時間：2022-07-02 22:20:37
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇抗浮設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】抗浮錨桿； 設計依據； 防水設計原理； 防水措施
地下室是建筑專業施工圖階段地下室外墻設計的重點，其重要性已被設計、施工、建設單位所認可，國家也制定了較為系統、全面的《地下工程防水技術規范》(以下簡稱“規范”)以及相應的國標圖集，規范中對于不同防水材料、不同部位的防水構造做法均有較為系統、細致的交代與規定，這對于保證、促進我國的地下防水設計、施工，提高防水質量起到了很大的積極作用。
但在實際工程設計中，總會出現各種各樣的規范中難以全面涵蓋的新問題、新情況，導致設計者無規范和標準可依，這種情況只能憑設計者的經驗進行設計，往往難以保證設計、施工質量，抗浮錨桿的防水設計也屬于此類情況。
筆者所在單位位于青島市，近幾年所設計的青島市大型高層項目由于項目本身的實際需要，地下室往往做三至四層，其深度達10～17米左右，地下室平面尺寸遠遠大于地上主體面積，由于青島地區地下水位較淺，因此抗浮設計成為一個很重要的問題。根據青島地區地基條件很好(基本為微、中風化巖)的特點，結構專業在確定抗浮方案時，經常選擇抗浮錨桿做為抵消地下水浮力的方案，而不是抗浮樁方案，因為選擇抗浮錨桿方案造價相對便宜，施工也方便，如圖一：
結構專業對于抗浮錨桿的設計有專門的技術規程《巖土錨桿(素)技術規程》，由中國工程建設標準化協會組織編制，但外防水問題需要建筑專業予以解決。由于抗浮錨桿一般按照2米間距成網格狀布置并伸入結構閥板內，直徑200以下，相當于將本來完整的地下室底板防水層戳了大量的洞口，破壞了防水層的完整性，產生大量的漏水點，這對防水設計來講是最大的忌諱，由此產生了一系列的問題：
1、無相應的防水設計規范依據。
設計者在做施工圖時，細部構造節點往往習慣直接選用標準圖集或根據規范中相應的要求進行設計，但現行“規范”對于抗浮錨桿的防水構造設計要求只字未提，有人建議按照規范中關于樁頭防水構造進行設計施工，但是筆者通過與施工單位溝通，此方法根本行不通，原因是樁頭直徑一般在500以上，斷面尺寸大，而抗浮錨桿直徑一般在200以下，斷面尺寸很小，而且還有三根直徑分別為30左右的鋼筋，基本沒有水平操作面，很難按照樁頭防水構造進行設計施工。
2、設計、施工互相推諉。
由于無規范設計依據，設計者為避免設計責任(主要是擔心一旦產生漏水，建設方追究設計單位的責任)，經常讓施工企業自行按照經驗施工，設計者不再出具關于此部分的防水構造節點詳圖，但因為房屋漏水、滲水問題產生的糾紛較多，施工單位也深知其中的責任較大，故堅持強調必須有施工圖紙，否則不予施工，至此設計、施工雙方形成僵持局面。
3、設計、施工缺乏經驗。
產生以上問題的根源在于設計、施工雙方均無此方面的成熟經驗，又沒有規范設計依據，所以心中沒底，沒有把握能確保設計、施工的質量。
解決措施：
針對以上出現的問題，筆者在做每一個項目時均主動組織建設方、施工方、監理單位共同開會協商，請大家各抒己見，以便集思廣益，并結合自己對規范的理解和設計經驗，逐漸形成完整的設計方案，詳述如下：
3.1 防水設計原理。
①根據“規范”的有關防水原則，凡是在防水薄弱部位均做加強層。
②錨桿在底板居中左右處做止水鋼板，目的是改變并延長可能滲透的毛細水路徑，阻止毛細水沿錨桿鋼筋長驅直入，使其不易穿透底板。
3.2 防水措施。
關鍵詞 地下空間；抗浮設計；水浮力；抗浮錨桿
中圖分類號TV13 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）39-0149-02
隨著我國改革開放的不斷深入，城市用地越來越緊張，城市地下空間的開發和利用日益得到政府部門的重視，許多城市利用廣場、綠地等建設地下工程，但是建設地下工程，都受到著地下水的浮力作用，如地下鐵道和隧道、地下商場、地下人行通道等地下工程都受到地下水浮力的作用，導致建筑底板破壞、梁柱節點處開裂及底板的破壞等。因此，工程的抗浮設計是否正確合理，直接關系到工程的安全可靠和工程造價，應引起設計者的高度重視。
1 存在的問題
地下建筑的層數一般不高，但是建筑面積非常大，導致地下室處在地下水的浮力作用下，不能用自身重量來平衡這種浮力，導致地下建筑的頂板受到巨大力的作用，對于層數在3層以下或底板埋深＞7m的地下室來說，永久抗浮安全度往往不夠，導致地下室整體或局部上浮的工程事故時有發生，給國家和人民帶來了極大的損失，隨著地下空間的逐步利用，人們總結了出現這種問題的原因：
1）沒有考慮到地下水浮力的作用或沒有對水浮力作用機理有足夠的認識，導致在建設地下工程時沒有做抗浮驗算；
2）沒有做好施工現場的地下水勘察工作，導致抗浮設計中地下水水位的取值不當，沒有考慮到極端天氣下出現的最高水位；
3）設計人員忽視了抗浮計算中的一些因素，導致抗浮措施不當；
4）施工單位在地下工程建設過程中對于抗浮措施沒有引起足夠的重視。
2 地下工程抗浮措施的選擇
下水浮力的作用機理，可以采取配重法來平衡水浮力，這種方法簡單有效，主要可以通過增加自身的重量來抵御水的浮力；工程上也采用設置抗浮樁的方法解決抗浮問題，其原理和配重法一樣，只不過設置抗浮樁是利用樁側面和土體的阻力來平衡浮力的。
對于配重法，適用范圍廣，可以將增加的重量設置在底板上，通過抗浮計算得到需要配置的重量，然后再底板上設置回填層，用土、砂、石等密度大的材料進行回填，利用回填物的重量來增加地下工程的總體重量，達到抗浮的目的。有時可以利用底板外挑部分回填一部分配重，達到增加自身重量的目的；對于底板為板柱或梁板結構，可以利用底板柱帽或梁至地坪之間的空間設置回填土，這種方法可以解決地下工程抗浮問題，還可以作為底板的防水處理。綜上，配重法作為一種簡單可行的方法，不受地理條件、施工環境的影響，不但可以降低造價，還可以解決抗浮問題，常常作為基本方法予以采用。
采用抗浮樁進行抗浮設計，主要是利用抗浮樁側面與土體的摩擦來抵消地下水浮力的，抗浮樁的效果與樁長、樁徑、樁型以及周圍的地質條件都有很大的關系，因為制造抗浮樁的造價高，所以一般使用在柱、墻下等抗浮面積較大、受環境條件、施工條件影響大的地方。
抗浮錨桿是利用錨桿與砂漿組成一個錨固體，保證錨固體和巖土層的結合力，可以提高地下建筑的抗浮能力。抗浮錨桿具有造價低、施工方便、受力合理等優點，廣泛的用于地下空間抗浮施工。在實際施工中，施工人員要根據地下工程的結構形式、地質條件、浮力大小、施工條件和工期要求等因素確定采用何種抗浮措施。
3 地下工程的抗浮設計
3.1 設計流程
對于地下工程抗浮設計總原則，應該滿足下式要求：
式中：W為地下建筑自重及其上作用的永久荷載標準值的總和；
F為地下水浮力。
當地下建筑自重及地面上作用永久荷載標準值的總和不滿足（1）式要求時，應進行地下建筑抗浮設計。
在具體設計時當建筑物的地面上結構外邊線與地下建筑外邊線基本重疊時，地下建筑的抗浮設計按以下原則進行：
1）當結構重量大于地下水的浮力且滿足（1）式時，不必考慮地下水對地下建筑整體浮力作用，但應在設計中提出施工中必須采取隔水或降水措施降低地下水位；
2）當結構重量小于地下水浮力時，地下建筑肯定要設置永久性抗浮構件或采取其他有效措施以平衡地下水對整體結構的浮力；
3）上述兩種情況還必須考慮地下水浮力對地下建筑底板的反向作用，保證地下建筑底板構件在地下水反向作用下應具有足夠的強度和剛度，并滿足構件的上拱抗裂要求。
3.2 水浮力計算
一般情況下，水浮力可以由巖土工程勘察報告提供的用于計算地下水浮力的設計水位，根據阿基米德定律依照公式：
（2）
其中，V0為水浮力；F3為地下建筑重力；F4為覆土重力；A為承重地下水浮力作用的豎向受力單元的地下室柱網面積；F1為樁柱重力；F2為承臺重力；F5為±0.000以上主體垂直荷載。
若計算結果v＞0，則應采取抗浮措施。在浮力計算過程中要注意：當地下建筑面積與上部主體結構面積相同時，可簡單比較地下建筑水浮力與建筑總荷載的關系，來判斷是否可能發生上浮；當地下建筑面積大于上不主體建筑±0.000層面積時，或按裙房樓層比較浮力與建筑總荷載，浮力大于建筑總荷載時，應以豎向受力構件為單元分析浮力的平衡狀態。
3.3 抗浮設計
當計算所得的浮力V>0時，應采取抗浮措施，在選擇抗浮措施時，要做到經濟合理，首先要分析工程地質和水文地質條件，并分別區別施工階段和竣工后使用階段的不同情況。
1）施工階段的抗浮措施。地下建筑物若處于透水系數比較大的粉質粘土、粉土、砂土中，由于正值施工期間，地下建筑的頂板和覆土尚未完成，此時底板和外墻已施工完成。在地下水的作用下，形成了水浮力，當浮力不大時，可以利用排水明溝、集水井進行排水，以減少水浮力；當土質的滲透系數大，應在地下建筑底板中設置后澆帶，利用板下的墊石作為倒濾層，排除水后，直到地下建筑底板的水排干凈后，澆筑后澆帶的混凝土；
2）永久性抗浮措施。在上面提到利用配重法、抗浮樁法、抗浮錨桿等來平衡地下水浮力，工程中常用的永久性抗浮措施：抗浮錨桿，由于粘質粉土、硬塑狀粘土或風化基巖適宜鉆孔注漿，若地下建筑底板下是這些土層，可以利用注漿錨桿法。抗浮錨桿具有良好的底層適應性，易于施工，錨桿布置非常靈活，錨固效率高。由于其單向受力特點，抗拔力及預應力易于控制，有利于建筑構件的應力與變形協調，降低結構造價，在許多條件下，優于配重法和抗浮樁法。
4 地下建筑上浮后處理措施
當發生地下建筑上浮后，應盡快采取措施增加配重和降低地下水水位，以減小水浮力，再檢查地下建筑上浮是否造成建筑結構的破壞，破壞過程是否可以修復。常用的幾種地下建筑上浮處理方法：1）加載。設法迅速增加地下建筑的重量，以克服水浮力及地下建筑側墻與土體之間的摩擦力，使卡在土層中的地下建筑沉回原位；2）抽水。可以在現場重新啟動原有的抽水井或另行打設抽水井以降低水壓；3）解壓。在地下室底板上鉆孔，以宣泄地下水，此外如果地下建筑外側有足夠的場地，可以考慮將周邊塌方部分挖除，可以使地下建筑較易于下沉。
5 結論
地下室的抗浮設計是結構設計中的一個重要組成部分。設計人員應根據地下工程具體情況進行認真分析，正確計算水浮力與抗浮力，處理好工程整體抗浮與局部抗浮的關系，選擇合理的抗浮措施，既保證地下工程的安全，又節省投資。
參考文獻
[1]裴豪杰.地下結構的抗浮設計探討，2004.
