地下室设计
地下室是一个多工种综合的单体:
特点：
专业交叉多
技术难度大
功能复杂
单体造价高
利润回报低
方案设计的解决策略：
以全面设计观为指导
以扎实的基本功为基础
以精细化节约化设计理念为导向
1.认识地下室
分类：
半地下室：房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高1/3，且不超过1/2者。
全地下室：房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高一半者。
注意：如果有一面为直接对外的面则需要重新定义地下室范围。
地下室的功能：
为上部所有单体提供配套设备用房、辅助功能用房、消防所需的用房、停车库、地下商业、下沉庭院、高档住宅或公建的其它功能空间等。
2.了解地下室
地下室为一个周边被土覆盖，各功能空间大集合，且自然通风条件极差，火灾危险性较高的建筑，因此在建筑设计过程中需要在满足安全的基础上综合考虑其合理性、经济性。
常规地下室均为以车库为主要功能的单体，一般包含有机动车库、非机动车库、设备用房、可能会有物管用房，上部单体下地下室的楼电梯，可能会有车库单独的疏散楼梯。
结构形式一般为两种：
主楼投影范围结构形式同±0.00以上的结构形式，
中庭部位为框架结构。
基础形式较为多样，常见形式为：
伐板基础——常说的大底板基础，常用于地质条件不好的情况
柱下独立基础——常用于地质条件较好的情况
柱下桩基础——地质条件极差的情况
顶板结构形式也较为多样，常见的有：
单向板楼盖——
井字（十字）梁楼盖——
密肋楼盖——
加腋梁板——
无梁楼盖——
空心楼盖——
地下室顶板在中庭范围降板的原因：
1.景观植被种植需要
2.排水管线走管需要
3.场地排水走管需要
常规地下室降板高度为1米，实际做完覆土层仅为不到900高。具体项目还需根据甲方和地方规定做具体设计。大型社区的开发商，目前将环境设计也做为建筑设计的一部分，很多环境要在地下室顶板上来完成，要求我们在先行的硬件设计上留足供环境设计的空间，也就是我们要讲的覆土层厚度。
大环境种植时控制在0.9~1.20m (可种植大型乔木)
小环境种植时控制在0.6~0.9m （草坪、花草、罐木等）
设有覆土层的地下室，重力管线可通过覆土层集中后排入市政管网；对于大于0.7m厚的覆土，重力管线可直接穿越，无需做管沟保护。小于此数时，重力管线遇车道等需要进行构造加固。重力管线不得穿人防顶板。
地下室施工工艺：
1.场地大开挖，做边坡支护（放坡、喷锚、护壁桩）。
2.如果在地下水位以下需做降水处理——保证施工安全和浇筑底板的工艺要求
3.打垫层
4.找平后铺防水卷材
5.浇筑保护层
6.浇筑底板
7.浇筑结构柱和侧壁，做侧壁防水
8.顶板浇筑
9.找平后做顶板防水
10.做顶板防水保护层
3.设计地下室
3.1. 层高的确定
3.1.1.一般地下室均会以车库形式出现，规范规定车库车道净高不小于2.2m，常规柱网梁高考虑消防车荷载按800~900mm考虑，风管按400mm考虑，风管下喷淋按200mm高考虑，综合以上因素地下室层高按3.7~3.8m考虑。
3.1.2设备用房净高需要由相关专业根据特定设备的要求给建筑专业提供净高设计要求。
3.1.3非机动车库规范要求其净高不低于2m，计算方式同前，但须根据所处区域上部是否在中庭还是在主楼范围有所不同。
3.2. 防火分区的划分
3.2.1. 一般地下室均会以车库形式出现，在这种情况下一个车库防火分区最大建筑面积2000平方米，建筑物首层和半地下室汽车库防火分区最大建筑面积2500平方米，机械式立体汽车库防火分区最大建筑面积1300平方米。设置喷淋时以上防火分区建筑面积增加1倍。机械式立体汽车库停车数超过50辆应采用防火墙分隔开。(汽车库修车库停车场防火设计规范5.1.1，5.1.3)
3.2.2. 汽车库修车库停车场防火设计规范7.2.1条规定停车数超过10辆地下汽车库、机械式立体车库或复式汽车库以及采用垂直升降梯做汽车疏散出口的汽车库均需设置自动喷水灭火系统，常规地下室均超过10辆，因此防火分区均较规范值放大一倍。
非机动车库防火分区面积为500平方米，设置喷淋以后增加1倍，可做到1000平方米。
集中设备用房超过200平方米可单独作为一个防火分区设计，设置喷淋可做到1000平方米。
地下商业防火分区在设置喷淋情况下可做到2000平方米。
3.3机动车库位置的选择
尽可能利用中庭以及建筑周边等部位布置，这些部位不受上部单体结构影响，停车效率最高。
3.4非机动车库的位置选择
一般是利用主楼下部无法停车以及地下室边角等利用率低或者无法利用的空间，但需要注意的是机动车库坡道较长，能整合成一个车库的最好不要分开。
自行车库一般能满足规划指标要求即可，其空间形状不做深究。
3.5设备用房的位置选择
设备用房作为为上部建筑服务的用房其位置最好在地块中部临市政道路，便于从市政进线和以等距离的方式辐射整个项目用地。
设备用房常利用沿街单体下部不便于停车的部位布置，但需注意电气设备用房和生活水泵房及生活水箱间等有卫生要求的房间不能布置在上部用水房间下部。
电气设备用房需要降板做电缆沟，对于多层地下室应设置在地下室底层，如果设置在其它楼层会影响下层局部净高。
消防水池考虑到消防车吸水高度的要求，只能设置在地下一层，且池底标高较场地标高不超过6米。
3.6.地下室的优化设计
3.6.1.机动车库的优化设计。
重要性：
机动车库作为常规地下室面积比例最大的功能空间，提高停车效率能最大限度减少地下室成本投入。
原则：
1满足相关规范要求；
2流线通畅——少回头弯、少尽端路、主流线清晰
3停车效率高——单车建筑面积控制在38㎡以内
4土方开挖量小
5施工简便——自身以及对周边
6后期运行费用省
7维护费用低
目的：
在满足规范前提下，设计出流线合理、停车效率最大、成本最低的地下车库。
结果：
在相同面积下布置出更多的机动车位；以最小的面积容纳进相同数量的机动车。
机动车库组成：
1停车位——大车2.4m×5.3m，小车2.2m×4m；
2行车道；
3出入口坡道；
4多层地下室内部坡道。
如何提高停车效率最有效的方法：
利用景观区域的下部——结构柱网灵活
利用主楼结构体边缘——减少开挖
主车道同总图绝大多数单体平行——可充分利用主体边缘停车
双面停车——效率最高
少短支路——提高利用率
坡道重合——减少面积计算、提高效率
减小地下室地面同场地出入口高差——减少土方，缩短坡道长度
地下室常规柱网：7.8~8.4m×7.8~8.4米
车道宽度：双车道5.5m,单车道4.0m。
坡道宽度：双车道7.0m,单车道4.0m。
坡道数量的确定：
小型车库≤50辆1个单车道
中型车库51—300辆1个双车道
大型车库301—500辆2个单车道或1个单车道1个双车道
特大型车库≥501辆2个单车道和1个双车道
多层地下室各层坡道数量的确定根据本层停车数+下部各层停车数之和确定。（注：以上为规范下限，根据实际情况酌情增设）
坡道位置的确定：
1直接连接主车道；
2 靠近总图出入口；
3主车道的确定；
4平行绝大多数单体；
5靠近主楼；
6单向流线；
7联通出入口
安全出口的确定：
1一个防火分区两个安全出口；
2疏散距离为60米，如在此范围无安全出口可利用防火墙上开门方式向相邻防；
3火分区疏散；
4可利用主楼下地下室的楼梯作为安全出口；
5相邻防火分区防火墙上的楼梯可共用分别作为各自安全出口
防火分隔：
1停车位用防火墙；2车道用特级防火卷帘
排水设计：
1单层地下室采用集水坑排水；2多层地下室的非底层采用地漏（以上均为其3米范围内找坡）
地面设计：
一般采用细石混凝土地面——耐磨
3.6.2.非机动车库的优化设计。
利用地下室边角余料布置，形态怪异无碍，只要能满足指标要求即可。自行车库坡道坡度不超过1：5，每段坡长不超过6m，踏步宽度不小于400mm。
3.6.3.设备用房设计
3.6.3.1.水泵房
生活水泵房：
当市政给水压力无法满足较高楼层供水或长期压力不够时设置的二次供水的泵房。常规市政压力仅能供给4层左右高度楼房用水。
常常和生活水箱间紧密联系在一起，便于取水。
地面需做防排水设计。
消防水泵房：
1市政压力无法满足消防系统水压要求时设置，常常和消防水池紧密联系在一起，便于取水。
2地面需做防排水设计。
3能直通安全出口。
3.6.3.2.生活水箱间：
1储存生活用水的房间，内设不锈钢水箱。
2地面需做防排水设计。
3.6.3.3.消防水池：
1储存消防用水的钢筋混凝土水池，一般是供消防车取水的消防水池和室内消防系统用水的消防水池合二为一。
2总容量超过500ｍ3需分成两个水池。
3当为多层地下室时供消防车取水的消防水池必须设置在负一层，主要是考虑消防车吸水高度的要求，其余水池设置在底层，节省含钢量。
4需做防水处理。
5设室外消防吸水口,为消防车吸水提供方便,此口离建筑外墙不小于5m远
3.6.3.
