观测资料时，可以按照在观察期内的实测最高水位和该场地的地形地貌、地下水补给和排泄条件等因素结合确定。其次要进行场地与潜水有利水的互相联系，一定要实地测试承压水位，及时考虑到它对抗浮设防水位的综合影响。最后要考虑在施工期间的抗浮设计时，对地下室的抗浮设防水位进行一个可以按照水位年确定的最高水位值。
另外，设计者可以对存在的一些特殊情况进行相关的分析和论证，如：地下室的存储水的条件较为复杂、变化幅度明显、区域性补给和排泄条件可能受到较大影响或者建设工程需要时，应该进行相关的专业论证；对于某些斜坡地段或者可能产生明显水位差异的地下室进行抗浮设计时，应该尽早考虑地下水在地下室的底板下产生的不均匀负荷对整体地下室的结构产生的影响，不能简单地使用勘察报告中所提供的不合理的地下室抗浮水位进行设计。水全部向低处流，如果建筑物的一侧敞开，地下水浮力就不可能出现高于室外地坪的现象；在江或河岸边，通常具有水头压差，而且存在滤水层，所以应该依照设计基准期的最高水位来进行抗浮水位的确定；最后针对一些雨水丰富的地域，一定要注意由于底标高发生变化之后，及时对原来的勘察报告进行水位的修正，以免产生地表水聚集的现象对地下室产生破坏。
四、地下室抗浮技术的相关施工措施
在施工阶段可以采取很多有效的地下室抗浮措施，通过各种实践工程的真实案例进行调查分析，很多抗浮事故出现的原因是在施工阶段没有对抗浮措施引起重视或者没有采取以有效的抗浮措施导致的。如：很多工程在进行到地下室覆土时，就停止降水操作和措施，那么，这很容易造成地下室上浮事故。尤其引起注意的是在暴雨来临时，地表水对基坑出现倒灌的现象，产生盆池效应，如果不及时采取有效的降水位措施，就可能产生各种工程事故。所以，在工程施工期间，可以通过设置降水井等措施，逐步把基坑内的水位引流到底板下。地下室结构在完成建筑时，基坑周围应该利用粘性泥土不断进行回填并分层夯实，可以快速形成有效的止水层，就能够有效地阻止在施工期间有地表水出现倒灌现象。
结束语
地下室的抗浮设计是城市建设中一个非常重要的问题，一定要加以重视。地下室抗浮设计的关键原因就是设计人员在进行设计时，应该充分结合建设的场合特征和该区域的工程地质、水文地质和周边环境等多种问题，进一步确定更加合理的抗浮设计水位，而且一定要进行认真精确的验算，提出相对的抗浮措施，在尽量保证建设工程结构安全的状态下，做到设计的科学性、经济性和合理性。与此同时，在施工阶段一定要采取有效的抗浮措施，避免在施工期间出现地下室上浮的事故。
参考文献：
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[2]陈伟峰.地下室的抗浮设计探讨[J].住宅与房地产，2018（27）：84-85.
[3]李国胜.地下室设计中水浮力问题的探讨[J].建筑结构，2018，48（18）：117-123.
论文作者:贺信
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/1/3
标签：地下室论文; 水位论文; 浮力论文; 底板论文; 地下水论文; 措施论文; 基坑论文; 《基层建设》2018年第35期论文;