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大型地下工程抗浮问题的背景与研究
大型地下工程在建设过程中经常会面临抗浮的问题。
抗浮是指在一定条件下，地下结构受到地下水静力作用时，需要通过一系列措施来保证结构的稳定性。
地下工程的抗浮问题主要源于地下水的存在，当地下水的压力大于结构自重和地下水的浮力时，就会出现整体上浮的危险。
因此，在地下工程中，必须进行抗浮设计，以确保工程建设的安全。
传统的地下工程抗浮设计主要是采用地下连续壁或桩基础等结构形式，通过将结构埋入地下较深位置来实现抗浮。
但是，这种设计方式存在一些弊端，比如在施工过程中需要较大的工作面和施工空间；较长的施工周期和相应的高成本；还有对地下水环境造成的影响等。
为了解决这些问题，近年来，新型的抗浮技术在地下工程中得到了广泛的应用。
其中包括：高压注浆技术、地下连续墙增强技术以及接力注浆技术等。
高压注浆技术是将高压水泥浆注入到土体中，使土体体积增大，密度增加，从而提高整体的抗浮能力。
这种技术通常适用于软弱土层或含水层的情况。
地下连续墙增强技术是在连续墙的两侧采用成行的水泥搅拌桩，利用水泥搅拌桩增加墙体的抗浮能力。
接力注浆技术是通过管道将水泥浆深入到土体深处，从而提高土体的密度和强度，增强地下结构抗浮能力。
总的来说，地下工程抗浮问题的解决是一个综合性的工程问题。
需要从设计方案的确定、施工过程的控制以及材料使用的选择等多个方面进行综合考虑，以确保抗浮方案的有效性和可行性。
同时，还需要加强对地下工程抗浮技术研究的深入，进一步提高地下工程抗浮能力，为大型地下工程的安全建设提供可靠的保障。
解决岩土工程勘察中抗浮水位技术问题的探讨摘要：近年来，我国结构抗浮水位方面研究成果丰硕。
抗浮水位技术和岩土工程勘察有着一定的联系，为了有效解决结构抗浮水位延续性和系统性缺失问题，融合水力学、土力学等多种学科理论，站在抗浮水位概念、以及抗浮水位分析中探究抗浮水位技术的应用关键。
文章分析了抗浮水位理论基础、阐述了弱透水层孔隙水压力的分布规律、详细概述了岩土工程勘察中，地下水位预测存在的问题，最后提出了岩土工程勘察中抗浮水位技术体系构建方。
关键词：岩土工程勘察；抗浮水位技术一直以来，我国各区域在进行岩土工程勘察中会出现地下水位回升事件。
这样会引起基础结构上浮，产生变形。
目前在对岩土工程勘察中抗浮水位技术问题分析时，需要对抗浮措施进行全面探究，一般情况下，抗浮措施在地下结构中的应用日益显现，主要由主动抗浮与被动抗浮两大类，相比于西方较为发达国家的抗浮来说，我国由于受到技术条件的限制在进行抗浮措施应用时，主要是以被动抗浮为主。
抗浮的安全性和成本和抗浮水位有着密切的联系，我国最早抗浮水位研究起源于上个世纪90年代中期，早在1995年针对北京市西郊区域地下水位回升现象进行分析，率先展开了有关抗浮水位问题的研究工作，也首次建立了抗浮水位分析场域法在北京区域得到广泛使用。
1抗浮水位理论概述1.1二维抗浮水位岩土工程勘察中的抗浮水位最早来自于地表水防洪领域的设计水位，地下水在进行运动过程中，要比地表水复杂得多。
本文主要针对以下三种具有代表性的抗浮水位概念进行分析，第一个是二维抗浮水位。
二维抗浮水位，它是一个独立于建筑基底埋深而客观存在的。
水文地质学上的场地最高水位问题，它是一个最为直观的抗浮水位概念。
它和含有水层的最高水位标高、建筑场地的平面坐标以及含水层数，有着密切的联系。
二维抗浮水位，它并不单单的只纯水位本身并不含有浮力，它只是将重点过度的集中在最高水位预测上，这和传统水文地质工作有着相似之处，能对抗浮水位进行简化。
岩土工程中抗浮水位确定的问题研究摘要：针对目前我国岩土工程建设中存在的地下水浮力威胁问题，开展了抗浮技术的研究。
文中就抗浮水位的确定，包括场地周边道路、场地标高、抗浮水位与地下水水量、基坑开挖过程中地下水的出露情况等方面的关系，并以工程实例为依据，对岩土工程中抗浮水位的确定问题进行研究探究。
关键词：岩土工程；抗浮水位；确定；勘察1引言在以往的工程建设中，由于我国大规模的工程建设，地基的埋深越来越大，因此，在岩土工程勘察中，如何判断抗浮水位是一个不容忽视的问题。
抗浮设计涉及到的工程造价较为敏感，往往一、二米的水头落差造成的工程成本变动动辄上百万；同时，如果不正确地确定抗浮水位，结构的抗浮性不足，将会给工程后期的正常使用带来安全隐患，而底板开裂、渗水等因抗浮能力不足而引起的工程事故也是屡见不鲜。