【關鍵詞】地下室；抗浮設計；問題
隨著社會經濟、城市建設的發展，人們對地下空間的需求不斷增長，地下工程在整個建設項目中所占的比重越來越大。近幾年來，有不少地下室因地下水的作用而造成工程事故，如出現裂縫、漏水、地下室底板局部拱起甚至地下室上浮及結構破壞等，處理起來非常棘手且效果不好。在多個地下室因水浮力作用而引發的工程事故中，主要是由于設計人員對地下水的作用認識不足，抗浮設計的基本概念不清晰造成的。本文根據審查工程中地下室抗浮設計出現的一些問題，總結以下幾方面在設計時需加以注意。
1、確定科學合理的抗浮設防水位
規范規定建筑物在施工及使用階段均應符合抗浮穩定性要求。在建筑物施工階段，應根據施工期間的抗浮設防水位和抗力荷載進行抗浮驗算，必要時采取可靠的降、排水措施滿足抗浮穩定要求；在建筑物使用階段，應根據設計基準期抗浮設防水位進行抗浮驗算。驗算地下水對結構物的作用時，原則上應按勘察報告提供的設防水位計算水浮力。確定一個科學合理的抗浮設防水位對于地下室的結構設計是很重要的。抗浮水位、防水水位和設防水位這三個術語的意義不同，抗浮水位是指抗浮設計時控制浮力的水位，防水水位是地下水防水設計時控制設計的水位，對同一個場地而言，有些情況下水位是相同的，但有些情況可能不相同。設防水位的含義應該更具有嚴格的內涵，抗浮水位與抗浮設防水位嚴格程度不同，抗浮設防水位應該包含有多少年一遇的水位，或者超越概率，如果沒有歷史資料可以作概率分析，這個水位沒有多少年一遇的內涵，則只能通稱為抗浮水位而不能說是抗浮設防水位。由于分析設防水位的超越概率需要長期觀測的地下水歷史資料，對于沒有建立長期觀測地下水位站網的城市和地區，僅憑勘察時觀測的地下水位作為設防水位是不確切的。
2、抗浮計算
局部抗浮，一般按照1.05F（浮力）—0.9G（自重+覆重）
3、抗浮設計
抗浮設計首先應考慮采用增加自重或覆土的辦法，即自重平衡法來平衡地下水浮力。無論采用增加結構自重，還是增設覆重，都是要按照經濟合理的原則進行處理的，是有限度的。通常在防水底板上增設回填土、灰土墊層、毛石混凝土、素混凝土層等，有的采用鐵屑混凝土（不建議采用）；另外在地下室頂板增設覆土，局部也可采用地下室底板外挑，比較經濟有效。
如果采用自重或覆土加覆重辦法，抗浮計算仍不滿足時，可采用抗拔樁和錨桿處理。采用抗浮樁或抗浮錨桿等措施，應在基坑開挖前確定抗浮設計方案。以便于基坑槽、抗浮樁施工及本工程基坑降水與邊坡支護、基礎施工等后續工藝的銜接。抗浮樁或錨桿設計所需各巖土層相關參數可按巖土工程勘察報告提供值采用。采用配重加錨桿相結合的方案，錨桿的孔徑150mm，200mm較為常用，具體設計可由抗拔試驗數據確定。
4、抗浮設計的問題及處理
（1）對于地下水位較低的情況，通常僅按構造要求，設構造防水底板，板厚不小于250mm，構造配筋即可滿足要求。但是，實際工程中，有的工程地下水位較高（在底板之上），也采用構造做法就不妥了，此時雖然整體抗浮滿足要求，但局部抗浮混凝土底板裂縫可能不滿足，獨立柱基與防水底板變形不協調，結果是因配筋過小導致防水底板開裂失效。
（2）地下水位較高時，應特別注意只有地下室部分和地面上樓層不多時的抗浮計算。地下室車道、地下水池的抗浮驗算常常容易漏掉。
（3）地下室外墻（土壓力及水壓力）與防水底板（水壓力、上部荷載）不僅要滿足受力要求，還應進行裂縫寬度的計算，裂縫寬度不得大于0.2mm，并不得貫通。
（4）需要明確地下工程防水混凝土迎水面鋼筋保護層厚度，有的設計取值偏小。應注意防水底板與墻柱基礎，以及防水底板與主樓基礎的連接，受力鋼筋的錨固與搭接要求。
（5）高層地下室采用獨立柱基或條基加抗水底板時，在抗水板下設褥墊，以保證實際受力與設計計算模型相同。高層建筑地下室設計時，當底板下的土質較好時，地下室底板自重、地下室隔墻和水池等荷載考慮由底板下的土層直接承受，應要求不擾動土層、對遇到軟弱土時的處理方法，超開挖或者標高變化處的回填土的施工應提出明確的要求，回填土未加處理將引起底板開裂。
（6）當采用抗浮樁時，樁基不能既作抗拔樁，又同時作為承壓樁來設計，因為樁只有變形才發揮作用，相反方向的變形會導致樁基失效而不安全。
（7）抗浮設計時，后澆帶應有措施保證抗水板不出現薄弱點及漏點。
（8）抗拔樁設計時，樁身配筋量不能僅按強度要求進行計算，往往缺少裂縫寬度驗算。按裂縫寬度控制計算結果的配筋量遠大于按強度要求計算的配筋量。采用預制樁作為抗拔樁時，往往只注意樁身的抗拉強度要求，樁基與承臺間連接鋼筋的強度要求接樁段的裂縫寬度要求常常被忽視。
（9）抗拔樁計算問題：抗拔樁配筋計算時荷載分項系數取1.0有誤（審查中發現，抗浮計算時水浮力和壓重分項系數均取1.0計算，當水浮力大于壓重時，抗拔樁樁身配筋按（水浮力一壓重，鋼筋強度計算，嚴重錯誤）。地下室底板的強度計算時（水位較高，總豎向荷載往上）（樁基時不同），板、覆土的自重的荷載分項系數取1.2有誤，根據《建筑結構荷載規范）GB50009—2012第3.2.54條荷載分項系數應取1.0。抗浮計算時，板、覆土的自重的荷載分項系數應取0.9進行折減。
（10）有些設計人員往往忽視施工對地下室抗浮的重要性，在結構設計說明中必須明確降排水要求，包括停止降水的時間（不留降水盲點，雨季必要時應另有要求和措施），主樓及地下室施工完成的進度，必須具備的條件，如基礎底板及頂板上覆重完成等；另外還要明確荷重要求，墊層的密度、壓實系數等要求。
[關鍵詞]地下空間；抗浮設計；水浮力；抗浮錨桿；
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）27-0224-01
引言
隨著城市化進程的開展，地下空間開發越來越受到重視，且規模也越來越大。高層建筑的多層地下室、地下鐵道及隧道、地下停車場、地下商場、地下倉庫和地下市政設施都面臨著抗浮設計的難題。目前采用的抗浮措施主要有加重法、降截排水法、抗浮錨桿和抗浮樁等[1]，各種方法及聯合方法均有很多成功案例。抗浮設計的關鍵是準確地確定浮托力，這也是近年來專家學者研究和討論的熱點，主要表現在抗浮設防水位的確定和粘土浮力計算折減問題。地下結構受到地下水浮力的作用，導致建筑底板破壞、梁柱節點處開裂及底板的破壞等。因此，工程的抗浮設計是否正確合理，直接關系到工程的安全可靠和工程造價，應引起設計者的高度重視。
1.存在的問題
地下建筑的層數一般不高，但是建筑面積非常大，導致地下室處在地下水的浮力作用下，不能用自身重量來平衡這種浮力，導致地下建筑的頂板受到巨大力的作用，對于層數在3層以下或底板埋深>7m的地下室來說，永久抗浮安全度往往不夠，導致地下室整體或局部上浮的工程事故時有發生，給國家和人民帶來了極大的損失，隨著地下空間的逐步利用，人們總結了出現這種問題的原因：
（1）沒有考慮到地下水浮力的作用或沒有對水浮力作用機理有足夠的認識，導致在建設地下工程時沒有做抗浮驗算；
（2）沒有做好施工現場的地下水勘察工作，導致抗浮設計中地下水水位的取值不當，沒有考慮到極端天氣下出現的最高水位；
（3）設計人員忽視了抗浮計算中的一些因素，導致抗浮措施不當；
（4）施工單位在地下工程建設過程中對于抗浮措施沒有引起足夠的重視。
2.地下工程抗浮措施的選擇
下水浮力的作用機理，可以采取配重法來平衡水浮力，這種方法簡單有效，主要可以通過增加自身的重量來抵御水的浮力；工程上也采用設置抗浮樁的方法解決抗浮問題，其原理和配重法一樣，只不過設置抗浮樁是利用樁側面和土體的阻力來平衡浮力的。
對于配重法，適用范圍廣，可以將增加的重量設置在底板上，通過抗浮計算得到需要配置的重量，然后再底板上設置回填層，用土、砂、石等密度大的材料進行回填，利用回填物的重量來增加地下工程的總體重量，達到抗浮的目的。有時可以利用底板外挑部分回填一部分配重，達到增加自身重量的目的；對于底板為板柱或梁板結構，可以利用底板柱帽或梁至地坪之間的空間設置回填土，這種方法可以解決地下工程抗浮問題，還可以作為底板的防水處理。綜上，配重法作為一種簡單可行的方法，不受地理條件、施工環境的影響，不但可以降低造價，還可以解決抗浮問題，常常作為基本方法予以采用。
采用抗浮樁進行抗浮設計，主要是利用抗浮樁側面與土體的摩擦來抵消地下水浮力的，抗浮樁的效果與樁長、樁徑、樁型以及周圍的地質條件都有很大的關系，因為制造抗浮樁的造價高，所以一般使用在柱、墻下等抗浮面積較大、受環境條件、施工條件影響大的地方。