4.变配电房：
变配电房，变压器室和配电室的总称。
配电室分高压和低压配电室,配电室从下部进线，因此配电室需设置电缆沟。
变配电房净高不小于3.8m，通常需要抬高顶板，同时顶板的覆土需满足给排水专业走管，此时覆土不应小于0.6m。
变电房、配电房、开关房、高压配电室、低压配电室、变压器室等，净高要求：不小于3.8m。
3.6.3.5.柴油发电机房：
1保证消防用电安全。
2停电时供电梯和不能停电设备持续用电需要。
3需设置贮存8小时用油量的储油间。
4需要有一个联通地面建筑直通小区最高建筑屋顶的排烟道。
5需做降噪、防震处理。
6.净高要求：不小于4.0m,当发电功率低于1000kW时可以做到4m以下。
3.6.3.6.风机房（净高要求3~3.2m）：
排烟、送风、排风、核心筒井道加压送风机房的总称。
排烟设备平时可兼做排风功能。
地下室车库通风工作原理：
地下车库作为通风条件差的建筑，需要保证其空气卫生条件，唯一的办法就是让地面新鲜空气通过各种通道进入地下室换气。能达到这个效果的方式就是让地下室处于负压状态。产生负压的方式：排风量＞进风量。
地下车库通风工作方式：
排风机房通过排风井排出地下室空气，送风机房通过送风井将室外新鲜空气送进地下室，由于两者风量不一致，产生负压，通过汽车坡道自然吸入室外新鲜空气。
设备用房通风工作方式：
不会产生大量废气，所以保证其正常工作压力，排风量=进风量。每个防火分区内均有风机房，单个风机房面积不超过30m2。
3.6.3.8.消防控制室：
内设消防联动控制系统，火灾自动报警系统；常和安防监控系统整合在一个房间；双电源供电；常设置在首层，条件受限可设在地下室；常规项目面积区间40~60㎡；直通室外或安全出口。
4地下室结构设计
4.1 地下室构造埋置深度：
地下室构造埋置深度，其目的是满足建筑物构造稳定要求。高层结构规范规定：
1) H/18 桩基础。
2) H/15 天然地基筏基。
4.2 地下室顶板的结构形式：
1. 梁板楼盖（梁高0.9m，人防顶板梁高1.0m）
2. 井字（十字）梁楼盖（梁高0.8m，人防顶板梁高1.0m）
3. 密肋梁板楼盖（梁高0.8m，人防顶板梁高1.0m）
4. 加腋梁板楼盖（梁高可控制0.7m，人防顶板梁高可控制0.9m内）
5. 无梁楼盖（顶板最小板厚0.4m，层高可低至3.4m）
6. 空心楼盖（BDF薄壁箱体空心楼盖顶板最小板厚0.45m，层高可低至3.45m）
4.3 层高
一般地下室均会以车库形式出现，规范规定车库车道净高不小于2.2m，常规柱网梁高考虑消防车荷载
按0.8m考虑，风管按0.4m考虑，风管下喷淋按0.2m高考虑，底板建筑面层按0.1m考虑，综合以上因素地下室层高按3.7m考虑，人防地下室层高按3.9m。加腋梁板楼盖地下室可比梁板楼盖地下室层高低0.1m（非人防3.6m,人防3.8m），无梁楼盖地下室可比梁板楼盖地下室层高底0.3~0.4m(非人防3.4m，人防3.6m)。
4.4 地下室结构设计主要包括：
顶板、中间层楼板、底板、地下室墙柱、地下室外墙、后浇带、车道板、楼梯、生活水池、消防水池（可用底板做水池底板）、集水井（坑）、节点大样等。其中，最为复杂的是底板（受力复杂）和顶板（标高、配合复杂）的设计。
4.5 地下室结构设计主要荷载：
结构构件自重、消防车活荷载（梁板设计时，可以折减）、施工活荷载（不与消防车活荷载同时组合）、顶板覆土荷载、底板面层附加恒载、水浮力、人防荷载等（基础设计不考虑人防荷载，但是构件需要验算承载力）。
4.6 地下室模型计算
地下室模型荷载取值比较复杂，除了常见楼面恒活荷载、梁上线荷载以外，还包括顶板覆土荷载、施工活荷载、消防车活荷载、水浮力、人防荷载等。地下室结构模型可不考虑风荷载，应注意的是，如果顶层取为嵌固端，此时不存在地震力，即不考虑地震作用，但应注意结构的抗震等级取上部结构的最高抗震等级。水浮力是变化的荷载，通常的处理方法是：在水位变动剧烈地区，水浮力按活荷载的分项系数考虑；在水位变动较小的地区，按恒载分项系数考虑。顶板结构为大板（加腋梁板、无梁楼盖）体系时，可将消防车道和消防登高面导入模型建模。
一个完整的地下室计算模型应包括地下室整体抗浮模型、地下室基础模型、顶板计算模型、底板计算模型（人防区和非人防区）。
(1). 地下室整体抗浮计算模型
将结构布置导入建模，其荷载取值为：结构构件自重（顶板、底板）、顶板覆土重、底板面层附加恒载、水浮力（向上）。整体抗浮模型中不需要考虑活荷载（消防车活荷载也不考虑）。在SATWE中计算完成后，进入JCCAD中读取标准组合下“D+L“工况下柱底内力，为负值时代表需要抗浮设计。根据抗拔特征值计算抗拔桩（锚杆）的根数。
(2). 地下室基础计算模型
基础设计时，不考虑消防车活荷载、不考虑人防荷载、也可不考虑水浮力，只需考虑模型恒活荷载。在SATWE中计算完成后，进入JCCAD中读取相应荷载，进行基础设计。若为桩基础，进入JCCAD中读取标准组合下“D+L“工况下柱底内力，进行基础的布置。
(3). 地下室顶板计算模型
地下室顶板模型为地下室设计的母模型，其余模型均以顶板模型为模板，进行增减改建，因此，建模
时应力求准确合理。
顶板荷载取值为：构件自重、覆土重、楼面施工活荷载（5.0kN/m2）、消防车活荷载、塔楼、裙房首层隔墙线荷载，人防顶板区域，尚应叠加考虑人防荷载，此时，人防荷载向下与重力荷载同方向。
(4)地下室底板计算模型（人防区和非人防区）
底板荷载主要有底板自重、底板面层附加恒载、水浮力、人防区的人防荷载；非人防区还应验算准永久组合下底板底面的裂缝0.2mm。对于人防区底板，需分三个模型进行计算，第一个模型用来计算无人防荷载正向荷载工况作用下底板配筋，此工况下底板的板底配筋较大，与水反力工况下的受力相反；第二个模型用来计算无人防荷载时，取水浮力、底板自重、底板面层附加恒载下的配筋结果与准永久组合（D+0.5L）底板底面的裂缝0.2mm控制下的配筋结果的大值；第三个模型再叠加人防荷载（此时混凝土强度提高1.5倍、3级钢钢筋强度提高1.2倍；人防与水浮力组合时，荷载分项系数均取1.0）的配筋计算结果，但不用验算裂缝。取此三个模型结果的大值包络设计。
1）正向荷载工况下强度验算，底板自重（向下，分项系数1.35）、底板面层附加恒载（向下，分项系数1.35）、车库活荷载4.0kN/m2向下，此工况下底板的板底配筋较大，与水反力工况下的受力相反。当底板为自承重时可不考虑正向荷载工况。
2）底板自重、底板面层附加恒载、水浮力（分项系数常年水位可取1.2，最高水位可取1.05）与准永久组合下底板底面的裂缝0.2mm控制，取设计结果的包络值。
3）底板自重、底板面层附加恒载、水浮力、人防区的人防荷载，混凝土强度提高1.5倍、3级钢钢筋强度提高1.2倍，配筋设计结果。人防荷载工况也可以用水浮力来等效，在人防工况下，水反力(设计按恒载考虑)的组合系数取1.0；
h总=[h水头+25/g（核六）]/1.2/1.2；
如水头3.5m,核六人防；则等效水浮力F总=[3.5x10+25]/1.2/1.2=41.67kN/m2。
取此三个模型结果的大值包络设计。
4.7 地下室侧壁
地下室侧壁按静止土压力、水土分算计算，即k0=0.5=1-tanθ（θ=30°，内摩擦角保守可取20°）。迎土面支座配筋按0.2mm裂缝控制，保护层厚度40mm。
侧壁的层高可取顶板至底板之间的高差。侧壁的主要荷载为土、水的水平侧压力，室外地坪活荷载，顶板覆土或上部结构传至顶板的荷载，人防等效静荷载。有人防荷载时，不用考虑裂缝，混凝土强度提高1.5倍、3级钢钢筋强度提高1.2倍。计算侧壁时，土重度可取18kN/m2，土浮重度取11kN/m2，水重度取10kN/m2；室外地坪活荷载通常情况下取5kN/m2，特殊情况下取10kN/m2。
1.一般情况下，侧壁按单向连续板计算，底层嵌固，顶层铰接，当顶板比侧壁厚时，可按固结考虑。侧壁的构造配筋率，高规国标为竖向、水平双层总配筋率0.3%，高规省标竖向、水平配筋率0.25%。东莞地区竖向、水平按单层0.2%控。竖向钢筋按计算确定，通长钢筋间距常取150mm，迎土面支座不足设另加筋；水平分部筋按单层0.2%最小配筋率控制，间距150，如对于350mm厚侧壁为12@150。特别注意东莞地区层高中间范围内水平分布筋间距为100mm。