在实际工作中，勘察设计单位因其所处的角度不同，对抗浮水位存在着不同的理解，甚至存在着较大的差异。
特别是对场地抗浮水位与周围公路标高的关系、水量的大小等存在着较大的争论，因此，如何正确认识这些问题对于勘察设计人员而言将具有重要意义。
2抗浮水位与周边道路标高的关系施工现场的标高和周围道路标高之间存在着复杂的联系。
一般情况下，场地标高比周围的公路标高稍高0.1~0.2米。
由于场地高度受其它因素的制约，场地周围形成一定高度差，造成场地东西两侧（或南、北）两侧出现一定的斜坡，有时还会出现高差大的现象。
但在施工现场，户外地面标高一般不会有太大的变动，导致施工现场某些地段的户外地面标高与周围道路的差异变小。
此外，一些户外地面标高与周围道路标高有较大的差异，一般根据场地内室内地面的标高和地下水的类型、赋存情况综合确定抗浮水位。
因此，往往会有勘测单位提出的抗浮水位比周围公路地势低处的标高要高。
这种情形常常让工程施工方感到困惑，认为地下水位绝对不会比公路标高更高，是勘察单位错误地确定了抗浮水位。
3地下水水量大小与抗浮的问题在实际施工过程中，遇到的地下水主要有三种：上层滞水、潜水和承压水。
地下结构抗浮问题研究现状与发展摘要：随着地下工程向深大方向发展，地下水对地下结构的浮力问题成为设计与施工必须解决的问题，本文从抗浮需求的变化、抗浮设计目前存在的问题、传统抗浮措施的比较进行阐述，并用工程实例介绍了工程界越来越瞩目的排水降压抗浮法。
关键词：地下结构；抗浮措施；排水降压抗浮法一、抗浮需求的变化世界各国城市建筑历史表明，开发地下空间是实现城市建设可持续发展的必由之路，早期建筑很少设计地下室，也不存在抗浮问题，后来为了兼顾空间利用，并满足人防和建筑物的稳定性要求，各建筑单体一般设计附建式地下室，此时的由于地下室外墙一般不突出结构主体结构投影，结构自重一般可以满足抗浮要求，抗浮问题也不突出，但随着地下商场、地下停车场等功能性地下室的普遍应用，抗浮问题逐渐突出。
如广州花城广场为下沉式建筑，占地面积约56万平方米，珠海横琴口岸及交通枢纽占地面积34万平方米，这些由政府主导，有规划的成片开发，形成了地下街、地下商场甚至地下城，抗浮问题成了地下空间开发需要解决的重点问题。
地下结构从无地下室到有地下室，从浅地下室到深地下室，从小地下室到大地下室，由此带来浮力从小到大，从整体抗浮到局部抗浮等变化。
二、抗浮设计存在的问题抗浮设计时设计水位应该由勘察方还是设计方确定，目前尚无明确规定，勘察报告提供的一般是勘察期间的最高稳定水位，能否提供与季节相当或与结构使用年限相当最高水位，能否提供历史最高水位，结构使用期间是否会突破历史最高水位，能否涵盖各种极端气候条件及复杂水文地质条件，这些问题均无规范参考，设计单位与勘察单位也容易相互推诿，有的结构设计师直接取地表为最高水位，一米的水位会带来10千帕水压力，这对甲方的资金压力也是一个重大挑战，因此目前一般做偏水文地质的抗浮水位专项勘察来解决这个问题。
平地地形，当无工程设计使用年限内最高水位时，无承压水的平地地形，抗浮设计水位可取室外地坪，有承压水时取承压水头。
坡地地形，抗浮设防水位应根据上下游水头、分水岭、雨水补给、地质分布情况、地下室分布、基坑止水措施等综合考虑，此时抗浮水位与室外地坪不同，需根据渗流计算确定。
如何确定地下结构抗浮设防水位现如今，我国城市化进程不断加快，建筑行业迅速发展起来，地下室的多高层建筑、纯地下车库等建设数量日益增加，通过分析场地抗浮设防水位与结构抗浮设防水位的差异，考查影响抗浮设防水位确定的各种因素，提出合理地确定地下结构的结构抗浮设防水位的方法和相应的技术控制措施。
说明合理地确定结构抗浮设防水位既能保证地下结构安全，又能产生巨大的经济效益。
标签：地下结构;抗浮设计;防水引言随着中国城市建设的高速发展，建筑不仅向天空发展，而且向地下掘进，很多高层建筑基础埋深超过15m，甚至达到30m以上，加上建筑体型常常较复杂，建筑结构下部有时存在裙房和“广场式建筑”的纯地下室部分。
抗浮设防水位与场地所在地貌单元、地层结构、地下水类型、各层地下水水位及变化幅度和地下水补给、径流、排泄条件等因素有关。
在地下室外墙承载力验算和抗浮设计中，正确确定抗浮设防水位不仅关系着建筑结构的安全，而且对工程的造价、施工工期、施工难度都有较大影响，是工程建设中的一个重点及难点问题。
1地下结构抗浮评价（1）当地下室的基础地板低于地下水水位时，此时，要全面、客观的分析地下结构所处区域的地层、地貌、地下水类型、地下水的水位变化情况等。
同时，还要考虑到建筑物的上部荷载情况，还要结合地下结构的埋深度，提出切实可行的对策。
