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摘要：根据地勘资料确定地下室抗浮水位标高，之后在将整体和局部的稳定情况进行计算，如果稳定性不满足规范要求，就要按照实际的工程情况选择较为合理的抗浮对策。在施工过程中要根据设计图纸的要求将地下室的水位高度进行阶段性的控制，并且将地下室抗浮问题进行了深入的探讨，以供参考
关键词：建筑；地下室；抗浮设计；问题探讨
前言：在进行建筑地下室的抗浮设计时，会涉及到很多的问题，其中至关重要的就是确定抗浮水位标高、抗浮的结构设计。抗浮的水位高度和结构设计的经济性是分不开的。确定抗浮水位的高度一般是比较复杂的，一方面要对现场地下水的情况进行详细的了解，另一方面要对未来在结构设计应用年限内的地下水变化趋势进行判定。因为建筑地下室上部分质量的结构情况不一样，在发生水浮力的情况时会出现整体无法进行抗浮和局部无法进行抗浮等情况。在进行抗浮的设计时，要将工程当中的实际情况结合到一起，将控制性的失效方式进行相应的选择，并且将其进行抗浮的验算，这是所有工程师都会遇到的重要问题。抗浮的设计规范没有将水浮力的分项系数进行统一的规定，在进行结构的设计时没有依据进行参照。下文是结合多年的工程经验提出的设计建议，希望能够给予同行业人员相应的参考价值。
1抗浮水位的确定
抗浮水位一般都是地勘单位来确定的，普遍情况下，地勘单位会将实地的条件和历史的记载相结合在将水位的数值提供出来。如果工程当中出现了抗浮的问题时，大多时候是建议住户去咨询专门的抗浮设防水文，并且针对抗浮防水的位置进行深入的研究。会使地下室的抗浮设防水位受到影响的有几方面：一，现有的场地地下水位的类别和具体的分布情况，比较普遍的地下水的种类包括上层滞水、潜水和承压水三种类型的水位，上层滞水的主要来源就是通过大气层进行降水，其排泄的方法就是通过地表进行蒸发。潜水和承压水的来源是通过径流或者是大气层的降水，主要的排泄方法是通过人工的开采；二，地下水的结构和种类不同，那么它的结构设计和应用年限也不一样。一般的地下水压力会根据土壤层的深度发生改变。抗浮设计防水位和等效水位它们之间的概念是不同的。抗浮水位指的是等效水位，不代表地下水的实际水位高度。等效水位代表的是地下室的水位高度水压力是同等的。而建筑防水在进行设计时会应用到防水水位，是地下水的最高水位。
2地下室抗浮措施的种类及设计要点
建筑地下室的构造是一个比较密封的箱体，在地下水的压力之下，会受到向上的水浮力，在进行建筑的地下室的设计时，需要将抗浮稳定和局部的抗浮稳定进行整体的验算。如果发生抗浮的稳定无法符合设计的要求时，可以采用增加配重或者是设置抗浮的构件等方式。地下室的主要设计就是对抗浮的设计，并且抗浮设计可以控制地下室的设计结构，所以抗浮的水位不相同，那么就要采取不同的抗浮应对措施。
2.1无抗浮构件作用下的抗浮措施
2.1.1压重抗浮
当不满足抗浮稳定性验算时，对于不采用抗浮构件作用的地下结构，可采用增加自重的方式来满足抗浮要求。
1）增加地下室结构自重，如适当增加顶板或底板的厚度。
2）增加结构层数，如增加设备层，非使用空间等。
3）用大容重材料对地下室地面进行回填。
4）在地下室顶板增加覆土厚度。
2.1.2降低抗浮设计水位
由浮力计算公式可以看出，降低抗浮设计水头高度可减小水浮力。通过结构优化，在确保地下室使用净高的前提下减小地下室的埋置深度可实现降低抗浮设计水位的要求。具体可采取如下措施：首先，采用平板式筏板基础，较梁板式筏板基础梁底标高略有抬高，水浮力相应减小。其次，顶板采用宽扁梁或无梁楼盖，厚顶板不仅增加了结构自重，而且在保证使用净高的情况下，底板标高可相应抬高，有效降低了抗浮设计水位。
2.1.3设置抗浮构件
通过抗拔桩本身自重和与周边土的摩擦力实现与水浮力相抗衡的抗拔力，可均匀布置于筏板下，也可较集中地布置于柱、墙下。
2.1.4设置抗浮锚杆
抗浮锚杆通过在底板与其下坚硬土层或岩土体之间设置锚杆和砂浆组成的锚固体建立抗浮力，因其布置灵活、受力合理、造价低廉等优点而得到广泛应用。
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2.2结构自重抗浮