2.当层高较高时，为减少侧壁厚度改善经济性，可考虑结合柱网增设扶壁柱（需与建筑协商）。当扶壁柱截面高度大于板跨（层高）的1/6（或悬臂高度的1/4）和侧壁厚度的2倍时，侧壁可按四边支承（一般情况）或三遍支承（顶端无楼盖），竖向和水平钢筋均按计算配筋，竖向通长钢筋间距150mm，迎土面支座不足另加；水平钢筋间距150mm。扶壁柱按要求配筋。
3.当侧壁顶端没有顶盖时（如地下室范围以外的车道），应按悬臂板计算配筋。配筋原则同一般情况。
4.一般情况下，地下室侧壁无需做暗梁。
5.条形基础时，地下室侧壁可按压弯构件设计。
4.8 地下室构件与大样设计4.8.1集水井（坑）大样4.8.2水池侧壁
4.8.3底板折板大样
4.8.4底板电梯基坑构造大样
人民防空地下室设计规范 1 总则 1.0.1 为在人民防空地下室（以下简称防空地下室）设计中正确贯彻“长期坚持、平战结合、全面规划、重点建设”的建设方针，使设计符合战时及平时的要求，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建或改建的4级、4B级、5级和6级的各类防空地下室设 计。 1.0.3 防空地下室设计应符合人防建设与城市建设相结合的原则。在平面布 置、结构选型、通风防潮、采光照明和给水排水等方面，应采取使其充分发挥战备效 益、社会效益和经济效益的相应措施。 1.0.4 防空地下室设计除应执行本规范外，尚应遵守国家现行有关标准和规范 的规定。 2 术语和符号 2.1 术语 2.1.1 平时peacetime 和平时期的简称。国家或地区既无战争又无明显战争威协的时期。 2.1. 2 战时wartime 战争时期的简称。国家或地区自开始转入战争状态直至战争结束的时期。 2.1.3 临战时imminenceofwar
临战时期的简称。国家或地区自明确进入战前准备状态直至战争开始之前的时期。 2.1.4 冲击波shockwave 空气冲击波的简称。核爆炸在空气中形成的具有空气参数强间断面的纵波。 2.1.5 冲击波超压positivepressureofshockwave 冲击波压缩区内超过周围大气压的压力值。 2.1.6 地面超压surfacepositivepressure 防空地下室室外地面的冲击波超压峰值。 2.1.7 土中压缩波compressivewaveinsoil 核爆炸作用下，在土中传播并使其受到压缩的波。 2.1.8 核爆动荷载dynamicloadofnuclearblast 核爆炸产生的冲击波和土中压缩波对防空地下室结构形成的动荷载。 2.1.9 主体mainpart 防空地下室中，能满足战时防护及其主要功能要求的部分。如有防毒要求的防空地下室中的最后一道密闭门以内部分。 2.1.10 清洁区（密闭区）airtightspace 防空地下室中能满足防毒要求的区域。
地下室抗浮设计及计算 Post time: 2010年5月20日 前一段时间做了几个项目，都涉及到地下室抗浮设计的问题，整理了一个大个地下室的计算思路。 先说一下规范的一些要求，规范对抗浮设计一直没有特别明确的计算建议，很多的设计建议都是编者自己的理解，所以大家的计算结果就会有很大差异。 1）《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006年版)第3.2.5条第3款规定：“对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，荷载的分项系数应按有关的结构设计规范的规定采用”。 2）《砌体结构设计规范》GB 50003-2001第4.1.6条当砌体结构作为一个刚体，需验算整体稳定性时，例如倾覆、滑移、漂浮等，应按下式验算：γ0(1.2SG2k+1.4SQ1k+SQik) ≤ 0.8SG1k 式中SG1k----起有利作用的永久荷载标准值的效应； SG2k----起不利作用的永久荷载标准值的效应； 3）北京市标准《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》DBJ 11-501-2009第8.8.2条，抗浮公式为： Nwk ≤γGk 式中Nwk——地下水浮力标准值； Gk——建筑物自重及压重之和； γ——永久荷载的影响系数，取0.9～1.0； 结合上述原则，计算目前在做的南方某大剧院舞台下台仓的抗浮情况，由于整个台仓位于城市河道边，且上部恒荷载的不确定性，因此永久荷载的影响系数取的是0.8，比北京规范还要低一些：
台仓深度较大，台仓底板顶标高为-14.8米，存在抗浮设计要求，根据 地质勘察报告数据，设计最高抗浮水位绝对标高为2.36米相对标高-1.54米， 经计算，上部结构传至台仓底板顶面处0.8倍恒荷载值为65200kN，台仓底板面积约为663平米，考虑台仓底板厚度为1.6米重力效应，尚有水浮力约为((14.8+1.6-1.54)×10-0.8×1.6×25)×663-65200=12106 kN。根据地质勘察报告提供的勘探点平面布置图，台仓位于18、19、25、26号孔附近，抗拔桩长为9.5米，直径0.4米，计算抗拔承载力特征值为220 kN，考虑结构重要性系数1.1，需要不少于60根抗拔桩。 考虑台仓底板承担水压情况，设置11X20=220根抗拔桩，抗拔桩间距为1.45X1.45米，则相应面积底板承担水压标准值为((14.8+1.6-1.54)×10-0.8×1.6×25)×1.45×1.45=245.2kN，减去抗拔桩抗拔值＝245.2-220＝25.2 kN，对应台仓底板承担水压标准值为1.1×60.6/(1.3×1.9)=27.5 kN/m2，其中1.1为结构重要性系数。 考虑群桩效应，群桩平面尺寸为16.8×28.5米，整个周边抗拔极限承载力为0.5Tgk =0.5×(0.70×55×1.2+0.75×50×7.1+0.65×85×0.7)× (16.8+28.5)×2=15900 kN，整个桩土浮容重为11×16.8×28.5×9=47400 kN，合计抗浮力为63300 kN，满足抗浮要求。 基础底板配筋计算：其中结构重要性系数为1.1，水浮力分项系数为1.20，抗拔桩安全系数取0.80，则台仓底板抗浮力设计值为1.1×(1.2× (14.8+1.6-1.54)×10-0.8×1.6×25-0.8×220/1.45/1.45)=68.88kN/m2，台仓底板按四边简支弹性楼板配筋设计结果如下： 1.1 基本资料 1.1.1 工程名称：台仓底板配筋 1.1.2 边界条件（左端/下端/右端/上端）：铰支 / 铰支 / 铰支 / 铰支 1.1.3 荷载标准值 1.1.3.1 永久荷载标准值： gk ＝ 0 1.1.3.2 可变荷载标准值 均布荷载： qk1 ＝ 68.88kN/m ，γQ ＝ 1，ψc ＝ 0.7，ψq ＝ 0.7 1.1.4 荷载的基本组合值 1.1.4.1 板面 Q ＝ Max{Q(L), Q(D)} ＝ Max{68.88, 48.22} ＝ 68.88kN/m 1.1.5 计算跨度 Lx ＝ 19950mm，计算跨度 Ly ＝ 31900mm， 板的厚度 h ＝ 1600mm （h ＝ Lx / 12） 1.1.6 混凝土强度等级为 C35， fc ＝ 16.72N/mm ， ft ＝ 1.575N/mm ， ftk ＝ 2.204N/mm 1.1.7 钢筋抗拉强度设计值 fy ＝ 360N/mm ， Es ＝ 200000N/mm 1.1.8 纵筋合力点至截面近边的距离：板底 as ＝ 25mm、板面 as' ＝ 25mm 1.2 配筋计算 1.2.1 平行于 Lx 方向的跨中弯矩 Mx Mxk ＝ 2291.29kN?m，Mxq ＝ 1603.90kN?m； Mx ＝ Max{Mx(L), Mx(D)} ＝ Max{2291.29, 1603.9} ＝ 2291.29kN?m Asx ＝ 4159mm ，as ＝ 25mm，ξ＝ 0.057，ρ＝ 0.26%； 实配纵筋： 32@100 （As ＝ 8042）；ωmax ＝ 0.265mm 1.2.2 平行于 Ly 方向的跨中弯矩 My