（2）由于地下结构所处区域的地下水类型不同，因此，要考虑地下水是属于潜水，还是承压水。
随着一年四季的变化，地下水也会发生变化，所以，要客观、准确的评价抗浮设防水位。
（3）如遇到建筑工程要设置抗浮锚杆时，提供计算参数是不可缺少的，其中要知道砂浆与岩石之间的黏结强度特征值、抗拔系数等。
2地下结构抗浮设防水位的确定（1）抗浮设防水位一般取地下结构自施工期间至全使用寿命周期间可能遇见的最高水位。
当有地下水长期观测资料时，可根据历史上最高水位来推定今后使用期间的地下水最高水位。
当没有地下水长期观测资料时，但是对不同地貌单元地下水有季节变化幅度经验数据时，可按“勘察期间实测地下水位+地下水季节变化幅度+意外补给可能带来的地下水升高值”，来预测地下水抗浮设防水位。
地下工程抗浮设防水位研究现状及展望摘要：随着我国城镇化进展的加速，地下空间发展前景越来越广阔，同时，地下结构遇到的问题也越来越多，地下结构抗浮就是其中一个较为突出的问题，而如何准确获得抗浮设防水位是抗浮研究中最为重要的。
首先，总结梳理了国内外各规范对抗浮设防水位的规定；接着论述了各学者在抗浮设防水位的研究成果；最后，对抗浮设防水位研究现状进行了探讨，并对今后工作提出了展望。
关键词：地下工程；抗浮设防水位；地下水0引言随着我国城镇化进程的不断推进，地上空间不断被开发，地下空间发展和利用已经成为提高城市容量、缓解城市交通、改善城市环境的重要手段，这也导致地下结构遇到的问题也越来越多，其中一个问题就是水浮力对地下结构造成的破坏。
由于对抗浮设防水位认识不足，地下结构经常受到水浮力作用而造成破坏时有发生，如海口“梦幻园”住宅小区、某地下停车场、珠三角某高层住宅、惠州某商住楼、厦门市某地下2层车库等遭受暴雨导致基础整体上浮造成结构损坏或产生裂缝[1-5]。
因此，开展地下结构抗浮理论研究，尤其是如何确定抗浮设防水位对工程具有实际意义。
1抗浮设防水位研究现状抗浮设防水位是一个十分复杂的问题，涉及到水文地质、工程地质、土力学和水力学等多个学科领域，再加上我国幅员辽阔，水文气象条件、地质地形、地下水分布等条件千差万别，因此，想要准确的确定抗浮设防水位是十分困难的。
抗浮设防水位的选取直接影响水浮力的大小，如果设防水位取值偏小，会因为地下结构抗浮不足而导致结构破坏；如果设防水位取值偏大，又会导致工程造价过大，造成浪费。
因此，合理确定设防水位就变得十分重要。
通过对目前相关规范关于设防水位取值的问题进行梳，我们不难得出各规范对抗浮设防水位的规定都未统一，较多的规范都是简单的将历史最高水位作为地下结构抗浮设防水位，如《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）、《福建省建筑地基基础技术规范（DBJ13-07-2006）、《湖北省建筑地基基础技术规范》（DB42/242-2014）、欧洲规范《EN1997-1：2004》；部分规范考虑了承压水、周边水系及地质地形情况对抗浮设防水位的影响；我国第一部专门针对抗浮的《建筑工程抗浮技术标准》（JGJ 476-2019）规定，抗浮设防水位根据施工期、使用期和特殊场地三种情况来确定，考虑的影响因素也较为全面。
地下建筑结构抗浮设计及措施探讨摘要：地下建筑物的抗浮设计关系到结构设计使用年限内的安全问题，抗浮设计措施应根据工程地质资料、施工条件、地下结构情况进行周密的设计、精心施工，尤其注意在施工阶段的抗浮问题。
设计中应考虑工程造价的合理性，并尽量利用一些简易的抗浮措施，以达到降低工程造价的目的。
本文分析了地下建筑结构抗浮设计理念，探讨了地下建筑结构的抗浮措施。
关键词：地下建筑结构抗浮设计理念措施地下建筑的抗浮问题是解决结构安全的关键问题，不同的地质状况应结合工程的实际情况，选择合理设计方法与经济实用的抗浮措施，综合运用局部抗浮验算与整体抗浮验算的方法，制定合理的抗浮措施。
一、关于地下建筑结构抗浮设计理念分析1.抗浮水位的讨论。
按照现行的抗浮设计规则，抗浮设计水位是抗浮验算的依据，是工程质量和造价的关键。
由于地下水位不仅与自然因素(地下水的补给、大气降水、排泄与径流等)有关，而且还受人为因素(地下水开采、水库放水、灌溉等) 的严重干扰，地下水位是一个变化幅度较大的随机变量，勘察报告很难给出合理的抗浮设防水位，即使给出勘察期间的水位，历史最高水位和近年水位也会有很大的误差。
在建筑使用年限的70 年间，建筑物周围地貌的变化以及水文条件和气象的变化都是不能预料的，特别是近年来气候的剧烈变化、经济活动的频繁使得地下水位更加无法估计。