整体的抗浮达不到实际的设计要求是因为其自身的结构重量比地下水对地下室的水浮力要小，针对的解决措施是：将地下室顶板之上覆盖的土壤厚度增加，这不仅能使结构的抗浮能力得到增加，还能够使室外用的排水管在顶板上的铺设对覆盖土的厚度要求得到有效地解决；地下室的地板采用的设计是下沉板的设计，在板的表面将土进行覆盖，这样不但能够使结构的总量增加，提升结构的抗浮性，又能够使得地面的排水层和建筑深水层的结构得到解决；经过各个专业之间的联合，将地下室当中的每个专业管道的布置进行改进，将地下室的高度降低，由此就可以将地下室受到的水浮力进行减少，使得结构的抗浮能力得到有效的加强。如果出现了符合整体的抗浮稳定的要求，但没有符合局部的抗稳定要求时，可以采取机构刚度的增加措施，将地下室的水浮力荷载将其按照“到楼盖”的方法应用在地下室的地板上，针对地下室的结构将整体的地下室的构造进行强度的复合和变形的复合。比如，有一个工程，其主要包含两栋20层的建筑和两层地下室，两栋楼之间有一个三跨两层的地下室，而两栋楼的外围主要是单跨两层的地下室，两栋楼和两层地下室大部分是由筏板为基础的，从而使得整体计算符合抗浮的稳定性要求，而两层地下室不符合抗浮的稳定性要求，故此，可以采取此种方法来实现要求。
2.3抗压桩兼做抗拔桩
如果工程当中的基础是桩基，在不能满足抗浮稳定的要求时，可以将工程中的抗压桩当成抗拔桩来使用，以便能够满足地下室抗浮稳定的要求。在将抗压桩当成抗拔桩进行应用时，桩在连接承台时需要达到桩抗拔承载力和相关的结构需求，如果是多节的预制桩时，与桩出相连接的构造方法也应该满足桩抗拔承载力和有关的结构需求。
2.4设置抗拔锚杆
如果采取结构自重的抗浮或者是基础桩基，将工程的抗压桩当成抗拔桩进行使用时无法满足地下室抗浮稳定的要求，可以采取将抗拔锚杆进行设置的方式以满足地下室抗浮稳定的需求。抗拔锚杆的整体布置要考虑到水浮力的大小、地板的结构情况、基础的类型和抗拔锚杆的数量等来进行确定，普遍的方式是：在柱子下面的周边进行布置、沿着地板的两位进行布置以及沿着地下室的地板进行有序的布置。
3施工中地下室上浮的判断及处理
3.1设计图纸对施工中地下室水位的要求
在设计地下室时，要在设计图纸当中明显的标出地下室抗浮水的位置高度，在进行地下室的地板和基础施工时，应该把地下室的水位调整到工程底部的最低高度500毫米之下，通过地下室施工的进展情况将地下室的水位高度进行分段控制。
3.2施工中地下室上浮原因
在进行施工时，地下室水位上浮的原因是因为向上的水浮力比向下的结构构件自重较大，抗拔桩与抗拔锚杆共同承载力之和会使得水位上浮。施工过程中会出现后浇带具备一定的止水能力、后浇带密封之后地下室的顶板覆盖一层土并没有施工、一旦遇到大雨或者连续下雨的天气时，如果未能及时的采取控制水位的措施，那么就会发生水位突然超标，并且会导致地下室的水位上浮。
3.3施工中地下室上浮的现场判断
在除了主栋楼之外的纯地下室遇到水位上浮的状况之后，结构构件发生的变形规律是：在地下室当中，梁板柱的结构部件经过标高的检测之后，会发现其部位有明显的高出部分；地下室和主楼的连接部分，会发现地下室一侧的梁底会出现裂缝；地下室与主楼连接部分的第一跨结构板会出现缝隙、还有第一排框架的柱地和柱顶会有水平的裂缝；框架柱的柱角混凝土部分也可能会出现裂缝。设计人员可以通过以上的变形规律和现场的实际情况进行比对，并且对是否是地下室的上浮问题而影响了结构发生的变形做出初步的判定。
3.4施工中地下室上浮的处理
首先要采用相应的措施来使水位有效降低，等到地下室的结构水位稳定之后，再将结构的构件进行评定，如果构件发生了变形或者破损状况，应采用合适的修补措施。
结束语
随着建筑行业的迅速发展，地下室已经逐渐成为建筑当中的主要部分，而地下室当中的抗浮设计更是地下室设计中的主要内容，地下室的工程造价和施工的安全问题都会受到地下室抗浮设计情况的影响，在施工过程中，因为地下室的水位控制与地下室的具体施工安全存在了一定的联系，所以，要高度关注地下室抗浮设计和施工当中地下室的水位控制情况。
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论文作者:温涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/10/9
标签：地下室论文; 水位论文; 结构论文; 浮力论文; 浮水论文; 稳定论文; 地下水论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;