建筑结构设计地下室抗浮怎么计算 首先要知道抗浮水位是多少，算出水浮力然后乘以1.05的系数。 算出地下室总得恒荷载（包括基础重和基础上的填土）如果恒荷载大于水浮力的1.05倍，可视为抗浮满足要求。如不能满足要求，可以降低基础底板，然后填土或素混凝土以增加基础的恒荷载。或者将筏板外挑，然后压上土以增加恒荷载。关于地下建筑抗浮设计的几点意见= ^NTH c^* 湖北省勘察设计协会袁内镇A3su !I2S 内容摘要 y'{*B( 本文根据作者的工作经验结合湖北省地方标准《建筑地基基础技术规范》DB42/242-2003以及相关标准的有关规定，对地下建筑物抗浮设计原则及一些具体问题进行了探讨，可供抗浮设计中参考。j o + - 关键词：抗浮设计、抗浮水位、抗浮稳定、水的浮力、抗拔构件] .( l^ W ①地下建筑物抗浮设计是一个复杂的技术问题，由于对抗浮设计的一些重要问题有不同看法，因此相关规范未对抗浮设计作出明确的具体规定，导致设计工作的困难。②抗浮水位不易确定。③抗浮现状——施工阶段浮起，使用阶段浮起，特殊情况浮起。④浮起底板未见开裂，柱上下端横向裂缝浮起时常发生倾斜，水位下到四周，等高，受力不均匀，形成与重心不重合。M t w7aK 为解决抗浮设计的操作问题，湖北省地方标准《建筑地基基础技术规范》DB42/242-2003[1]对抗浮设计作了原则的规定，但具体问题尚有一些歧意，地下建筑浮起破坏的现象仍时有发生。作者认为有必要对以下问题进行探讨，以求抗浮设计的合理完善。
浅谈地下室结构抗浮设计问题分析 发表时间：2019-08-28T14:01:27.280Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：李坚 [导读] 摘要：近几年来，有不少地下室由于各种原因而造成工程事故，如某医院两层独立地下车库，在施工过程中，出现整体上浮；又如，某体育中心游泳馆，地下室上浮造成上部结构梁、板、柱产生大量裂缝；再如，某高层建筑地下室底板局部隆起高达350mm，柱间板出现45°破坏性裂缝等等问题经常性的发生，造成了严重的财产损失和经济损失。 广东建筑艺术设计院有限公司 510655 摘要：近几年来，有不少地下室由于各种原因而造成工程事故，如某医院两层独立地下车库，在施工过程中，出现整体上浮；又如，某体育中心游泳馆，地下室上浮造成上部结构梁、板、柱产生大量裂缝；再如，某高层建筑地下室底板局部隆起高达350mm，柱间板出现45°破坏性裂缝等等问题经常性的发生，造成了严重的财产损失和经济损失。本文就是针对这些事故的原因进行归纳和分析。 关键词：地下室；抗浮设计；抗水板 一、概述 随着国民经济的发展，城市建设的也得到迅速的发展。而城市土地资源的日益紧缺，建筑及城市交通逐步向地下发展。大商业建筑、高层及超高层建筑由于其功能和结构本身的需要，大多设置了地下室。随着建筑层数的日益增高，地下结构已向多层发展，其基坑支护、地下结构设计、地下室的施工及防水等日益成为建筑工程界关注的热点。由于地下室工程的施工环境特殊、隐蔽性大、涉及的工种多、施工复杂，也容易出现质量问题，因而对设计有一定的特殊要求。 二、地下室抗浮水位的合理选取 设防水位的确定对建筑物的安全和业主的投资有较大的影响。较多文献已指出岩土地基中的地下水浮力的确定，不能简单按静水压力公式计算，即地下水的水压力在垂直方向上并非随深度增加而线性增加。从《铁路桥涵设计规范》和《岩土工程手册》的规定中可以看出建筑物基础位于不同持力层时，浮力计算有差别。当位于粉土、粘土、砂土、碎石土和节理裂缝发育的岩石地基时，由于地层的透水性好，水浮力不应折减，而位于节理裂隙不发育的岩石地基时，甚至工程底板与岩石密贴时，可考虑水浮力的折减，甚至不考虑水浮力的作用。当建筑物位于黏土地基时，其浮力较难准确确定，应结合地区的实际经验考虑。 根据勘察单位提供的岩土工程勘察报告，确定地下室抗浮设防水位时，应根据设计规范中确定的原则：防水要求严格的地下室，其设防水位可按历年最高地下水位；对防水要求不严格的地下室其设防水位可参照近3～5年最高水位及勘查时的实测静止地下水位。 由此，如何合理确定抗浮水位的取值，应根据工程的特点、地理环境、地质情况及场地条件等因素，还有工程勘察报告中提供场区历年最高水位和近年的最高地下水位，并结合当地的工程经验综合考虑，确定建筑物的设防水位和抗浮设计水位，使设计做到经济、安全。 在建筑允许的情况下，尽可能提高基坑坑底的设计标高，间接降低抗浮设防水位。具体措施可采用平板式筏板，一般而言，平板式筏板基础的重量与“低板位”梁板式筏板基础上填覆土的重量基本相当，但后者的基础高度一般要比前者高。地下室楼盖提倡使用宽扁梁或无梁楼盖。宽扁梁的截面高度一般为跨度的1/16～1/22，宽扁梁的使用将有效地降低地下结构的层高，从而相对降低了抗浮设防水位。 三、地下室抗浮方案 目前针对地下室抗浮问题主要有增加自重法和设置抗拔桩这两种方案。 1、增加自重法方案 增加自重法包括地下室顶板压载、地下室底板加载及边墙加载等方法，增加地下结构物自身重量（即恒载），使其自身的重力始终大于地下水对结构物所产生的托浮力，确保结构物不上浮。这种方法的优点是：施工及设计较简单；缺点是：当结构物需要抵抗浮力较大时，由于需大量增加混凝土或相关配重材料用量，故费用增加较多。还可能影响对地下结构物室内使用净高。 1）顶部压载措施 顶部压载措施是将地下结构物顶板的混凝土加厚或增加其他压载材料，使自身重量（即恒载）增加以抵抗地下水的上浮力，但增加的混凝土却占去原有覆土的位置，所以增加的重量仅为混凝土与覆土重量之差。因为混凝土与覆土重量的差距不大，所以此法的效益不大，并且使地下结构与地表的距离拉近，由此减少了地下结构上方覆土厚度。此法一般用于埋深较浅、不需增加太厚压载物且其顶部有条件压载的地下结构物的抗浮，否则，其顶部有条件压载也会增加结构自身造价和基础造价，对规模较大、埋深较深的地下结构物的抗浮不宜采用此法作抗浮措施。 另外，当采用此法作抗浮措施时，施工时应避开雨季；因为刚封顶后地下室，还来不及做其他项目时，雨季使地下室处于其最不安全的时期。 2）底板加载措施 基板加载措施是将地下结构物底板的混凝土加厚，使自身重量增加以抵抗地下水的上浮力，但在增加混凝土的同时也增加了水的上浮力，所以它增加的重量是混凝土与水的重量之差。因为混凝土与水的重量差距远比混凝土与覆土的重量差距大，所以每增加单位体积的基底板混凝土，其抗浮效益比顶板压载法要大，但会提高工程造价，采用基板加载抗浮措施，不仅在地下室底板需浇筑大量的压载混凝土，在材料上造成极大的浪费，厚板给施工也带来非常大的困难和不便。因压载增加了地下室底板的厚度，造成地下室净空变小，给以后的使用带来不便。此方案造价很高既费钱又费工，此法一般用于埋深较浅、不需增加太厚混凝土的地下结构物的抗浮。 3）侧墙加载措施 侧墙加载措施是将地下结构物侧墙的混凝土加厚，这种做法虽然增加了水的上浮力，但也由此加宽了地下结构物上方覆土的范围。这种做法虽然也可得到较大的抗浮力，并且不需要加深基坑开挖，但开挖的范围却因此增宽，在地价昂贵的地区，经济效益也将因此折减。此法一般适用于不受场地限制、地价不贵地区的规模较小地下结构物的抗浮。 2、设置抗浮桩 目前，设置抗拔桩是在地下室抗浮设计中使用较为广泛的一种方法。但仔细分析，这种方法也有一定的局限性。因为地下室的抗浮设防水位是根据拟建场地历年最高水位，并结合近几年的水位变化情况提出来的，即使经过重新评估后确定的抗浮设防水位，也是按一定的统计规律得出的结论。显然，该方法确定的地下水位在一般的情况下是很难达到的；加之设计计算的不精确性，也使得抗拔桩都具有一定的安全储备，因此，“抗拔桩”实际上长期起着“抗压桩”的作用，这种“反作用”将阻碍有抗浮要求的地下室的合理沉降，而这种变化将会使不