而且很多构筑物上浮事故是地表水导致的，笔者经历的某工程就是因为连续几天的暴雨使地下室上浮后出事故的。
近年来，各地也常常出现几十年甚至百年一遇的暴雨，因此过度迷信合理的抗浮设计水位只会带来一次又一次对结构上浮的困惑。
不能把地下水的抗浮水位作为抗浮设计的唯一砝码，极限水位也很重要。
以地下室入口地面标高作为标杆，地表水位超过此标高就会涌入地下室。
极限水位可以成为解决结构上浮问题的重要指标，但这一指标还需要根据场地的水文地质、周边的环境、城市有无内涝的可能、有无洪水的可能、排水是否畅顺等因素综合确认。
大型地下工程抗浮问题的背景与研究【摘要】大型地下工程是现代城市建设中不可或缺的部分，然而在其推进过程中常常会遇到抗浮问题。
本文分析了地下结构的抗浮问题、影响地下工程抗浮的因素、传统的抗浮技术以及新型抗浮技术，同时调研了国内外研究现状。
通过对大型地下工程抗浮问题的重要性进行探讨，并提出未来研究方向和对地下工程设计与施工的启示，旨在为相关领域的研究和实践提供指导和借鉴，从而更好地解决大型地下工程抗浮问题，促进城市建设的持续发展。
【关键词】大型地下工程、抗浮问题、地下结构、影响因素、传统技术、新型技术、国内外研究、重要性、未来研究方向、设计与施工、启示。
1. 引言1.1 大型地下工程抗浮问题的背景与研究大型地下工程抗浮问题是指在地下工程施工过程中，由于地下水、地层条件等因素的影响，导致工程结构发生浮起现象，给工程施工和使用带来安全隐患的问题。
地下工程抗浮问题一直是地下工程领域研究的重点之一，而如何有效地解决地下工程抗浮问题，已成为工程技术发展的重要课题。
随着城市化进程的加快，大型地下工程如地下交通隧道、地铁车站等的建设日益增多，而这些工程往往需要在地下水位较高的地区进行施工。
地下工程抗浮问题的研究变得尤为重要。
针对地下工程抗浮问题，工程界和学术界进行了大量的研究与探讨，不断提出新的抗浮技术和解决方案。
这些研究成果不仅在国内得到广泛应用，也受到国际同行的关注和认可。
本文旨在系统梳理大型地下工程抗浮问题的背景与研究现状，探讨影响地下工程抗浮的因素、传统的抗浮技术、新型抗浮技术以及国内外相关研究现状，从而为地下工程的设计与施工提供更加科学和有效的参考。
2. 正文2.1 地下结构的抗浮问题地下结构的抗浮问题是指地下结构在施工或使用过程中，由于地下水、浮力、地基沉降等因素引起的上浮现象。
地下结构包括地下隧道、地下室、地下管廊等，这些结构在设计和施工中需要考虑抗浮的问题，否则可能出现结构受损、安全隐患等情况。
地下结构的抗浮问题主要是由于地下水或地下水位变化引起的。
抗浮/blog/static/3180232020089263 3326728/默认分类2008-10-26 15:33:26 阅读216 评论0 字号：大中小建筑结构荷载规范(GB50009-2001)3.2.5.3对结构的倾覆、滑移或漂浮演算，荷载分项系数应按有关的结构设计规范的规定采用3.2.5.3条文说明：在倾覆、滑移或漂浮等有关结构整体稳定性的演算中，永久荷载效应一般对结构是有利的，荷载分项系数一般应取小于1.0。
但是，目前在大部分结构设计规范中，实际上仍沿用经验的单一安全系数进行设计。
即使是采用分项系数，在取值上也不可能采用统一的系数。
因此，在本规范对此原则上不规定于此有关的分项系数的取值，以免发生矛盾。
当在其他结构设计规范中对结构倾覆、滑移或漂浮的演算有具体规定时，应按结构设计规范的规定执行，当没有具体规定时，对永久荷载分项系数应按工程经验采用。
（这个是2006年版的荷载规范，修订以前是这样规定的:基本组合的荷载分项系数，应按下列规定采用：永久荷载的分项系数，当其效应对结构有利时一般情况下应取1.0；—对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9）----------------------------------------------------------------------------------------这里有两个问题1，永久荷载的分项系数2，安全系数----------------------------------------------------------------------------------------1）《砌体规范》4.1.62）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下式的要求：W/F≥1.05 （1）式中，W为地下室自重及其上作用的永久荷载标准值的总和；F为地下水浮力。