抗浮錨桿是利用錨桿與砂漿組成一個錨固體，保證錨固體和巖土層的結合力，可以提高地下建筑的抗浮能力。抗浮錨桿具有造價低、施工方便、受力合理等優點，廣泛的用于地下空間抗浮施工。在實際施工中，施工人員要根據地下工程的結構形式、地質條件、浮力大小、施工條件和工期要求等因素確定采用何種抗浮措施。
3.地下工程的抗浮設計
3.1設計流程
對于地下工程抗浮設計總原則，應該滿足下式要求：
（1）
式中：W――地下建筑自重及其上作用的永久荷載標準值的總和；
F――地下水浮力。
當地下建筑自重及地面上作用永久荷載標準值的總和不滿足（1）式要求時，應進行地下建筑抗浮設計。
在具體設計時當建筑物的地面上結構外邊線與地下建筑外邊線基本重疊時，地下建筑的抗浮設計按以下原則進行：
（1）當結構重量大于地下水的浮力且滿足（1）式時，不必考慮地下水對地下建筑整體浮力作用，但應在設計中提出施工中必須采取隔水或降水措施降低地下水位。
（2）當結構重量小于地下水浮力時，地下建筑肯定要設置永久性抗浮構件或采取其他有效措施以平衡地下水對整體結構的浮力。
（3）上述兩種情況還必須考慮地下水浮力對地下建筑底板的反向作用，保證地下建筑底板構件在地下水反向作用下應具有足夠的強度和剛度，并滿足構件的上拱抗裂要求。
3.2水浮力計算
一般情況下，水浮力可以由巖土工程勘察報告提供的用于計算地下水浮力的設計水位，根據阿基米德定律依照公式：
（2）
其中，為水浮力；為地下建筑重力；為覆土重力；為承重地下水浮力作用的豎向受力單元的地下室柱網面積；為樁柱重力；為承臺重力；為±0.000以上主體垂直荷載。
若計算結果v>0，則應采取抗浮措施。在浮力計算過程中要注意：當地下建筑面積與上部主體結構面積相同時，可簡單比較地下建筑水浮力與建筑總荷載的關系，來判斷是否可能發生上浮；當地下建筑面積大于上不主體建筑±0.000層面積時，或按裙房樓層比較浮力與建筑總荷載，浮力大于建筑總荷載時，應以豎向受力構件為單元分析浮力的平衡狀態。
3.3抗浮設計
當計算所得的浮力 時，應采取抗浮措施，在選擇抗浮措施時，要做到經濟合理，首先要分析工程地質和水文地質條件，并分別區別施工階段和竣工后使用階段的不同情況。
（1）施工階段的抗浮措施。地下建筑物若處于透水系數比較大的粉質粘土、粉土、砂土中，由于正值施工期間，地下建筑的頂板和覆土尚未完成，此時底板和外墻已施工完成。在地下水的作用下，形成了水浮力，當浮力不大時，可以利用排水明溝、集水井進行排水，以減少水浮力；當土質的滲透系數大，應在地下建筑底板中設置后澆帶，利用板下的墊石作為倒濾層，排除水后，直到地下建筑底板的水排干凈后，澆筑后澆帶的混凝土。
（2）永久性抗浮措施。在上面提到利用配重法、抗浮樁法、抗浮錨桿等來平衡地下水浮力，工程中常用的永久性抗浮措施：抗浮錨桿，由于粘質粉土、硬塑狀粘土或風化基巖適宜鉆孔注漿，若地下建筑底板下是這些土層，可以利用注漿錨桿法。抗浮錨桿具有良好的底層適應性，易于施工，錨桿布置非常靈活，錨固效率高。由于其單向受力特點，抗拔力及預應力易于控制，有利于建筑構件的應力與變形協調，降低結構造價，在許多條件下，優于配重法和抗浮樁法。
地下室的抗浮設計是結構設計中的一個重要組成部分。設計人員應根據地下工程具體情況進行認真分析，正確計算水浮力與抗浮力，處理好工程整體抗浮與局部抗浮的關系，選擇合理的抗浮措施，既保證地下工程的安全，又節省投資。
關鍵詞：地下室；抗浮設計；錨桿；注漿
引言
近年來，隨著城市用地的日益緊張，建筑物地下室的埋深亦愈來愈大，部分地下室上部結構為裙房，如果地下水較淺，裙房結構自重不足以抵抗地下水浮力，地下室抗浮設計成為結構設計的重點問題。
對民用建筑工程地下室的抗浮驗算，國家規范和各種地方規范提出了不同的要求，主要有四種：
（一）《建筑結構荷載規范》（GB 50009-2012）第3.2.4條第4點規定：對結構的傾覆、滑移或漂浮驗算，荷載的分項系數應按有關的結構設計規范的規定采用。
（二）《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）第5.4.3條，建筑物基礎存在浮力作用時應進行抗浮穩定性驗算，應符合下列規定：
1 對于簡單的浮力作用情況，基礎抗浮穩定性應符合下式要求： ，式中：Gk――建筑物自重及壓重之和（kN）
Nw，k――浮力作用值（kN）；
Kw――抗浮穩定性安全系數，一般情況下可取1.05.
2 抗浮穩定性不滿足設計要求時，可采用增加壓重或設置抗浮構件等措施。在整體滿足抗浮穩定性要求而局部不滿足時，也可采用增加結構剛度的措施。
（三）《廣東省標準《建筑地基基礎設計規范》》（DBJ 15-31-2003）（簡稱廣東標準）第5.2.1條規定，地下室抗浮穩定性應滿足下式的要求：W/F≥1.05，式中：W為地下室自重及其上作用的永久荷載標準值的總和；F為地下水的浮力的標準值。
（四）《北京市建筑設計技術細則（結構專業）》第3.1.8條第5款規定：在驗算建筑之抗浮能力時，應不考慮活載，抗浮安全系數取1.0.
以上四種計算要求中，國家規范和廣東標準的抗浮要求是一致的。目前，常用的抗浮措施有加大結構尺寸或增加結構壓重抗浮、抗拔樁抗浮、錨桿抗浮等。其中抗浮錨桿以其經濟性、施工周期短等優點，在地下室抗浮設計中應用越來越多。但抗浮錨桿設計目前尚無統一的規定和計算方法，如何保證抗浮錨桿設計的安全可靠性、經濟合理性就顯得尤其重要。下面結合工程實例，主要論述了錨桿在地下室抗浮中的設計的應用，以供大家參考。
1 工程概況
某住宅小區，一共6幢，建筑面積108500，地上25～28層，地下1層。地下室底板面標高-4.9米，基礎部分采用人工挖孔樁，持力層為中風化花崗巖層，計算沉降量為15～18mm，單層地下室部分采用天然筏板基礎，基礎持力層為殘積礫質粘性土層，計算沉降量為5mm，為調整沉降差，地下室間設置沉降后澆帶方可澆筑；場地較穩定，不存在巖溶作用；地基穩定性好，地下水豐富。
2 抗浮設計
3 錨桿設計
由于錨桿抗拔設計無明確的規范條文，設計時參考《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）和《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2002）內容進行計算和構造措施。
（1）土力學參數
（2）錨桿抗拔承載力特征值計算
錨桿設計直徑為D=130mm，基底以下土層性質良好，按全粘結錨桿設計，根據土層及施工情況，設計錨桿錨固長度la為8m。根據《建筑地基基礎設計規范》第6.8.6 條，對永久性錨桿的初步設計，可按下式估算：
Nak=ζ?furhr=112kN
式中：Nak為錨桿抗拔承載力特征值；ur為錨桿周長，為0.408m；hr為錨桿錨固段錨入巖層的有效錨固長度
本工程按各土層平均高度取值，即土層③5m，土 層④1.75m，土層⑤1.25m；?為水泥砂漿與巖土層的粘結強度特征值；ζ為經驗系數，對于永久性錨桿取0.8。
設計取Nak=100kN。
（3）錨桿鋼筋截面積計算
錨桿體選用三級鋼，?y=360N/mm2
根據《建筑邊坡工程技術規范》第7.2.2條
As≥Y0Na/ζ2?y= 523mm2
式中：
As為錨桿鋼筋面積；Na為錨桿抗拔承載力設計值，Na=1.3Nak；ζ.....2為錨筋抗 拉工作條件系數，對于永久性錨桿取0.69；Y0為工程重要性系數，取1.0。
設計選用 1Ф28（HRB400級鋼）
（4）錨桿鋼筋與錨固砂漿的錨固長度計算
根據《建筑邊坡工程技術規范》第7.2.4條
l≥Y0Na/ζ3πd?b=1.17m
式中：l為錨桿鋼筋與砂漿間的錨固度；d為錨桿鋼筋直徑；?b為鋼筋與錨固砂漿間的粘結強度設計值，設計砂漿為M25時，?b= 2.1MPa；ζ3為鋼筋與砂漿粘結強度工作條件系數，對于永久性錨桿取0.60。
（5）錨桿布置
（6）注漿設計
錨桿注漿采用425#普通硅酸鹽水泥，細砂攪拌而成，砂漿的強度為M25，坍落度約75 mm左右，注漿壓力應≥1.0MPa；且應采用二次注漿，二次注漿選用水灰比0.45～0.5的純水泥漿，注漿壓力≥2.0MPa。
4 錨桿驗收
錨桿驗收試驗的錨桿數量取錨桿總數的5%，本工程共檢測60根；最大試驗荷載取錨桿設計特征值的二倍。根據《錨桿檢測報告》的試驗結果顯示，全部樣品在200kN荷載作用下，錨頭位移穩定，未出現破壞現象，均滿足設計要求。
5 結語
綜上所述，本工程采用了錨桿抗浮技術，不但保證了工程的質量，而且在工期和經濟上都取得了顯著的效果；錨桿抗浮較其它技術抗浮有顯著的優點。由于土層的不確定性，錨桿全面施工前應進行基本試驗。