一、地下室整体抗浮设计的基本原理 1.地下室最主要破坏形态即为抗浮破坏，因此抗浮设计显得尤为重要。 2.水对地下建筑物的浮力大小遵循阿基米德原理，水对物体的浮力等于物体排开同体积水 的重量{即基底单位面积所受的水浮力为γh的（γ为水的重度，h为建筑物基底以上的水深）}。当水浮力强度大于地下建筑物单位面积的重量时，建筑物即可浮起，当水不断补充时，建筑物将不断上浮，所以，建筑物浮起是一个渐进过程。水量的大小只是控制着建筑物上浮速度和上浮量，而水位高低则是控制建筑物上浮的基本要素。 3.地下室与潜水艇的根本区别： 地下室底板除受水浮力外还受土反力，而潜水艇底板只有水浮力。(注意此时的地下室基础形式，若为独基+防水板，防水板是不允许受土反力的,而只受水浮力作用；基础范围均受土反力与水浮力。) 潜水艇完全沉没在海里面时，其所受总的浮力是个定值，因为此时排开水的体积不再变化,即为：顶板向下水的压力+自重=潜水艇底板向上水的压力。 地下室抗浮设计中，力的平衡公式： F顶板表面（定值）+G地下室自重(定值)=P基底土反力(不允许为0)+水浮力。从中得出：即随着地下水位的上升，水浮力逐渐增大，土反力逐渐减小,若基底土反力小于或等于0时，地下室出现整体抗浮破坏。当水位在地下室顶板或者超过顶板面时，地下室整体所受的水浮力是个定值。注意：地下室顶板所受的荷载大小是个定值，跟有没有水不相干；而地下室底板所受的水浮力（γh）大小只与水头高度相干，随着水头高度变化而变化。
4.在抗浮中起有利作用的及一些自身安全储备有: a. 地下室的自重和覆土重对抗浮有利; b. 地下室底板与土（存在水的情况）存在张力作用；侧壁的回填土（质量要有保证）， 对侧壁有个摩擦力。 5.地下室抗浮验算： 《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012的3.2.4条的第1.2款规定：“当永久荷载效应对结构有利时，组合分项系数不应大于1.0”。 在地下室整体抗浮验算中，永久荷载对结构有利，荷载分项系数一般应取1.0。 广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ 15-31-2003第5.2.1条规定，地下室抗浮稳定性验算应满足式6.1.6的要求： W/F≥1.05 （6.1.6）(我院要求最少1.1倍) 式中 W——地下室自重及其上作用的永久荷载标准值的总和； F——地下水浮力。 【注意】：此处F应为地下水浮力的标准值。 二、抗浮水位的确定 《高层建筑岩土工程勘察规程》第8．6．2 场地地下水抗浮设防水位的综合确定宜符合下列规定： 1. 当有长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可采用实测最高水位；无长期水位观测资料或资料缺乏时，按勘察期间实测最高稳定水位并结合场地地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定； 2. 场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水水位并考虑其对抗浮设防水位的影响； 3. 只考虑施工期间的抗浮设防时，抗浮设防水位可按一个水文年的最高水位确定。 注：目前地质勘查单位提供的岩土工程勘查报告中一般会提出建议抗浮水位标高。 三、抗浮设计的措施 1.压重抗浮 抗浮失效（建筑物倾斜或出现裂缝）是由于建筑物自重小于地下水浮力造成的，因此解决此问题最简便的办法就是增加建筑物自重，比如在地下室顶板部位覆盖一定厚度的土层。对于土体的选择，不同地区可结合当地地质条件，就近选择可利用覆土材料。 2.工程桩抗浮 工程桩，就是在工程中使用的，最终在建构筑物中受力起作用的桩。按承载性状可分为摩擦型桩和端承型桩，工程桩基础大多是现浇大直径柱，整体性好，工程桩周围与土层间摩擦力大。但同时也应当注意工程桩在使用过程中经常会出现的裂缝及耐久性较差的问题，因此在地下室结构抗浮设计中使用工程桩抗浮应当对于使用过程中可能涉及到的桩体变形问题进行有效预估。 3.锚杆抗浮 锚杆抗浮是建筑工程地下结构抗浮措施的一种，在建筑物采用天然地基且基岩情况下，锚杆抗浮是地下室抗浮设计很好的选择，锚杆抗浮为抗拔桩体承受拉力，普通抗浮桩受力也是自桩顶向桩底传递，桩体受力大小随着地下水位的变化而变化，因此当地下水压力较大，松散砂层太厚，锚杆受到的拉力也随之发生变化，不宜采用锚杆抗浮，这种情况下如果采用锚杆，就会产生较大的变形，不利于结构稳定，造成抗浮失效此外，当软
人防地下室结构设计经验总结人防地下室结构设计规范广东建材２００９年第１１期建筑设计与装饰 人防地下室结构设计经验 卓毅刚 摘 （广州市人防建筑设计研究院有限公司） 要：本文较系统的结合规范介绍了人防地下事结构设计特点和设计原则，对人防地下室结构设 计中的主要构件进行了设计分析，并对设计中应注意的几个问题进行了探讨，供同行参考。 关键词：人防地下室；结构设计；经验；经济性 随着经济建设的迅速发展，高层、超高层建筑在全国各大中等城市拔地而起，地下停车库、地下商场等地下建筑物的大量兴建，人防工程建设逐步走向与城市建设相结合的道路。特别在经济发达的地区
和城市，繁华的商业地段成为地下空间开发的热点和焦点，其地下空间的利用离不了以防灾救灾为目的的人防工程。本文就人防工程中最常见的低抗力等级人防地下室（核５，常５级以下）为例子，进行结构设计经验总结。 １材料 人防地下室在有人防荷载参与结构计算过程中，应注意乘以材料强度综合调整系数Ｙｄ。详见ＧＢ５００３８－２００５《人民防空地下室设计规范》（以下简称《人防规范》）４．２条。 １．１混凝土 人防地下室选用混凝土的强度等级一般为Ｃ３０Ｃ３５。笔者不建议选用Ｃ４０以上的混凝土，原因有二：（１）Ｃ４０－－一Ｃ５５混凝土中受拉钢筋的最小配筋率为０．３，而Ｃ２５～Ｃ３５混凝土中受拉钢筋的最小配筋率为０．２５。由于人防地下室考虑防辐射及密闭防毒作用，墙体及顶板较厚，所以对于低抗力等级的人防地下室，结构设计计算中会出现较多构造钢筋就能满足受力要求的情况。故在抗力等级及平时荷载不大的情况下，采用强度等级低于Ｃ４０的混凝土，可降低工程的含钢量，其经济性是显而易见的。（２）人防
地下室抗浮验算 一、整体抗浮 裙房部分的整体抗浮（图一所示）图示标高均为绝对标高。底板板底标高为-6.400，地坪标高为：3.600，抗浮设防水位标高为2.5m，即抗浮设计水位高度为：8.9m。 裙房部分抗浮荷载： ①地上五层裙房板自重： 25×0.60＝15.0kN/m2 ②地上五层梁柱折算自重： 25×0.60＝15.0kN/m2 ③地下一顶板自重： 25×0.18＝4.5 kN/m2 ④地下二顶板自重： 25×0.12＝3.0 kN/m2 ⑤地下室梁柱折算自重： 25×0.3 ＝7.5 kN/m2 ⑥底板覆土自重： 20×0.4 ＝8.0 kN/m2 ⑦底板自重： 25×0.6 ＝15.0kN/m2 合计： 68.0kN/m2水浮荷载：8.9×10=89 kN/m2 68/89=0.764<1.05不满足抗浮要求。 需采取抗浮措施，因本工程为桩基础，固采用桩抗浮。 需要桩提供的抗拉承载力：89×1.05-68=25.45 kN/m2 单桩抗拔承载力特征值：450kN 取8.4m×8.4m的柱网，柱下4根桩验算： (4×450)/（8.4×8.4）=25.5 kN/m2＞25.45 kN/m2 满足抗浮要求。
二、局部抗浮 无裙房处地下室的局部抗浮（图二所示）图示标高均为绝对标高。覆土厚度为：0.6m。 底板板底标高为-6.400，地坪标高为：3.600，抗浮设防水位标高为2.5m，即抗浮设计水位高度为：8.9m。 地下室部分抗浮荷载： ①顶板覆土自重 ： 20×0.60＝12.0kN/m2 ②地下一顶板自重： 25×0.25＝6.25kN/m2 ③地下二顶板自重： 25×0.12＝3.0kN/m2 ④梁柱折算自重： 25×0.3 ＝7.5kN/m2 ⑤底板覆土自重： 20×0.4 ＝8.0kN/m2 ⑥底板自重： 25×0.6 ＝15.0kN/m2 合计： 51.8kN/m2 水浮荷载：8.9×10=89kN/m2 51.8/89=0.58<1.05 不满足抗浮要求。 需采取抗浮措施，因本工程为桩基础，固采用桩抗浮。 需要桩提供的抗拉承载力：89×1.05-51.8=41.65 kN/m2 单桩抗拔承载力特征值：450kN ①内柱验算：取8.4m×6m的柱网，柱下5根桩验算 (5×450)/（8.4×6）=52.5 kN/m2＞41.65 kN/m2 满足抗浮要求。 ②外墙验算：取墙下1根桩的负载面积验算 墙体自重 ： 4.2×25×0.30×8.8＝277.2kN 墙趾覆土自重： 4.2×18×0.40×9.4＝284.3kN 水浮力： 4.2× 4 × 41.65 ＝700.0kN 700-（277.2+284.3）=138.5kN＜450kN 满足抗浮要求。
天水家园以北地段Ⅰ-2a地块 地 下 室 抗 浮 降 排 水 专 项 方 案 宁波建工股份有限公司 二零一四年三月