应提醒的是，此处F为地下水浮力的标准值。
关于地下结构抗浮设防水位及抗浮设计方法的探讨摘要：随着我国现阶段经济的迅速发展，大量的地下建筑物的兴建，使抗浮问题的产生也十分严重。
本文就结合笔者相关工作经验，就地下结构抗浮设防水位及抗浮设计方法的方法进行了分析与探讨。
关键词：地下结构；抗浮；设防水位；抗浮设计前言随着城市化的建设，土地越来越稀少，人们开始更多的运用地下空间，大部分的高楼建筑都会建造地下结构。
对于建设在地下水位较高地区的地下结构，其抗浮措施是设计中必须解决的重要问题之一。
目前在抗浮设计中常用的方法有自重抗浮、压重抗浮、基底配重抗浮、打抗拔桩抗浮或打锚杆抗浮等多种，降低地下水位法由于其特殊的降水措施近年来得到越来越多的应用。
这些方法各有特点，针对不同的建设场地和不同结构体型的地下结构选用不同的抗浮措施，会对结构受力和工程造价产生较大的影响。
一、抗浮设防水位的确定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。
从《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）中可以发现：与抗浮设防水位综合确定有关的这三个方面，都涉及了一个名词——最高水位。
因此，可以认为抗浮水位实际上就是场地的最高水位。
只不过这个最高水位需要根据工程要求以及我们现有的资料（如是否有长期的观测资料）进行综合的确定。
无论如何，我们确定的抗浮水位一定是“最高水位”。
勘察期间得到的实测水位与抗浮设防水位是两个不同的概念，往往抗浮设防设计的水位比实测水位高。
我国南方的部分地区，经常发生地下水浸没街道的现象，因此可以认为潜水的最高水位就是地表，室外地坪的标高可以作为抗浮设防水位。
文章编号:10012831X(2004)0120105205抗浮技术措施应用现状分析Ξ曾国机1,王贤能2,胡岱文1(1.重庆大学土木工程学院,重庆 400045;2.深圳市工勘岩土工程有限公司,深圳 518026)摘 要:地下结构工程的抗浮问题非常重要,文中对目前常用的几种抗浮技术措施如压载抗浮、降排截水抗浮、抗浮桩及抗浮锚杆的应用现状进行了分析,以期对地下结构工程的抗浮设计和加固治理有指导意义。
关键词:抗浮;压载;降排截水;抗浮桩;抗浮锚杆中图分类号:T U93 文献标识码:A1 前言土体的空隙及岩体的裂隙赋存有大量的地下水,地下水对埋置于岩土体之中或之上的地下结构或洼式结构会产生浮托力,若结构的自重小于浮托力时将发生上拱或上浮失稳破坏,影响结构的正常使用。
近年来,大量带有地下室的高层建筑物、地下车库、下沉式广场以及地铁、地下商场等地下建(构)筑物的兴建,使抗浮问题非常突出,在深圳、大连等沿海城市出现了多起上浮事故,如深圳宝安中旅大酒店地下室最大隆起160mm[1],布吉某仓储蓄水池最大上浮1.8m,某游泳池因忽视抗浮问题造成池底开裂渗水。
下面就常用的几种抗浮技术措施的应用现状进行分析。
2 压载抗浮技术坐落在岩土体中的建(构)筑物因结构自重小于地下水浮力才可能发生上浮,因此最简便、最直接的措施就是增加结构自重。
对于纯地下车库、地下商场及地下水池等可在其顶板上覆土以增加压重,或将底板延伸利用外伸部分的覆土增加压重,也可增加底板厚度或其它压重措施,国内部分工程实例见表1所示。
表1中,江门某客运码头工程[2],地下室底板下为厚度30m以上的淤泥质粘土层,原拟采用近40m长的预应力锚杆抗浮,但施工和防腐难度大且在水位下降时剩余的预应力将成为工程桩的附加荷载,使工程桩根数增加30%,很不经济,后改为双层底板内填毛石压载方案;江苏利港电厂废水处理滞留池[3],在设计时对抗浮考虑不足,使得墙板上产生14条裂缝,最大缝宽44mm,局部上浮263.5mm,墙板上部水平钢筋被拉断,后采用加水预压、加厚底板等措施进行加固处理。
大型地下工程抗浮问题的背景与研究1. 引言1.1 研究背景大型地下工程抗浮问题是指在地下复杂多变的地质环境中，工程结构受到地下水或其他水体浮力的影响而出现的稳定性问题。
随着城市化进程的加快和工程规模的扩大，大型地下工程的建设日益增多，抗浮问题也日益引起人们的重视。
抗浮问题的研究旨在减少或消除地下工程受水浮力影响的风险，确保工程结构的安全稳定运行。
在城市化进程中，大型地下工程建设与地下水环境之间的相互作用日益密切，地下水位的波动、水文条件的变化等因素都可能导致地下工程发生抗浮问题。