參考文獻：
[1]建筑地基基礎設計規范（GB50007-2011）
[2]建筑邊坡工程技術規范（GB50330-2002）
[3]巖土錨桿（索）技術規程（CECS22-2005）
[4]建筑結構荷載規范（GB 50009-2012）
關鍵詞:地下工程；地質條件；抗浮設計；優化工作
中圖分類號：F407.1 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著國民經濟建設步伐的加快，城市建筑行業得到蓬勃的發展，許多建筑工程開始對地下空間進行開發及利用，這對地下工程結構的質量安全也提出了更好的要求。我國沿海地區地下水文普遍較高，地下水浮力較大，傳統結構的抗浮樁由于自身具有一定的缺陷，已無法滿足當前地下工程建設的需要，若建設單位不進行抗浮優化設計，很可能會出現地下室上浮、地下結構被破壞等情況。而將鋼筋混凝土支護樁作為抗浮樁具有成本低、抗浮承載力高、施工工期短等優點，能夠較好彌補傳統抗浮樁的不足之處，并降低工程基坑開挖和支護結構的風險及難度，目前在城市地下工程中得到廣泛的應用及推廣。本文通過探討地下工程抗浮優化設計研究工作，希望為類似工程設計研究工作提供借鑒依據。
1工程概況
某地下人防工程位于該市中心某商業繁華地段，按照平-戰結合原則設計，地面為車輛交通道路，地下人防平時用作步行商業街。
該工程的結構類型為現澆鋼筋混凝土梁板、柱、墻結構，基礎采用現澆鋼筋混凝土筏板基礎，下沉式廣場為樁筏基礎;工程類型為甲類人防地下室工程(掘開式)，抗力系數為6，防核武器抗力級別為6、7，地基基礎設計等級為甲級。支護樁采用鉆孔灌注樁，沿基坑周邊布置，樁徑d為900mm，樁長為12～16.5m，樁中心距s為1400mm，所用混凝土強度為C30。基坑內支撐采用平面鋼桁架，支護樁樁頂冠梁兼作圍囹。基坑四周樁間土用三重管高壓旋噴樁豎向加固，與鉆孔灌注樁聯合作業，形成止水帷幕。基坑開挖時采用對地表水和上層滯水設置排水溝和集水井的方法進行明排，下部砂層承壓層采用管井群疏降水。
2場區水文地質條件
該工程場區的水文地質條件較為復雜。場區域自中更新世末期至晚更新世中期堆積了近百米厚的砂卵(礫)石層，勘探深度內的卵石層屬其上部，地層層位為上更新統洪積、沖積層，之上為全新統粉質黏土、粉土、粉砂、沙層。
場區孔隙潛水動態變化受大氣降水影響明顯，枯水期水位埋深0.5～1.5m，豐水期水位與地面平齊，勘探期間測得水位埋深0.55～1.12m。孔隙承壓水水位呈水文型自然動態變化，即隨江河水位變化而變化，態勢明顯，如圖1所示。全年中，1、2、3、11、12月份為孔隙承壓水的枯水期，勘探期間測得地下水位埋深1.85～2.05m，7、8月份為地下水豐水期，其他為地下水平水期。
圖1地下水位和江河水位動態曲線圖
3原設計抗浮驗算及分析
原設計考慮到地下結構自重作用下抗浮穩定性不足，采取了如下措施:①街道下采用增加抗浮混凝土配重墊層(厚1400mm)，如圖3所示;②沉入式廣場采用有擴大頭的鋼筋混凝土灌注樁(直徑為800mm)作為抗拔樁。
根據我國相關規范要求，結構的抗浮穩定性應滿足下式:
Kw=Gk/Nw，k (1)
式中:Kw為抗浮穩定安全系數;Gk為底板單位面積抗浮力，即建筑物自重及壓重之和，kN;Nw，k為浮力作用值，kN。
抗浮穩定安全系數Kw一般情況下可取1.05，考慮本工程的工程線路較長、水文地質情況較為復雜，Kw按1.10設計。
根據“安全、經濟、合理、科學”的設計原則，單位面積板底浮力作用值w，k為
w，k=γw(h1+h2)(2)
式中: w，k為單位面積底板浮力作用值，kN/m2;γw為地下水的重度，γw=10kN/m3;h1為地下結構的高度，m;h2為最大動水位離地下結構頂面的距離，m。
由圖2中可知，原設計中地下結構頂面標高±0.000，相當于絕對標高30.000m。根據地下水位動態曲線分布規律(見圖1)，取抗浮承壓水水位絕對標高為32.00m，則h2=2m，由圖2所示，h1=4.9+1.4+0.5=6.8m，故w，k=10×(6.8+2.0)=88kN/m2。
圖2原設計方案
以街道下23m寬(3跨區)區域為例進行驗算，底板單位面積抗浮力在計算上覆土及路基路面、混凝土頂板、底板、抗浮混凝土配重墊層、柱(柱帽)、墻、基礎底板自重及壓重并考慮外挑影響后為92.64kN/m2。
按公式(1)計算可得Kw=Gk/Nw，k=92.64/88=1.05，不滿足設計中抗浮穩定安全系數大于1.1的要求，可見原設計中23m寬(3跨度)區域抗浮承載力(未考慮活荷載抗浮)略有差欠。
進一步對其他位置進行分析可知，39m寬(5跨度)區域等更寬的位置，因為側墻、底板外挑作用的當量均布抗浮力計算值會減小，不能滿足抗浮設計要求;有樓梯的位置，因為上覆土、頂板等的抗浮力計算值大大減小，更不能滿足抗浮設計要求。
4抗浮優化設計
4.1街道下主體結構利用支護樁抗浮設計方案
為了提高原設計的抗浮承載能力，提出了街道下主體結構抗浮優化方案，如圖3所示。新方案與原方案相比，主要區別如下:
(1)利用支護樁參與街道下人防主體結構的抗浮。
(2)減少原設計的室內抗浮混凝土配重墊層厚度。
(3)盡可能地減小底板外挑長度，為基坑開挖施工提供方便。
圖3 利用支護樁抗浮方案
4.2優化后方案抗浮驗算
利用支護樁作為抗浮樁時，單樁抗拔承載力除了考慮樁自重外，還應考慮支護樁側旋噴混凝土等側阻的有利影響。由計算分析并經抗拔承載力試驗確定本方案中抗拔承載力特征值按350kN計算。分別按混凝土配重墊層厚度減除0.7m和0.5m來計算，街道下主體結構利用支護樁抗浮的驗算結果如表2所示。
根據表1計算可知，利用支護樁抗浮后，混凝土抗浮配重層減除一定厚度的方案是可行的，其中在23m寬(3跨度)區域，可減除0.7m厚混凝土抗浮配重墊層，減除后抗浮穩定安全系數Kw為1.12，滿足設計要求;而在39m寬(5跨度)區域，宜將混凝土減除厚度控制在0.5m或采取在跨中增設抗浮樁等其他處理措施，減除配重層厚度0.5m后相應的抗浮穩定安全系數Kw等于1.10，滿足設計要求。
表1利用支護樁抗浮驗算結果
4.3沉入式廣場抗浮樁樁型優化
原設計中沉入式廣場抗浮樁采用有擴大頭的鋼筋混凝土灌注樁(直徑為800mm)，雖然其抗拔力學性能占優，但存在當地施工困難、成本太高的問題。從成樁可能性、節約費用，尤其是施工時間等考慮，建議取消沉入式廣場抗浮樁的擴大頭，直接采用鋼筋混凝土灌注樁。
4.4新方案實施效果
優化后的方案可減少室內混凝土抗浮配重墊層厚度0.7m或0.5m，同時減小了基坑開挖深度，縮小基坑邊緣距離(沿街道縮進約1000mm)，在大大減少基坑開挖土方量的同時，也對周邊管網的保護和利用提供了極大的便利。新方案中提高了基坑降水水頭，減小了降水的風險和難度;沉入式廣場抗浮樁取消擴大頭，直接采用鋼筋混凝土灌注樁節約費用明顯，效果良好。據統計，以上各項合計節約工程總造價達1016.7萬元以上。由于本工程要求必須在枯水期和平水期間一次性連續開挖施工完成，因此，相對于工程造價，確保施工工期按時完成更為重要，實踐證明，優化方案對縮短施工工期起到了非常好的作用。
5結語
綜上所述，地下工程抗浮設計是影響工程整體質量安全的重要因素。因此，加權抗浮優化設計的研究工作就顯得十分必要了。本工程通過利用廢棄的鋼筋混凝土支護樁作為抗浮樁，大大提高了地下工程主體結構的抗浮承載力，同時減少了基坑開挖及抗浮工程的成本，降低了工程的施工難度，并取得了較好的經濟效益。
參考文獻
由于泵房尺寸較大，埋置深度較大，且上部荷載較小，當地下水位較高時，抗浮設計往往是設計控制因素之一。目前，工程中較常用的抗浮方式有：自重抗浮、配重抗浮、錨固抗浮、抗浮樁等。可根據實際情況同時采用一種或多種抗浮方式。
（1）自重抗浮
自重抗浮荷載計算時不包括設備重、使用荷載及安裝荷載。自重加大后，泵房體積也隨之加大，浮力相應增加。因此自重抗浮只能在不具備其他抗浮條件或自重加大不多即可滿足抗浮要求時采用。
（2）配重抗浮
配重抗浮也有一定的局限性。由于泵房埋于地下，常用的配重方法是在泵房底板外挑部分的填土，底板向外延伸會使支護范圍加大，且當泵房較深時，基坑回填壓實難度較大，不易滿足設計要求。也可在泵房頂板增加配重，但會加大結構承載量，對抗震不利。
（3）錨固抗浮