1、工程概况 、总体概况 本工程位于宁波市江北区，西至康庄南路，南至规划路，北临北环北路。天水家园以北1-2a地块总建筑面积136588平米，包括10幢14~18层高层、1幢3层幼儿园，2层商业用房，地下室32944平米。 、结构概况 1#～10#楼各设单层地下室，桩筏基础，地下室底板厚1000㎜，墙板厚300㎜，层高米，框剪结构；地下车库为桩筏基础，未设计抗拔桩，筏板厚400㎜，墙板厚300㎜，顶板厚400㎜，层高米，框剪结构-无梁楼盖体系，采用C35P6抗渗混凝土。 、基坑概况 1#～10#高层建筑地下室底标高为，基坑挖深为～。 地下车库基础底板面标高为，筏板底（包括垫层厚度，下同）标高为，基坑开挖深度为。 1#～10#楼及地下车库基坑支护由浙江华展工程研究设计院有限公司提供，基坑最长约207m，最宽约201m，地下室面积约32944㎡，周长约为816m,为不规则形状。 2、编制目的及依据 、编制目的
本工程1#～10#楼及地下室，针对工程特点，编制施工期间抗浮降排水专项方案。 、编制依据 （1）、天水家园以北地段1-2a项目地下室、地下车库基坑围护工程施工图纸、图纸会审、设计交底记录、技术核定单、工程联系单、基坑支护及降水专项施工方案、专家论证意见。 （2）、天水家园以北地段1-2a项目施工图纸、图纸会审及设计交底记录（3）、各项国家及地方规范、标准 （4）、天水家园以北地段1-2a项目工程施工组织设计 3、抗浮措施 根据《基坑支护总说明》中地三条：本项目场地地下水较浅，赋存于人工填土和土层中。人工填土结构松散，性质不均，易形成地下水流入基坑的通道，因此地下室基坑只需设置排水体系、做好防渗措施及地下室顶板标高处排水措施。、基坑支护设计抗浮措施（基坑排水体系，防渗措施） 、排水体系 1.坑外排水地表及边坡采用70~100mm厚C15素混凝土硬化封闭。在边坡顶四周做好300×300 mm的方形砖砌排水沟（沟侧边用M5水泥砂浆砌砖120mm厚，内侧与顶面批1：3水泥砂浆，纵向坡度%）；每隔20m-25m设400×400×600mm 的砖砌集水井（240厚灰砂砖墙，M5水泥砂浆砌砖，内侧批25mm厚1：水泥砂
地下室抗浮计算 整体抗浮计算： 抗浮设计水头：7.4m，底板厚0.5m，底板上覆土1.9m，地下室顶板厚0.16m（梁板柱折算厚度0.4m），地下室顶板覆土1.5m。 单位面积水浮力：6.5x10=65KN 单位面积抗力：0.4x25+0.9x18+0.2x25+1.6x18+0.4x25=70KN>67 整体抗浮满足要求， 底板局部抗浮计算： 抗浮设计水头：6.5m，底板厚0.4m，底板上覆土1.1m。 单位面积水浮力：6.5x10=65KN 单位面积抗力：[0.4x25+0.9x18+0.2x25]x0.9=31.2KN 局部抗浮不满足。防水底板需计算配筋。 单位面积净浮力q为：65x1.2-31.2x1.2=40.56KN 按经验系数法计算：Mx=q*Ly*（Lx-2b/3）*（Lx-2b/3）/8 =40.56*8.4*（8.1-2*5/3）*（8.1-2*5/3）/8 =967.6KNm 柱下板带支座最大负弯矩M1为：M1=0.5*Mx=483.8KNm（跨中板带最大为0.17）柱下板带跨中最大正弯矩M2为：M2=0.22*Mx=212.9KNm（跨中板带最大为0.22）配筋为：下部为：As1=M1/（0.9*fy*h1*3.9） =483.8/（0.9*360*1150*3.9） =332.9mm <Ф16@200 As1’=M1/（0.9*fy*h1’*3.9） =483.8/（0.9*360*350* 3.9） =1039mm 基本等于Ф16@200 上部为：As2=M2/（0.9*fy*h2* 3.9） =212.9/（0.9*360*350* 3.9） =481.4mm <Ф16@200 上式配筋计算中分母3.9为柱下板带宽度。 原设计防水底板配筋满足要求。 独立基础计算 阶梯基础计算 项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、设计依据 《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)① 《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002)② 二、示意图
浅议地下室抗浮设计 【摘要】随着我国经济的发展，建筑行业得到了急速发展，地下室与地下建筑也随之也越来越多。而各地水位不同，每栋建筑的埋置深度不同，水对建筑物的浮力也不同。地下室的抗浮设计往往被忽略，而导致的不良后果便是地下室底板拱起，底板裂缝渗水甚至地下室上浮及结构破坏等，处理起来非常棘手且效果不好。2004年大庆一地下商场才建成就上浮了，直至2009年哈工大耿永常教授对其进行了研究，给出了解决方案，才使该商场得以正常使用。所以，地下建筑抗浮问题必须引起我们的关注。 【关键词】地下；设防水位；抗浮措施 一，建筑物为什么会浮起来？ 根据阿基米德原理：浸在静止流体中的物体受到流体作用的合力等于该物体排开的流体重力，方向竖直向上。这个合力称为浮力。所以，当建筑物底面处于地下水中时会受到地下水给它向上的水浮力。当水浮力大于建筑物底面以上包含堆土在内的重量时，建筑物就会浮起来；当水浮力小于建筑物底面以上包含堆土在内的重量时，建筑物就不会浮起来。所以只要地下水位达到一定高度就能使建筑物浮起来。抗浮水位是指基础砌置深度内起主导作用的地下水层在建筑物运营期间的最高水位。当有长期水位观测资料时，抗浮水位可根据该层地下水实测最高水位和建筑物运营期间地下水的变化来确定;无长期观测资料或资料缺乏时，按勘察期间实测最高稳定水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定;在南方滨海和滨江地区，抗浮设防水位可取室外地坪标高。场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水水位并考虑其对抗浮水位的影响。只考虑施工期间的抗浮时，抗浮水位可按一个水文年的最高水位确定。 二，怎么进行抗浮设计？ 对地下室进行抗浮设计时需分下面两种情况： （1）：当地下室外轮廓与地上建筑外边线基本重合时。当结构重量大于水浮力时，我们就不必考虑抗浮，但是我们应在设计说明中提出施工时的降水措施；当结构重量小于水浮力时，那么地下室就需要采取必要的措施平衡水浮力。另外，无论水浮力是否大于结构重量，都需要验算水浮力对地下室底板的作用，使底板满足必要的强度与刚度，还需满足抗裂要求。如果底板配筋过多或者截面过大，就会形成浪费。 （2）：当地下室外轮廓大于地上建筑外边线时。此种情况下，除了需要满足结构总体重量大于水浮力外，还需要对地下室外伸部分进行浮力作用下的抗弯及抗剪强度的验算，否则就有可能使地下室底板及梁墙的开裂。如果与高层相连的裙房部分的重量小于水浮力时，我们应考虑此部分结构承受水浮力作用而引起的损坏。 三，建筑物的抗浮措施 地下室抗浮措施基本上分为“一压二拉”。 压即为配重法，增加永久荷载的自重，比如地下室顶板覆土、地下室底板的配重等来平衡地下水浮力。我们知道，抗浮安全度不够是由于结构自重小于地下水对结构上浮力而造成，所以最直接的方法是增加结构自重或增加其上恒载，利用底板外伸部分增加回填土重量。比如地下室顶板上覆土，既能增加重量，又能解决建筑绿化问题，另外也可以在地板上增加配重，这样既能增加重量也可以减少底板与梁的高度。但是配重法必然会使基础埋置深度增加，