加强对地下工程抗浮问题的研究具有重要意义。
通过深入探讨抗浮问题的定义、影响因素、解决方法、案例分析以及当前研究现状，可以为工程设计和施工提供重要参考，进一步提升地下工程的安全性和稳定性。
【在人类追求城市发展和工程进步的道路上，抗浮问题的研究将持续深入，为地下工程的发展保驾护航。
】2. 正文2.1 抗浮问题的定义抗浮问题是指在地下工程施工过程中，由于地下水、浅层地下土层松软、盐渍土等因素的影响，导致工程结构物体浮出地面的现象。
此种现象严重影响了地下工程的稳定性和安全性，给工程施工和使用带来了极大的隐患。
抗浮问题在工程施工和运营过程中往往需要根据具体情况采取相应的措施进行解决，以确保工程的正常进行。
抗浮问题的定义不仅仅局限于工程结构物体的浮出现象，还包括地下工程在施工过程中产生的局部浮沉现象。
地下工程的抗浮问题主要表现在以下几个方面：第一，地下结构物的重量无法克服地下水或盐渍土浮力的作用而浮起；第二，地下结构物因受到地下水或其他外界作用而导致局部或整体浮沉；地下结构物受温度和湿度等因素影响而导致易浮易沉。
抗浮问题的定义涵盖了地下工程中各种可能出现的浮出现象，为工程施工和运营提供了重要的参考与依据。
对抗浮问题的深入研究，能够有效地指导工程实践中的施工管理及相关技术应用，确保地下工程的安全可靠性。
2.2 影响因素影响地下工程抗浮问题的因素有多种，主要包括以下几点：1. 地质条件：地下水位、土壤类型、地下岩层情况等地质条件直接影响了地下工程的抗浮性能。
我国结构抗浮水位研究现状与展望王军辉;陶连金;韩煊;周宏磊【摘要】目前我国结构抗浮水位方面研究成果虽然很丰富,但分歧很大,不仅直接影响了实际工程中的应用,同时也造成了研究工作自身缺乏系统性和延续性.为解决这一问题,利用水文学、水力学和土力学等科学理论,分别从抗浮水位基本概念、抗浮水位分析中两个基本问题(孔隙水压力和远期最高水位)的方法论和抗浮水位分析的技术体系等3个角度对既有研究成果进行了系统综述与客观分析.在抗浮水位基本概念方面,根据地下水赋存和渗流理论,将目前研究成果划分为二维、准三维和三维等3种类型,提出了各自的数学表达式,分析了三者之间逻辑关系,讨论了各自的科学性和适用性.在孔隙水压力分析方法方面,尤其是孔隙水压力折减问题,对基于渗流理论和有效应力原理的经典分析方法进行系统评述的同时,还对当前讨论热烈的基于结合水理论的分析方法进行了梳理评价.在地下水远期最高水位预测方面,着重讨论了历史最高水位法、基于宏观数据反演法和数值分析法等3种方法的优缺点及需要完善之处.在抗浮水位分析技术体系方面,以北京地区为例对该类问题作了简要总结与评述.最后,对抗浮水位研究与应用现状进行了概要性评述,并结合我国国情,对未来工作提出了展望与建议.%Although a lot of research results on groundwater level against floating(GWLAF)have been achieved in China, there are many disagreements among them, which not only affect their practical applications to engineering, but also lead to the lack of systematicness and continuity in research itself. In order to solve this complicated and urgent problem, the basic concepts of the GWLAF, a methodology on two basic problems ( pore water pressure and the highest forward groundwater level) and the technique systems of GWLAF arereviewed systematically and analyzed objectively, on the basis of hydrology, hydraulics, soil mechanics and other scientific theories and methods. In the aspect of the basic concepts of the GWLAF, according to the theory of occurrence of groundwater