錨固抗浮是一種有效的技術手段，錨桿靈活布置、錨固效率高、適應性較廣，易于施工。在許多條件下優于自重抗浮和配重抗浮。由于抗浮錨桿的工作環境和受力特點，錨桿受拉后桿體周圍灌漿開裂，使桿體極易受地下水侵蝕，影響其耐久性。同時，抗浮錨桿與底板的節點可能成為防水的薄弱環節。
（4）抗浮樁
抗浮樁是一種主動抗浮設計，前期施工費用較高，但后期維護簡單，結構受力合理，不影響泵房的使用功能。當地下水位較高，泵房平面尺寸較大，基礎埋置較深時多采用此種抗浮方法。此外，工程中還有其他抗浮方法。例如通過改變結構形式，泵房池壁與土體的黏結抗剪力抗浮。實際工程中，應根據泵房的尺寸大小，水位高低，埋置深度選用合理的抗浮方式，以達到設計要求。
2抗滑移、抗傾覆驗算
當采用嵌固或錨固抗浮時，泵房周圍填土較深且土面大體一致時，可不做抗滑移、抗傾覆驗算。當泵房建造在軟弱土層上，有可能出現連同地基土一起滑動而失去穩定時，尚應采用圓弧滑動條分法進行整體穩定驗算。
3施工方法選擇
當泵房埋深較淺，地下水位較低，且土質較好時，可選擇開挖基坑。當泵房埋深較深，地下水位較高，且土質較差時，可選擇沉井施工。基坑開挖較為簡單，本文重點介紹沉井施工方法。沉井的施工方法對沉井的設計計算有著直接關系，應根據場地的地質條件結合施工條件決定。
（1）排水下沉
當地下水位不高，或是雖有地下水但沉井周邊的土層滲水性不強，涌入井內的水量不大且排水不困難時，可采用排水下沉法，此種方法施工費用較低，工期較短。
（2）不排水下沉
在下沉深度范圍內存在粉土、砂土或其他強透水層而排水下沉有可能造成流砂或補給水量很大而排水困難時，可采用不排水下沉。當沉井場地附近有已建建構筑物及其他設施，排水施工可能導致其沉降及傾斜而難以采取其他有效措施防止時，也可采用不排水下沉。
（3）分次下沉
根據沉井的高度，地基承載力、施工條件和設計需要，沉井可沿高度方向一次澆筑下沉，或分段澆筑一次下沉，或分段澆筑分次下沉。
4結構設計中應注意的問題
（1）池壁厚度的選擇
當泵房較淺、采用開挖施工方法時，池壁厚度只要滿足受力要求、防水要求即可。當泵房較深，采用沉井施工時，應優先考慮沉井依靠自重克服土層的摩擦力下沉，因此，池壁要有適當的厚度。反之，當池體過重時，下沉系數過大或地基承載力不足時，應適當減小池壁厚度。當地下水位較高時，沉井必須滿足抗浮要求，因此依靠自重沉井的泵房各部分也要有適當的厚度。
（2）變形縫的設置
關鍵詞：地下工程 抗浮設計 加固
中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0163-01
目前在我國現行的建筑結構規范當中，對于有關浮力問題只有定性的描述，而沒有詳細的規定，本文主要對地下工程的抗浮設計和加固措施進行一些探討。
1 地下工程抗浮設計
地下工程抗浮設計可以使用如下公式進行表示：≥。
式中，為結構抗浮力；為結構的自重；為結構的抗浮安全系數，一般取1.05～1.10；為結構的靜水浮力。
地下工程的抗浮設計一般要首先進行水浮力的計算，選擇合理的抗浮設計水位，然后確定地下工程結構是否滿足抗浮要求，對不滿足抗浮要求的結構進行結構的抗浮設計。
1.1 水浮力計算和抗浮設計水位
對地下工程而言，水浮力的計算時進行抗浮設計的前提，首先要確定工程的抗浮設防水位，它不是工程所處地理位置的歷年最高水位，也不是目前水位，而是綜合考慮根據工程的重要性和工程建成之后地下水位的變化而確定的抗浮設計的設防水位。
地下工程所承受的水浮力是作用在工程基礎底板上的底板面積和靜水壓強的乘積，如下式表示：×
式中，為地下工程所承受的水浮力，為作用在基礎底板上的靜水壓強；為基礎底板的面積。
一般來說，基礎底板的靜水壓強按照下式計算：×
式中，為水的重度；為抗浮設計水位，一般在設計過程中取：；為地下工程抗浮設防水位標高；為基礎底板標高。
從上可以看出，地下工程抗浮設防水位的高低直接決定了水浮力的大小，決定在下面抗浮設計中抗拔樁的數量和基礎底板的配筋和厚度。
在實際的工程當中，地下水的作用十分復雜，在不同地基環境當中的水浮力是在不斷變化的。當工程位于粉土、沙土、碎石土等地基上時，計算得出的地下水浮力可以不進行折減，當工程底板和巖石地基緊密結合的時候，可以不考慮水浮力的作用。設計人員應根據實際情況，選擇合理的設防水位。
1.2 抗浮設計
對地下工程而言，在確定了結構的尺寸、形式和埋深之后，就要根據設防水位，計算地下工程的自重和凈水的浮力，判斷在結構的施工和使用過程中是否需要進行抗浮設計，采取抗浮措施。根據施工階段、竣工后工程使用情況的不同，應當進行不同的抗浮設計，采取不同的抗浮措施。
1.2.1 施工階段抗浮設計措施
地下工程在施工期間，一般頂板的覆土都沒有完成，但是底板和外墻都已經完成，地下水的作用下會形成一定的浮力。在水浮力較小時，可以利用集水井、排水明溝等排出基坑內的水，減小結構承受的水浮力。在水浮力較大時，應當在地下工程的底板中設計后澆帶，將底板下的塊石墊層當做倒濾層，在后澆帶里面插入輕型井點立管進行降水。在后澆帶的澆筑過程中，應當在井點的立管上焊置環形止水環，繼續降水，直到地下工程地下部分頂板及頂板覆土完成，再去掉井點立管。如果設置后澆帶比較困難，也可以使用深井點降水的方法，原理和輕型井點立管降水相同。
1.2.2 永久性抗浮設計措施
目前，地下工程的永久性抗浮設計措施主要有：增加自重、錨桿設計和抗浮樁設計等。
增加自重是最傳統和可靠的方法，包括頂板壓載、邊墻壓載和基板壓載等，增加自重就是要保證結構本身的重力大于地下水的浮力，使得結構不上浮。
錨桿設計就是通過設計抗浮錨桿，利用錨桿的抗浮力抵抗水浮力。即當地下工程建在粉質粘土、風化基巖等適宜鉆孔灌漿的土層上時，可以利用這些土層，使用錨桿抗浮。抗浮錨桿易于施工、布置靈活，主要形式有：預應力錨桿和非預應力錨桿兩種。但是目前國內對抗浮錨桿的設計沒有明確的規范，限制了抗浮錨桿的設計和應用。
抗浮樁設計指通過設計抗浮樁，利用樁體的自重和樁的側摩擦阻力來抵抗水浮力。目前在我國的抗浮樁設計過程中主要采用經驗參數法，即利用樁的側阻力值導入抗拔系數后作為抗浮樁的側阻力值，抗拔系數一般取0.5～0.8。抗浮樁按照軸心受拉構件進行承載力計算，樁的配筋要求滿足最小配筋率的要求。
2 地下工程抗浮加固措施
2.1 控制結構上浮的措施
地下結構發生上浮事故之后，常用的處置方法有加載、洗砂和排水。
加載就是通過增加結構的自重來抵消水的浮力，最終使得結構回歸原位。一般將重物放在上浮量大的地方，但是要注意樓板的極限承載能力。值得注意的是受到淤積在底板和基地間泥沙的影響，加載并不一定能夠達到所需的效果。
排水就是通過水泵將結構所在位置的地下水排出，以降低水壓力使地下結構回歸原位。在地下水頭較高且排水量小的地方，要在底板下增加倒濾層，既可以使地下水在水頭作用下能夠正常流出，還能夠保護回填土中的細顆粒不會被沖走流失。
洗砂的方法有兩種：一種是利用高壓水槍擾動地下結構側墻邊上的土壤，降低它的摩擦力，這種方法容易造成底板下淤泥沉積，不利于后續作業；另一種方法是用高壓水槍沖洗基礎底板下的泥沙，使結構順利下沉。總之，洗砂作業之前要事先評估底板下泥沙淤積的范圍，耐心觀察，持續作業直至結構穩定而緩慢的下沉。
2.2 抗浮加固
當控制住結構物的上浮之后，就要進行結構的抗浮加固，考慮到基礎底板上鋼筋布置較密，補樁的孔不宜太大，否則會有較多的底板鋼筋被截斷，而使用鋼錨桿在底板上鉆孔的直徑比較小，能夠大大的減少底板鋼筋被截斷，是工程中首選的加固方法。
抗浮錨桿加固設計計算按照《巖土錨桿技術規程》對錨桿進行計算。
首先確定錨桿的拉力設計值，采用鋼絞線（7股）時，取為100 kN。
然后按照下式確定鋼索截面積和直徑：≥；
式中，為鋼索截面積；為鋼索直徑；為抗拉安全系數；錨桿軸向拉力設計值；為鋼絞線軸向拉力設計值。
最后確定錨桿的錨固長度，下面兩式中的較大值：
；
式中，為錨桿抗拔安全系數，錨桿軸向拉力設計值，為錨桿錨固段長度，為錨固段注漿體和地層之間的粘結強度標準值，為錨桿錨固段的鉆孔直徑，為鋼絞線的數量，為鋼索直徑，為界面強度降低系數，為錨固長度對粘結強度的影響系數。
3 結語
隨著建筑結構向地下的發展，地下工程抗浮設計和加固將會成為結構設計的一個重要組成部分。地下工程的抗浮設計和加固應當根據具體工程結構的特點、地質條件和環境、施工因素等等，綜合考慮選擇抗浮和加固措施。在設計和施工當中，選擇合理的設計參數，重視結構構造措施，才能使工程安全可靠。
參考文獻
[1] 賈金青.軟巖地區抗浮錨桿的試驗與施工[J].施工技術，2003（1）.