深圳市某工程人防地下室设计若干问题探讨 万衍刘远骏 提要：本文通过对深圳市泰然实业有限公司306高层工业厂房地下室(含人防)工程设计实例的分析，对含人防的高层建筑地下室的设计两个问题提出几点探讨性意见。 1.工程简介：深圳市泰然实业有限公司306高层工业厂房是1栋18层(地下1层)的框架一剪力墙结构的高层工业建筑。建筑面积31200m2，建筑高度79.8m，地震烈度为7度，框架等级为3级，剪力墙等级为2级。地下室面积3908m2，其中含人防面积1390m2，分两个人防单元，层高4.4m，桩基采用预应力砼管桩。 地下室的设计中考虑人防的问题，有一个平战结合的问题，即既要考虑平常使用时荷载较小，需满足建筑使用上大空间的问题，又要考虑人防时荷载较大，结构上很难满足大空间的问题，如何协调两种状态下不同的使用要求，以下讲几点笔者在人防设计方面的一些体会，以资借鉴。 2.人防结构设计的特点 人防即人民防空，人民防空的任务是根据国防的需要，动员和组织群众采取防护措施，防范和减轻空袭危害。除采取人员疏散的措施之外，也是战时防空的最重要的措施之一。防空地下室结构设计的主要内容包含两方面：一是主体结构设计，包括顶板、外侧墙、底板等其它构件的结构设计，二是孔口防护设计，包括出入口的防护和消波系统(防护设备)，其中出入口的防护包含防护密闭门的选用、门框墙、临空墙的计算、出入口通道(包括风井)的计算等几个方面，而消波系统则包含防爆破活门的选用和扩散室(箱)的设计，那么，这些内容的结构设计与一般的结构设计有何不同呢? 第一、结构设计的可靠性可以降低，一般建筑结构pf≈10，而人防结构pf≈6%，第二，考虑结构的动力响应，第三，结构构件可考虑进入塑性工作状态，第四、材料设计强度可以提高，实验表明，在快速加载的情况下，这时材料力学性能发生比较明显的变化，主要表现为强度提高，但变形性能包括塑性性能等基本不变，这对结构工作起到有利作用，例如钢材强度可提高1.15～1.5倍，对砼强度可提高1.5倍，这是在设计中考虑材料强度综合调整系数来完成的，第五，重视构造要求，人防设计的许多构造要求是与一般的建筑设计不同的，要求更为严格，故仅仅只考虑受力计算，不考虑构造措施是不合理的。 根据以上所述的结构设计的特点，我们可以确定防空地下室结构设计的一般原则，①平战结合，取控制条件，在民用建筑的人防地下室的结构设计中，一般只涉及5级或6级人防设计，结构的顶板基本上都由战时控制，而侧墙和底板则因地下室的结构型式的不同而由实际情况确定；②只进行强度的验算，由于在核爆动荷载作用下，结构构件变形极限已用允许延性比的控制，且在确定各种构件允许延性比时，已考虑了对变形的限制，因而在防空地下室结构设计中，不必再单独对结构构件的变形与裂缝开展进行验算；③只考虑一次核袭击；④注意各部件的协调，以免因设计控制标准不一致而导致结构的局部先行破坏，失去整个防护建筑的作用；⑤地面与地下承重结构体系要协调，不能出现两者强弱相差较大的情况。 了解了结构人防设计的特点及原则之后，我们首先就必须确定计算所需的荷载值。 3.人防荷载的确定
抗浮桩计算 +有实列----难得啊！ 一般抗浮计算： （局部抗浮） 1."05F浮力- 0."9G自重<0即可 （整体抗浮） 1."2F浮力- 0."9G自重<0即可 如果抗浮计算不满足的话，地下室底板外挑比较经济 同意以上朋友的观点，一般增大底版自重及底板外挑比抗拔桩要经济很多 【】抗浮锚杆设计总结 抗浮锚杆设计总结 1适用的规范 抗浮锚杆的设计并无相应的规范条文，《建筑地基基础设计规范GB50007---2002》中“岩石锚杆基础”部分以及《建筑边坡工程技术规范GB50330-2002》有关锚杆的部分可以参考使用，不过最好只用于估算，锚杆抗拔承载力特征值应通过现场试验确定，有一些锚杆构造做法可以参考。对于锚杆估算，推荐使用《建筑边坡工程技术规范GB50330-2002》，对于岩土的分类较细，能查到一些必要的参数。 2锚杆需要验算的内容 1)锚杆钢筋截面面积；
2)锚杆锚固体与土层的锚固长度； 3)锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度； 4)土体或者岩体的强度验算； 3锚杆的布置方式与优缺点 1)集中点状布置，一般布置在柱下；优点： 可以充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力；由于锚杆布置集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有很强的抵抗力。缺点： 要求锚固于坚硬岩体中，不适用于软岩与土体，破坏往往是锚固岩体的破坏；由于局部锚杆较密，锚杆施工不方便；地下室底板梁板配筋较大。 2)集中线状布置，一般布置于地下室底板梁下；优点： 由于锚杆布置相对集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有较强的抵抗力。缺点： 不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力（个人认为考虑的话偏于不安全，对于跨高比小于6的底板梁，可以适当考虑上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力），要求锚固于较硬岩体中，不适用于软岩与土体；地下室底板板配筋较大。 3)面状均匀布置，在地下室底板下均匀布置；优点： 适用于所有土体和岩体；地下室底板梁板配筋较小。缺点： 不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力（个人认为考虑的话偏于不安全）；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于能分担的锚杆较少，此情况抵抗力差；由于锚杆布置相对分散，对于地下室底板下的外防水施工比较麻烦。
人防地下室设计协议书 甲方：深圳市新生辉投资有限公司 乙方：广州军区司令部建筑工程设计院 双方就韶关市韶关.光达凯旋城项目人防地下室设计达成以下协议： 一、甲方分包给乙方完成以下设计工作： 1、人防方案设计； 2、人防施工图设计； 3、人防工程平战转换预案编制。 二、乙方的责任： 1、制作的人防设计图纸，应符合国家及韶关市人防的规定；为业主降低人防造价；协助业主 尽快通过人防部门的报建。 2、负责人防报建审查意见中的设计修改或变更。 3、提供蓝图一式伍份及全套电子文件给甲方。 4、负责施工过程中与人防相关的现场服务，并协助通过人防验收。 三、甲方的责任： 1、负责联系提供人防设计必需的图纸、资料与条件。 2、按本协议规定按时支付乙方设计费。 四、工作开展步骤： 1、甲方先提供总平面图；地下室各层平面图；首层平面图；剖面图；乙方做出人防方案图后 与甲方协商一致。并主动与甲方委托的地面设计单位进行有效的协调。 2、上述基础上进行人防施工图、人防预案设计。 五、完成时间： 1、甲方提供平面图纸后，乙方5天内提交人防方案供征求意见。 2、甲方每次平面修改后，乙方2天内返回修改意见。 3、甲方方案确定，乙方完成人防施工图及平战转换预案送审时间与地面设计院同步进行。 六、人防设计收费：
1、按国家计委、建设部、物价局（2002）计价字第10号文件要求，优惠后按每平方米人防 面积￥28 元计算（含方案设计费3元、施工图设计费22元、预案编制费3元），计费人防面积为23000平方米，人防设计费总额为人民币￥644000.00 元（实际结算按施工图面积为准）。 2、人防施工图审图费为每平方米人防面积6元，施工图提交时按实际面积另由审图单位收取 （施工图提交时甲方与审图单位另行签订人防审图合同）。 3、设计费支付进度为：合同签订后5天内支付总设计费的20%计人民币￥128800.00元作为 定金，设计开始后定金抵做设计费；提交人防方案后5天内支付总设计费的20%计人民币￥128800.00元；人防施工图送审后5天内支付总设计费的40%计人民币￥257600.00元； 提交审查通过的人防施工图后5天内支付剩余设计费。 七、其他 1、本协议一式六份，甲方三份，乙方三份。 2、本协议未尽事宜，双方可签订补充协议，有关协议及双方认可的来往电报、传真、会议纪 要等，均为本合同组成部分，与本合同具有同等法律效力。 附电汇相关资料： 单位名称：广州军区司令部建筑工程设计院开户银行：工商银行广州市沙河支行 银行帐号：36020804 甲方法人代表：乙方法人代表： 甲方签约人：乙方签约人：