and seepage, they are classified into three types, i. e. a two dimensional concept, a quasi?three dimensional concept and a three dimensional concept, which are then formulated respectively, and analysis of the logical relationships between the three types of concepts has been done, based upon which the scientificalness and applicability of them are discussed in this study. Regarding the method on the analysis of the pore water pressure distribution, especially on the analysis of reduction of the pore water pressure, the classical seepage methods based on seepage law and effective stress theory are commented first, and at the same time, the current methods in heat discussion based on the bound water theory are also generalized, the applicability of the two methods on the pore water pressure above are analyzed respectively, and some suggestions are made. In the aspect of the prediction of the highest forward groundwater level in the future, three major methods ( ie. the method of historical highest groundwater level, a method of inversion based on the macro data and a numerical method ) are discussed, whose advantages, problems and something to be improved are discussed. In the aspect of the technique systems of the GWLAF, it is discussed briefly, taking Beijing as an example. Finally, commenting the researches on the GWLAF in China, and consideringChina's national conditions, the progress and suggestions for the future research are made.【期刊名称】《水利水运工程学报》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】9页(P124-132)【关键词】结构;抗浮水位;地下水;孔隙水压力;远期最高水位【作者】王军辉;陶连金;韩煊;周宏磊【作者单位】北京工业大学建筑工程学院, 北京 100124;北京市勘察设计研究院有限公司, 北京 100038;北京工业大学建筑工程学院, 北京 100124;北京市勘察设计研究院有限公司, 北京 100038;北京市勘察设计研究院有限公司, 北京 100038【正文语种】中文【中图分类】TU46+2随着近30年来国内外城市建设中地下水位回升事件频繁发生，由此引起的结构上浮、变形甚至破坏的案例屡见不鲜 [1-2]，抗浮措施在地下结构中逐渐得到重视，总体上可以分为主动抗浮(如排水减压、帷幕隔水等)与被动抗浮(如抗浮桩、抗浮锚杆、结构配重等)两类[2-5]。
建筑结构抗浮设计分析【摘要】随着我国经济的高速发展,建筑物体量不断增加,城市用地过度紧张,地下空间开发力度不断在加大。