[2] 國家標準.《土層錨桿設計與施工規范》CECS22：90[S].
【關鍵詞】地下工程；抗浮結構設計；抗拔樁
1引言
一般情況下，地下水對主體工程的破壞主要包括局部破壞和整體破壞，其中局部破壞指的是地下結構底板因為受力不均勻導致局部出現了拱起和開裂，使地下水滲入到地下室中，影響地下結構的安全性。整體性破壞指的是地下結構出現了上浮，不僅會破壞底板，同時還會導致梁柱節點位置出現開裂。在地下工程的實際施工過程中，水浮力對建筑物造成的破壞一般是無法避免的。一旦地下結構受到地下水浮力的破壞，會導致地下工程結構的功能和作用無法正常發揮，當出現較大的事故時還會造成非常大的經濟損失。所以，地下工程設計和施工過程中，進行抗浮設計是至關重要的一個環節，需要施工人員和設計人員足夠重視。
2工程概況
某地下工程為地下明挖4層雙跨架結構，工程標準段寬度為19.3m，長度為21.6m，埋設深度為26.7m。地下工程基礎結構使用現澆鋼筋混凝土筏板基礎進行施工，工程設計人防等級為6級，支護樁使用鉆孔灌注樁進行施工，并在基坑的四周布置，設計樁體直徑為900mm，設計樁長為26.7m，樁中心距離為1400mm,使用C30混凝土。本文以此工程為例，對地下工程抗浮設計進行探討。
3工程地質條件
本工程從下到上分別為全風化中強微風化層、硬質粉質黏土、可塑粉質黏土層、沖積黏性土層、沖積中粗砂層、沖擊粉細砂層、人工填土層，地下水主要為層狀基巖裂隙水和第四系松散巖類孔隙水，穩定水位埋設深度為1.8~5.2m，平均水位埋設深度為2.9m。地下水位的變化情況和地下水的補給、排泄等有緊密的聯系。每年的5~10月份進入雨季，地下水水位會顯著提升，水位最大值會達到15.5m，場地中的地下水不會對混凝土結構造成腐蝕，但是會對鋼筋造成腐蝕。
4地下工程抗浮設計
通常情況下，地下工程結構上浮主要是因為水浮力大于地下工程側壁摩擦力和結構重力值，地下室上浮有可能在各種類型的地層中出現，例如比較穩定的卵石層和透水性非常小的黏土層中等。一旦地下水浮力大于結構物重力和側壁摩擦力便會出現上浮的情況，為了保證建筑的安全性，需要及時采取相應的處理措施。在設計過程中，需要根據工程的地質情況、工程特點、場地因素、環境情況等進行全面、詳細的考慮，結合工程的具體情況選擇合理的抗浮方案。4.1抗浮方案的選取本地下工程結構底板以微風化巖層作為持力層，對于地面埋深大、地下水位高的地下工程，如果只靠覆土荷載和結構自重是無法達到抗浮要求的。因此，需要結合工程的具體情況設計抗浮措施。常用的抗浮措施主要包括抗浮錨桿和抗拔樁。因為當前抗浮錨桿的耐久性得不到控制，并且底板和錨桿結構位置防水比較薄弱，而地下工程設計使用年限為100a，使用抗浮錨桿不能滿足該地下工程的抗浮要求，因此，本工程使用抗拔樁來解決該地下工程的抗浮問題，并選用人工挖孔樁作為圍護結構，在圍護樁上布置壓頂梁和主體結構結合到一起，使支護結構也成為抗浮的一部分。按照地質勘測結果，將設計水位地面以下1m（城建標高15.6m）作為抗浮設計水位，并以此為標準進行抗浮驗算[1]。4.2布置抗拔樁本地下工程主體結構以底板支撐到彈性地基平面框架分析結構內力，使用彈簧模擬底層作用。由于該地下工程為雙跨設計，在底板跨中會縱向對抗拔樁進行布置。在計算抗浮時，主體結構會承擔所有的水壓力，為了對抗拔樁所承受的抗拔力進行計算，對地下室縱向1m范圍中的長度進行分析。根據《建筑地基基礎設計規范》中的規定要求，在驗算地下室抗浮穩定性時要可以達到下述公式的基本要求:（1）式（1）中，W為地下室上部作用荷載和地下室自重的和值；F為地下水浮力。在不對結構側摩擦阻力大小進行考慮時，（2）式（2）中，R為抗拔樁需要提供的抗拔力特征值。標準段上部荷載總重W=覆土重+圍護樁自重+（裝修層+柱+側墻+各層樓板）=4343.6kN/m。水浮力：F=258×1×19.4+π×1.352÷4×15×10÷1.35×2=5323.2kN/m（3）R≥1.05F-G=1.05×5323.2-4343.6=1245kN/m（4）一般情況下，抗拔樁都是在柱下布置的，受力模式也是一致的，因此,可以將計算簡化為：單根抗拔樁的抗拔力=柱跨長度×每延米需要的抗拔力，但是,對于該工程來說，柱跨9~10m，抗拔樁單根需要承受的抗拔力不會太大。因此,抗拔樁樁距取值為柱跨的一半。（5）式（5）中,up為樁的周長，up=πd，對于樁底樁（擴地直徑為D），在樁長/樁徑≤5時，up=πD；qsia為樁側土摩阻力特征值，微風化巖qsia=400kPa；λi為抗拔樁的摩擦阻力折減系數，微風化巖λi=0.7;li為抗拔樁長度；G0為樁自重，地下水位取有效重度。本地下室工程設計擴地直徑為1.8m，抗拔樁直徑為1.3m，樁長為5.5m，經計算，單樁抗拔承載力特征值大小為：Rω=π×1.8×0.7×400×5+0.9×119=8020kN（6）在布置抗拔樁時，本工程采用兩種方式進行布置，一種布置在兩柱中間梁下以及柱子下，見圖1a;另一種是均勻布置在兩柱之間的梁下，見圖1b。4.3計算地下工程抗浮情況使用殼單元對各層樓板進行模擬，底板、柱子、抗拔樁和梁使用桿單元進行模擬，因為本工程抗拔樁底部做了擴大，使用抗拔樁底部對邊界條件進行固定和約束，在結構四周布置土彈簧模擬約束周圍土體結構。水浮力分項系數取值為1.05，結構自重分項系數值為1.0，以圍護樁自重作為荷載在頂板側墻進行加載。使用這種方式進行模擬，不僅考慮了底縱梁和抗拔樁共同受力下變形協調性，同時也考慮了抗拔樁混凝土彈性模型，不會出現傳統計算方法中將抗拔樁作為底梁不動支座的情況，計算后得到的底縱梁內力和抗拔樁拉力和實際情況更加符合。4.4計算結果分析根據計算結果可以證明，在使用圖1a的方式進行布置時，樁下和樁間抗拔樁的抗拔力分別為4400kN和7000kN，后者為前者的1.6倍，這兩種樁型配筋存在非常大的差異。底縱梁柱下負彎矩大約為4600kN•m。如果使用圖1b的樁基布置措施，那么抗拔力為5700kN，抗拔樁可以均勻受力，底縱梁柱下部的負彎矩為3100kN•m，受力更加的合理。4.5抗拔樁配筋在進行配筋時，要保證抗拔配筋的受力度可以達到要求，此外，由于樁身長時間位于地下水位下，地下水會對鋼筋造成一定的弱腐蝕。因此，要求樁身裂縫寬度不能超過寬度限制，以免樁身鋼筋被腐蝕[2]，因此,接縫的寬度要控制在0.2mm以內。經過計算證明，樁身配筋主要是為了控制裂縫，因此，配筋量一般情況下會比較大。一般可以根據樁徑的3倍確定樁距，尤其是當抗拔樁處在底縱梁下部時，在確定樁截面后需要對鋼筋籠的具體情況進行考慮，為了防止底縱梁和抗拔樁之間產生沖突，需要控制好配筋率。
5結語
綜上所述，在進行地下工程設計時因為水位變化比較大，一般會將抗浮樁布置在縱橫墻交叉處、柱子下面等位置，同時，抗拔樁也會發揮承壓樁的效果。本工程在進行抗浮設計時，在柱距比較大且抗拔力比較大時，抗拔樁一般對稱分布在柱子的兩邊，以保證抗拔樁可以受力均勻，在對抗拔樁裂縫進行控制時，需要將單根樁的抗拔力控制好，防止配筋密度過大。
【參考文獻】
【1】高海.地下水對某已建地下結構的浮起作用分析[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2010.
關鍵詞：清水池;抗浮設計;抗浮錨桿
Abstract: In the structural design of the clear water tank, anti-floating design often becomes one of the most important factors influencing structure design. This paper briefly introduces the anti-floating design method of water pool is different, and in combination with the project example to be calculated in detail.