基础抗浮设计中的几个问题近几年来，有不少地下室因地下水的作用而造成工程事故，如某医院两层独立地下车库，在施工过程中，出现整体上浮，最大上浮高度达1.42m；又如，某体育中心游泳馆，地下室上浮造成上部结构梁、板、柱产生大量裂缝；再如，某高层建筑地下室底板局部隆起高达350mm，柱间板出现45°破坏性裂缝……诸如此类问题时有发生，造成了财产的损失。本文对产生这些事故的原因归纳总结成以下四个方面，与同行们共同讨论： 一、抗浮设计中基本概念 在多个地下室因水浮力作用而引发的工程亊故中，我们发现有些设计人员对地下水的作用认识不足，抗浮设计的基本概念不够清晰，常见的有下列几种情况：1）重视地下室的梁、板、柱、墙的结构构件设计，忽视整体抗浮验算分析，忽视施工的抗浮措施，总认为具有上万吨自重的地下室怎么会浮起来呢 2）地下室底板裂缝、漏水，甚至成为地下游泳池，把某些实质上是因为地下水的作用远大于设计荷载而造的工程事故，错判为温度应力作用、砼施工质量问题等。 3）对于基底为不透水土层的地基（基岩、坚硬粘土），深基坑支护又采用了止水帷幕或桩、锚、喷射混凝土联合支护，忽视水的浮力。 试想万吨级以上大船能在江、河、海中航行，可见水的作用力之大。地下室就像一条“船”，地下室底板和侧墙形成一个密闭的船身，它的水浮力有多少呢，是它浸泡在水中的体积乘以水容重，若一个50×100m的地下室，抗浮水位为5m，它的浮力为25000吨，可见水浮力之大。地下室的抗浮设计就是要使这个船既不上浮，船身又不破坏，因此，地下室的抗浮设计应进行整体抗浮和局部抗浮验算。 为防止地下室整体上浮我们通常采用两类做法，一类为“压”，一类为“拉”。当采用“压”的做法时，利用建筑的自重（包括结构及建筑装修、上部覆土等，不含楼面活荷载）平衡地下室水的总浮力，当不能平衡时，必须增加“拉”的做法，即采用桩或锚杆等来抵抗地下水的浮力。无论是“压”还是“拉”的做法，都必须进行整体抗浮验算，保证抗浮力（压重+抗拉力）大于水的总浮力，即
地下室设计及人防设计探讨 发表时间：2018-06-13T15:40:03.790Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第4期作者：朱河明[导读] 随着我国城市化进程的快速发展，对地下空间的开发力度日益增大，需要设置超深超大面积地下室的工程项目越来越多。 广东天盾人防工程科技有限公司 528000 摘要：社会经济的快速发展，城市中的高层建筑越来越多的出现了大量的地下车库和地下室，将地下室用作高层建筑的设备用房、消防水池或者汽车停车位，一方面能够充分发挥地下室的作用，又能够满足规范对基础埋深的要求。地下室的设计在建筑工程领域显得越来越重要，而随着我国人民防空事业的发展，平展战结合的防空地下室几乎成为新建、改建、扩建民用建筑必备的地下建筑，结合城市地下空间开发利用建设的兼顾人防工程也不断加大建设规模，因此，有必要对地下室的设计工作做一个简单梳理和探讨，只有采用合理的设计方法，才能达到经济可靠的目的。 关键词：人防地下室；地下空间开发建设；抗浮设计；变形缝及后浇带；相关探讨引言：由于城市土地资源的限制，人们越来越多地索取上、下空间资源来用于城市的建设，大量的地下车库、商场、防空地下室、地铁等地下结构应运而生。地下室的埋深较深、地下水位较浅时，地下室的抗浮设计应引起足够重视，忽视地下室的抗浮设计将导致严重的工程事故，如地下室的整体上浮导致结构梁、板、柱破坏、地下室底板由于水压导致板出现破坏性裂缝……因此，大量工程实例表明，一旦抗浮不满足设计要求，轻则引起地下室底板局部隆起或者开裂需进行加固处理，重则引起建筑物倾斜甚至丧失使用功能，无论何种情况都造成巨大的经济及社会效益损失。因此进行地下室抗浮设计并采取必要的抗浮措施十分必要。同时，地下室作为一个完整的地下使用空间，设计时应整体把握，做到合理设计，使地下室各部位协调发挥作用，从建筑功能布局、柱网布置、抗震设防、抗浮设计、裂缝控制以及防水抗渗等方面全面提高设计质量。 1.地下室结构平面设计问题及措施 地下室工程设计的相关专业极其复杂，在进行高层建筑的地下室结构设计时，要综合考虑防火、防水、使用功能、人防工程、通风、采光、设备用房及管道等诸多专业的配合。例如，地下室的长度超过设计规范规定的最大长度时，就要求建筑设计专业与结构设计专业互相配合，确定是否设置变形缝，通常以不设置变形缝或尽量少设置变形缝为宜，因为设置变形缝将使设缝处的防水处理工作变得复杂，尤其高层建筑地下室更不宜设置变形缝，因为地下室顶板一般会作为上部建筑的崁固层，需要有良好的整体性和更大的刚度。工程设计人员可考虑利用混凝土后期强度，降低水泥用量来减少混凝土的开裂，也可每隔30m~40m设置贯通顶板、底部及墙板的施工后浇带用以代替变形缝。对于地上塔楼必须设置的变形缝，在地下室对应位置可不设缝。若地下室长度太大，仅仅依靠上述措施难以解决时，工程设计人员应该合理调整建筑平面，将地下室合理分割成若干小地下室，中间部分用窄型通道连接，以此满足使用功能和管道连接的要求，此时，就可以将变形缝设置在通道外，这就可以保证接缝很小且接缝处受力也较小，便于出现问题时采取补救措施。对于人防地下室和地下室空间兼顾人防工程，若利用后浇带代替变形缝时，应注意后浇带应避开人防口部密闭段及人防门洞等位置。《人民防空工程施工及验收规范》要求工程口部、防护密闭段、采光井、水库、水封井、防爆井等有防护密闭要求的部位，应一次整体浇筑混凝土。工程中后浇带分沉降后浇带和伸缩后浇带两种，且伸缩后浇带也有可能兼做沉降后浇带，由于地基不均匀沉降，主楼和裙楼之间存在沉降差，严格意义上说，这个沉降始终在发展，只是量大量小的问题，此类沉降差或伸缩对横跨后浇带的门框墙将造成不利影响，造成门框变形、钢门框与混凝土母体剥离开裂等，进而影响人防门扇启闭和防护密闭性，应避免之。若由于各类实际情况，后浇带无法避开人防口部，则可考虑将后浇带改为膨胀加强带，方法如下：加强带的位置设在后浇带处，先浇筑带外部分的小膨胀混凝土，浇到加强带时，改用大膨胀混凝土，该处混凝土强度等级比两侧混凝土高一级，并根据工程实际情况采用跳仓法顺序施工，如此连续浇注下去，实现无缝施工。膨胀加强带为一次整体浇筑，能满足防护密闭要求。 2.地下室抗震设计问题及措施 地下室的抗震设计虽不如地上塔楼敏感，但也非常重要，如果出现问题，将对整个建筑物的抗震性能产生很大影响。规范规定，对于地下室顶板作为上部结构嵌固部位的，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下各层确定抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。对于半地下室，规范要求，只有其埋深深度大于地下室外地面以上的高度时，才能不计算其层数，此时建筑总高度才能从室外地面起算。要保证地下室墙柱与上部建筑结构的墙柱体系互相配合。地下室顶板的室内外板面的标高改变位置，如果标高改变绝对值超过其整个梁高时，则形成错层，如果不采取必要措施此地下室顶板不能视为上部建筑结构的嵌固部位，规范明确规定，如果作为上部结构的嵌固部位，其地下室楼层的顶部楼盖必须采用现浇梁板结构，并且在高层建筑结构整体计算中，当地下室的顶板作为上部嵌固部位时，地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。如果地下室顶板是无梁楼盖则不能作为上部结构的嵌固部位，此时，结构计算应该向下算直至嵌固端满足相关要求的楼层或底板。设计中存在的常遇问题，例如，多孔砖砌体结构，若半地下室埋置深度不够，而房屋层数（包括半地下室层）已达5层或者8层以上，层数和总高度超过相关要求，违反规范规定总高限值，地下室的抗震等级为三级时，而上部结构为二级，按照规范规定，地下室此时的抗震等级也应为二级等等。而在人防地下室抗震设计方面，常涉及塔楼嵌固层影响范围内的钢筋锚固长度计算问题，人防设计规范对钢筋锚固长度的要求相当于抗震设计规范中三级抗震等级要求，当地下室一层受上部结构影响应提高抗震等级时，设计人员应对该范围人防构件钢筋的锚固提出更高的要求。 3.地下室抗浮问题及解决措施 人防地下室抗浮问题在工程整体设计中十分重要，有别于各人防构件单独简化计算，抗浮设计应从整体和局部全面控制设计质量。地下室抗浮设计最重要的依据就是地下水位及其变幅。而在实际进行地下室抗浮设计时经常仅仅考虑正常使用极限状态，对实际施工过程和汛期重视不足，因而很可能造成地下室在进行施工时因抗浮力不够而出现局部破坏的结果。此外，由于某些地下室的面积非常大、形状又不很规则，且地下室上部的荷载分布不均匀，上部既有多层建筑又有高层建筑还有某些部位上部无建筑物，此类抗浮问题相对就比较难处理，需要设计人员充分理解建筑模型细致分析再进行处理。对于地下室抗浮问题主要采取的办法如下：3.1增加自重（配重）法