Key words: clear water pool; anti-floating design; anti-floating anchor
中圖分類號：TU991.34+3文獻標識碼：A文章編號：
1、概述
清水池為儲存水廠中凈化后的清水，以調節水廠制水量與供水量之間的差額，并為滿足加氯接觸時間而設置的水池。同時，清水池還具有高峰供水低峰儲水的功能。
因為清水池的儲水作用，所以一般清水池的容積和面積較大，因此清水池抗浮設計往往成為制約結構設計的重要影響因素之一。GB50069-2002《給水排水工程構筑物結構設計規范》中5.2.3條指出：抗浮驗算屬于承載能力極限狀態計算的強制性條文。因此本文簡要闡述清水池的抗浮方法及其相關的抗浮計算。
2、清水池的抗浮方法
清水池的抗浮設計主要有抗和放兩個方向。所謂抗，就是利用配重，錨固等方法進行硬抗；所謂放，就是用降水等方法，降低水位從而減少水的浮力。常用的抗浮方法有配重抗浮、錨固抗浮、降水抗浮等。
2.1配重抗浮
配重抗浮就是給水池附加其它重量以用于抗浮，一般有4種方法。
1）在底板上部設低等級混凝土壓重；
2）加厚底板；
3）在底板下配重；
4）在頂板上部覆土壓重。
配重抗浮的優點是簡單可靠，當構筑物自重與浮力相差不大的時候應盡量采用配重抗浮，這樣對工程造價影響較少，投產后也沒有管理成本。
2.1.1在底板上部設低等級混凝土配重
使用該方法，混凝土配重將加大水池的埋深，將導致增加挖方、排水及基坑支護的費用，配重也增加了基底應力，引起較大的地基變形，見圖1。
圖1在底板上部設低等級混凝土壓重
2.1.2加厚底板
加厚底板也增加池體的總體埋深，增加挖方、排水及基坑支護的費用。雖然壁板的計算長度不會增加，但是很多情況下底板的受力較少，按構造配筋即可。這時候增加底板的厚度按最小配筋率設置的構造配筋將會增大，增加造價。
2.1.3在底板下配重
底板與掛重部分混凝土需要用鋼筋連接，施工比較麻煩，當地下水對鋼筋和混凝土具有腐蝕性時在底板掛混凝土的方法需謹慎使用，見圖2。
圖2在底板下配重
2.1.4在頂板上部覆土壓重
在頂板上部覆土壓重不會加厚底板，效率較高。但是覆土壓重會加大頂板的荷載，增加頂板配筋及板厚，所以覆土壓重的重量不宜過大，見圖3。
圖3在頂板上部覆土壓重
2.2錨固抗浮
2.2.1錨桿
錨桿是在底板與其下土層之間設置拉桿，當底板下有堅硬土層且深度不大時，設置錨桿較為經濟方便；但有機質土、液限WL>50%和相對密度Dr
2.2.2抗拔樁
抗拔樁是利用樁與土的摩擦力來抵抗浮力，可以采用灌注樁或預制樁。抗拔樁的設置可以與池體的基礎受力模式總體考慮。在淤泥層較厚的地區，可以采用樁基礎作為清水池的基礎形式，樁基礎同時起到抗拔樁的作用。
2.3降水抗浮
降水抗浮的思路是不硬抗浮力，而是通過降低地下水位從而減少浮力。具體的做法是在構筑物的底板下設置反濾層，在構筑物周邊設降水井，降水井與反濾層之間用盲溝相連。
降水抗浮的優點是工程造價低，但也有其明顯的缺點：
1)可靠性差，反濾層很容易被堵塞，使水位難以下降到底板以下；
2）如果遇到非正常排空，將會發生構筑物上浮，出現工程事故。
3、抗浮計算
3.1抗浮驗算的安全系數
基礎抗浮穩定性應符合下式要求：
Gk——建筑物自重及壓重之和（只計入永久作用且采用標準值）
Nw,k——浮力作用值（地下水對建筑物的浮托力標準值）
Kw——抗浮穩定系數，一般情況下可取1.05
在進行整體抗浮驗算的同時，應對結構自重較小的區域進行局部驗算；在地下水作用下，底板構件應具有足夠的強度和剛度，并應進行水浮力作用下的抗彎、抗剪和抗沖切承載力驗算；當抗浮力驗算不滿足要求時，應采取抗浮措施。
3.2.抗浮錨桿的計算
3.2.1抗浮錨桿的軸向抗拔承載力
粘結型錨桿
qsia——第i土層的錨桿錨固段側阻力特征值
li ——第i土層的錨桿錨固段有效錨固長度
3.2.2抗拔錨桿體的橫截面面積As
式中As——抗拔錨桿鋼筋或預應力鋼絞線橫截面面積；
Ntd——荷載效應基本組合下的錨桿軸向拉力設計值；
Rt ——錨桿豎向上拔力；
fy ——鋼筋或鋼絞線的抗拉強度設計值；
ξ2 ——錨筋抗拉工作條件系數，永久錨桿取0.69。
3.2.3錨桿鋼筋與砂漿體之間的錨固長度還應滿足下式驗算要求
式中n——鋼筋或鋼絞線根數；
D——單跟鋼筋或鋼絞線直徑；
fb——鋼筋或鋼絞線與錨固注漿體之間的粘結強度設計值
ξ3——鋼筋與砂漿粘結強度工作條件系數，對于永久性錨桿取0.60，臨時性錨桿取0.92
3.3抗拔樁的計算
基樁抗拔承載力特征值可按下列公式計算
式中Rta——基樁抗拔承載力特征值；
Tuk——基樁抗拔極限承載力標注值；
Gp——基樁自重，地下水位以下取浮重度，對于擴底樁按表確定樁、土柱體周長，計算樁、土自重；
ui——破壞表面周長，對于等直徑樁取ui =πd；
qsik——樁側表面第i層土的抗壓極限側阻力標注值；λi——抗拔系數
4、工程實例
4.1工程概況
廣東省從化市某水廠清水池，平面尺寸48米×30米，池總高度6.38米，見圖4。其中地下部分4.1米，地上部分2.28米（包括1米覆土）。因該廠區靠近流溪河，根據地質資料顯示，地下水位取室外標高。結構采用無粱樓蓋式，柱距4.2米×4.3米。
圖4清水池平面圖
4.2抗浮驗算
根據該工程場地地質條件，清水池采用天然筏板基礎，基礎持力層為粉質粘土層。因地下水位高，采用在底板上部設低等級混凝土壓重、加厚底板、在底板下配重等形式，需要加大開挖深度，且浮容重部分才可用于抗浮。因此擬采用池頂覆土1米用于配重抗浮且用作綠化土壤，（見圖5）抗浮不足部分，采用錨桿抗浮。
圖5清水池剖面圖
4.2.1抗浮計算
本清水池為無梁樓蓋式底板，應計算局部抗浮。經計算，單根柱子區域池體自重+池頂1米覆土產生的總抗浮力為598.40kN。按池體的抗浮設計水位為地面±0.00計算，單根柱子分攤的池體浮力為740.46kN。則局部抗浮系數為598.4/740.46=0.85
4.2.2錨桿設計
按每2.10m×2.15m范圍布置一條錨筋，則單根柱承重區域4.2m×4.3m范圍內布置4條錨筋，取錨桿直徑D=150mm，長度10米，主要地層為可塑粉質粘土層。
單條錨筋抗拔力：
錨桿鋼筋截面面積
取2Ф25，則 As=982mm滿足要求。
錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長度
取la=10000mm滿足要求，按Nak=90KN計算。
4.2.3局部抗浮驗算
則局部抗浮滿足要求。
5、結語
清水池的抗浮設計應結合地基土層及構筑物的埋深、平面尺寸等實際情況選擇使用，從而達到安全可靠，節省造價、管理維護方便的目的。本工程綜合運用頂板上部壓重，錨桿等方式抗浮，節約了工程造價。項目現已建成投入使用，運行效果良好。
參考文獻
[1] 給水排水工程設計手冊.第二版.中國建筑工業出版社
[2] GB50069-2002《給水排水工程構筑物結構設計規范》
[3] GB50007-2011《建筑地基基礎設計規范》
摘要：隨著我國城市化進程的加快，城市建筑日新月異，建筑規模越來越大，基坑的面積和深度也逐漸加大，因此對建筑工程中地下水的處理顯得尤為重要，本文對建筑地下水的相關問題進行探討。
關鍵詞：地下水 建筑處理
一、引言
地下水浮力對地下室和地下構筑物結構設計施工的影響日顯突出。地下水作為不可避免的承載體，其浮力或水壓力優先于地基反力作用在結構上，給結構設計施工帶來了不容忽視的影響。討論與地下水有關的工程問題應先了解地下水的埋藏條件、存在狀態及與土的關系，設計中需注意下屬幾種水對結構的影響：上層滯水（大多是雨季地標積水）主要對施工期間的抗浮、結構支撐于地基的抗傾穩定驗算等得主要地下水；承壓水主要通過每封堵或沒封堵好的勘探孔滲透壓力水浮托地下室，較容易被疏忽，應注意建筑場地周圍的地勢和土層的走向。
二、建筑施工中地下水的利用和保護
（一）減少抽取地下水。在選擇基坑施工方案時，盡量選擇降水量較少的施工設計方案。在基坑邊抽取地下水，同事在離基坑稍遠處回灌抽取的地下水，在保持基坑內地下水位較低的情況下，保持基坑外較高的地下水位。
（二）合理利用施工中抽取的地下水。對于施工中抽取的地下水的利用，主要有兩個利用方向，一個是本建筑施工中的利用，如建筑施工用水、養護用水、現場臨時消防用水、場地除塵和清洗用水等；另一個是本建筑施工外用水，如建筑施工周邊的綠化用水時，要先進行水質分析，合理使用地下水，避免出現不利影響。地下水質的分析在工程地質勘查報告中一般都有說明。
三、地下水分浮力問題的解決方案
抗浮設計需結合結構單元抗浮驗算的結果選擇或調整結構抗浮方案及措施。常用抗浮方案及措施有：
（一）主體工程采用樁（挖孔樁除外）基礎時，單層地下室或裙房地下室可用樁（可以適當調整樁）徑協助抗浮因為受地下水變化的影響，該樁可能抗拔也有可能承壓。
（二）主體工程采用天然地基時，單層地下室或裙房地下室可采用加大恒載（如覆土）抗浮，或將單層地下室和裙房及裙房地下室的結構處理成垂直荷載作用下的子框架結構支撐于主體結構上，由主體結構協助抗浮。后者需修正原設計對應于子框架的梁柱內力與配筋和主體結構中支撐載力大的配筋和截面。主體結構離支撐子框架節點較遠的梁柱端內力受影響較小，一般可以不必修正。另外若選用子桁架傳來的軸力，要再作偏拉或偏壓修正驗算。
（三）抗浮錨樁協助抗浮。抗浮錨樁的施工方法基本上同錨桿，使用范圍比較大。常用于大空間，大面積的單層地下室或裙房地下室及地下結構物抗浮，當水壓力較大時，用分布抗浮錨樁無梁地下室底板的方案易于設計且比較經濟。抗浮錨也可替代上面的結構抗浮方案。
（四）地下罐體的抗浮設計應注意其基礎或基墩在地下水的影響下可能受壓也可能受拉，要做兩個方向受力的強度驗算。
（五）施工階段的抗浮問題是設計和施工雙方都要考慮的。設計方主要考慮地下室的設計能否施工的大原則。如高地下水位的多層地下室采用逆施工設計，當主體結構的自重滿足抗浮要求后施工地下室底板滿足承載要求后，封堵其上的降水井。施工方主要考慮地下室的施工細則如基坑降水、排水、意外補水的基坑水位控制措施或排水應急措施，基坑回填土后的地下室抗浮措施和必要的抗浮和結構驗算，回填土的透水性與基底水壓力變化程度的關系對意外補水的地下室的抗浮影響等。
（六）位于高地下水位的淤泥地基上的地下構筑物主要是考慮抗浮穩定，而不是處理地基承載力。采用抗拔樁或抗浮錨樁加覆土的抗浮方案同事解決了這兩個問題。但應注意在必要時要做抗拔樁或抗浮錨裝的拔和壓的雙向受力驗算承壓驗算，宜考慮樁土協同工作，樁主要起抗傾斜作用；注意抗浮驗算單元應與協助抗浮的方案吻合；位于地下水位以下的室外抗浮覆土要扣除地下水的浮力；懸挑出室外的地下室底板可以適當考慮上面覆土的內摩擦角按倒梯形截面計算抗浮力；抗拔樁和抗浮錨盡量布置在柱、墻下或對稱布置在柱下，共同形成基礎梁的支座，可以使抗拔樁和抗浮錨樁的受力均勻，當基礎梁的剛度較小時，要避免跨中抗拔樁和抗浮錨樁彈性約束系數難以確定而影響基礎梁的內力計算；因基礎梁的豎向位移剛度從柱下至跨中各點不相同，所以布置在基礎梁跨中的抗拔樁和抗浮錨樁對基礎梁跨中是新約束，應注意計算簡圖的處理，調整基礎梁的配筋；工程地質勘查應考慮協助抗浮的抗拔樁和抗浮錨樁的布置方案對樁長的影響。
四、地下水控制中的其他問題以及解決方案
（一）地下水的其他問題。在基坑工程施工過程中，地下水要滿足支護結構和挖土施工的要求，并且不因地下水位的變化，對基坑周圍的環境和設施帶來危害。
（二）地下水控制方法。在軟土地區基坑開挖深度超過3m，一般就用井點降水。開挖深度淺時，亦可邊開挖邊用排水溝和集水井進行集水明排。地下水控制方法有多種，其使用條件大致如表I所示，選擇時根據土層情況、降水深度、周圍環境、支護結構類等綜合考慮后優選。當因降水而危及基坑及周邊環境安全時，宜采用截水或回灌方法。
表I：地下水控制方法適用條件
當基坑底為隔水層且層底作用有承壓水時，應進行坑底突涌驗算，必要時可采取水平封底隔滲或鉆孔減壓措施，保證坑底土層穩定。否則一旦發生突涌，講給施工帶來極大麻煩。
參考文獻：
關鍵詞：高層建筑、地下室、結構設計、基礎、頂板、側壁、底板
中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：
1 工程概況
某住宅建筑高度為 53.6m，主體結構為18 層，采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構，地下室為 1 層，主要當車庫使用。該工程采用了預應力管樁，持力層為強風化巖或中風化巖，單樁承載力特征值為1700kN，地下室底板采用平板式筏，抗浮水頭 5m。該建筑的抗震設計類別為丙類，抗震設防烈度為 7 度，設計基本地震加速度值為 0.10g。主體結構中框架和剪力墻的抗震等級都是三級，框支柱、框支梁為二級抗震等級。地下室平時用于車庫使用，戰時可為人防工程，人防設計等級為6級。
2 地下室結構設計
2. 1 地下室基礎設計
根據本工程地質報告的情況，本工程采用預應力管樁基礎，持力層為強風化巖或中風化巖，500mm直徑管樁單樁承載力特征值1700kN，巖層承載力較高，可滿足沉降的要求。
2. 2 地下室頂板設計
本工程地下室頂板上設計了園林景觀，需覆土0.5m，同時考慮到設備管線的高度及其保護土層厚度，最后確定覆土厚度為1.1m。
1）主樓室內部分地下室頂板設計
主樓室內部分的地下室頂板適宜考慮施工階段的承載力驗算，因此考慮施工荷載后樓板荷載取為5kN/m2。
2）園林景觀頂板設計
園林景觀部分除考慮覆土的重量外，尚需考慮景觀、道路及附屬設施的荷載；本工程景觀部分荷載取值為 4kN/m2，消防車道部分荷載較大，按照規范的要求應為 35kN/m2，但考慮到本工程地下室頂板上有1.1m 的覆土，荷載經過擴散后實際傳導到梁板上的荷載已大大減小，經計算擴散后消防荷載取值可按 20kN/m2考慮。
3）人防地下室的荷載取值
由地下室一層為人防地下室，所以對于本工程中的露天頂板要考慮到爆動荷載影響，但鑒于人防地下室頂板的爆動等效荷載要比消防車作用的板面等效荷載大，因此人防地下室頂板的荷載按照六級人防頂板的等效荷載考慮，取750kN/m2，但在設計中不同時考慮這兩種荷載的組合，僅需按人防爆動等效荷載進行地下室頂板計算。
2. 3 地下室側壁設計
1）進行地下室側壁設計時，側壁主要考慮的荷載有：結構自重、地面堆載及活載、防核爆等效靜荷載、側向土壓力、地下水壓力等，由于側壁受有多種荷載共同作用，受力較為復雜，為了簡化計算，在設計中可作如圖 1 所示的合理的簡化。
本工程地面活荷載取為q=10kN/m2，則折算土的厚度應為h= 10/18=0.56m，等代土壓力采用公式σ0=γ1h1ka計算。側向土壓力對于地下水位以上的土壓力采用公式 σs1=γh2ka，對于地下水位以下的土壓力則采用公式σs2=γh3ka計算。經計算地下室 1 層的側壁板厚取為 350mm。
2）側壁的構造要求是，在與土壤接觸的側壁混凝土保護層取為40mm，地下室內部的混凝土則取為 15mm。把地下室側壁的水平鋼筋配置在外側，而豎向鋼筋配置在側壁內側。為了有效控制本地下室的側壁混凝土開裂，混凝土強度等級并不宜取得高，以減小混凝土的收縮應力，工程混凝土強度等級取為 C30。同時，本工程還設置了多道后澆帶，有效的減小了地下室混凝土開裂。
2. 4 地下室底板設計
1）地下室底板主要以抗滲和抗浮計算為主，地下水位按50a 一遇考慮取在室外地坪，抗浮水頭 5m，抗滲等級 P6。地下室底板所處土層為淤泥及淤泥質土，承載力較低不能作為持力層，故本次設計地下室底板按倒樓蓋設計，采用無梁樓蓋的方法計算，采用經驗法，經計算地下室底板厚 600mm。
2）地下室底板的鋼筋布置要合理。地下室底板同一方向的梁板面筋應布置在相同標高上，沒必要把兩個方向的板面筋布置在梁面筋以下。這是由于基礎梁兩個方向的面筋本身就存在高差，而若把底板雙向的面筋都布置在基礎面筋下，則會造成底板面筋的面筋保護層過大，造成窩頂情況出現。
3）抗浮樁的驗算與設計
抗浮計算無統一的計算公式，該工程抗浮計算按下式：
G+nRa＞1.1Fw
式中，G 為柱底傳來恒載標準值即建筑物自重包括覆土自重(向下)；n 為柱下抗浮樁的樁數；Ra 為抗浮樁的單樁抗浮承載力特征值；Fw為與柱對應的受荷范圍內地下水浮力標準值(向上)。
該公式中荷載標準值對應于樁的特征值，相當于基礎地耐力計算式，概念較為明確，且在驗算建筑物之抗浮能力時不應考慮建筑物上的活荷載。水浮力標準值 Fw= Hw×10×A，Hw為水頭高度，即抗浮設計水位與地下室底板底之間的高度；A 為水浮力的作用面積。因地下室抗浮是一個十分重要的問題，若考慮不當將會帶來嚴重的后果，且補救較為困難，所以抗浮驗算時安全系數取 1.1。另外，在設計中有許多對抗浮有利的因素在公式計算中無法體現，且均未予以考慮。如黏性土的阻水作用，地下室側壁的側阻作用，底板與土壤的粘結力和吸力均未記入，上部建筑物及地下室的整體剛度很大，上部建筑物的壓重在地下室部分的擴散作用均未考慮，這些有利因素均可作為安全儲備。
該工程樁基抗浮驗算時分兩種情況，一種為柱下抗浮樁，另一種為非柱下抗浮樁。對于柱下抗浮樁(取⑥軸交 F 軸處柱下樁計算)建筑物自重及覆土自重的標準值 G=1755kN，而該處承受的向上的水浮力標準值Fw=1037kN，G＞1.1Fw，說明在有柱子的情況下，建筑物的自重及覆土自重比受到的水浮力大很多，足以滿足抗浮要求而無需抗浮樁。因此，對于柱下樁可不考慮抗浮要求，僅需滿足豎向抗壓承載力就可以了。對于非柱下抗浮樁 (取⑥軸～⑦軸交 F 軸～G 軸中間處非柱下樁計算)，由于其承受的建筑物自重較小，G=489kN，Fw
=1037kN，G＞1.1Fw。因此，非柱下樁必須考慮抗浮要求。根據工程地質勘察報告提供的數據及土層情況，經計算確定該工程抗浮樁的單樁豎向抗浮承載力特征值Ra=680kN。因此，根據上述抗浮計算公式G+nRa＞1.1Fw，89kN+680kN=1169kN＞1.1×1037kN，滿足抗浮要求。
3結語
地下室作為整個建筑結構的重要組成部分，其決定著整個建筑結構是否具有穩固的基礎，在一些高層建筑中，地下工程的造價甚至還比上部結構造價要高。而由于地下室的特殊位置，其結構設計是較復雜的設計問題，要考慮以及涉及的內容繁多，甚至對于一些關于地下室結構的設計問題目前還沒得到思想一致，如基礎與地基的相互作用、上部結構剛度對地基基礎的影響程度等。鑒于地下室的復雜設計因素，這要求我們設計人員在進行地下室結構設計時應把握安全可靠、經濟合理的協調原則，從技術以及經濟方面去深入研究地下室結構的設計技術問題。
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