但由于地下水位的问题，建筑物抗浮问题成为设计过程中需要把控的关键，再加上近几年因水浮力问题造成的开裂事故不断增多,选择一个合理的建筑抗浮设计方案显得尤为突出。
抗浮锚杆作为基础抗浮工艺,具有成本低、施工进度快等优点,是目前市场上常用的一种抗浮形式。
1建筑结构抗浮设计必要性随着近几年政府对生态环境的保护力度逐渐加大，地下水位逐年上升。
地下水位的不断上升，原本不需要抗浮设计或者只通过增加配重即可满足抗浮设计的建筑，现难以满足抗浮设计要求。
近几年由于地下水位的上升导致的建筑结构破坏案例时有发生。
本文主要探讨抗浮水位获取途径、抗浮设计的计算方法和措施、抗拔桩和抗拔锚杆布置的原则等对抗浮设计进行了总结和阐述。
2建筑结构抗浮设计问题首先，整体抗浮失效问题。
建筑结构抗浮设计期间，项目本身所体现出的自重，如果比地下水浮力小，则会受到地下水浮力的影响，建筑结构会出现明显的偏移情况，主体结构安全受到威胁。
尤其是汛期，受到降雨影响，地下水位出现明显变化，迅速升高，突破建筑结构所设定的抗浮防水标准，会出现明显的整体抗浮失效现象。
当然设计期间受到勘察数据等的影响，抗浮设防水位的判断并不是很精准，也会增加整体抗浮失效现象出现的风险。
一旦建筑结构出现整体抗浮失效，主体结构会发生明显位移，同时标高也会出现异常。
虽然不会对建筑结构造成很大程度的损坏，但是依然会出现比较多的无害裂缝，若不能及时处理，必然会影响到建筑结构的寿命。
其次，局部抗浮失效问题。
该问题的出现，主要是因为建筑结构本身所承载的自重超过地下水浮力，局部承载力下降，影响结构整体稳定性，继而出现一系列局部抗浮失效现象。
当前的建筑结构施工中，因为施工设计中对抗浮设计规划不到位，尤其是对抗弯承载力方面的计算不精确，加上施工条件的影响，导致局部稳定性出现波动，出现局部抗浮失效，威胁建筑结构安全。
第3期2017年6月水利水运工程学报HYDRO-SCIENCE A N D ENGINEERINGNo.3Jun. 2017DOI:10.16198/ki.1009-640X.2017.03.017王军辉，陶连金，韩煊，等.我国结构抗浮水位研究现状与展望[J].水利水运工程学报，2017(3):124-132.(WANGJunhui，TAO Lianjin，HAN Xuan，e t a l.Research s t a t u s and p r o g r e s s o f groundwater l e v e l a g a i n s t f l o a t i n g o f s t r u c t u r e s i n China[J].HydroScience and Engineering，2017(3) ： 124-132. (in Chinese))我国结构抗浮水位研究现状与展望王军辉以，陶连金\韩煊2，周宏磊2(1.北京工业大学建筑工程学院，北京100124 ; 2.北京市勘察设计研究院有限公司，北京100038)摘要：目前我国结构抗浮水位方面研究成果虽然很丰富，但分歧很大，不仅直接影响了实际工程中的应用，同时也造成了研究工作自身缺乏系统性和延续性。
为解决这一问题，利用水文学、水力学和土力学等科学理论，分别从抗浮水位基本概念、抗浮水位分析中两个基本问题（孔隙水压力和远期最高水位）的方法论和抗浮水位分析的技术体系等3个角度对既有研究成果进行了系统综述与客观分析。
在抗浮水位基本概念方面，根据地下水赋存和渗流理论，将目前研究成果划分为二维、准三维和三维等3种类型，提出了各自的数学表达式，分析了三者之间逻辑关系，讨论了各自的科学性和适用性。
在孔隙水压力分析方法方面，尤其是孔隙水压力折减问题，对基于渗流理论和有效应力原理的经典分析方法进行系统评述的同时，还对当前讨论热烈的基于结合水理论的分析方法进行了梳理评价。
在地下水远期最高水位预测方面，着重讨论了历史最高水位法、基于宏观数据反演法和数值分析法等3种方法的优缺点及需要完善之处。
在抗浮水位分析技术体系方面，以北京地区为例对该类问题作了简要总结与评述。
最后，对抗浮水位研究与应用现状进行了概要性评述，并结合我国国情，对未来工作提出了展望与建议。
关键词：结构；抗浮水位；地下水；孔隙水压力；远期最高水位中图分类号：T U46+2 文献标志码：A文章编号：1009-640X(2017)03-0124-09随着近30年来国内外城市建设中地下水位回升事件频繁发生，由此引起的结构上浮、变形甚至破坏的 案例屡见不鲜[1-2]，抗浮措施在地下结构中逐渐得到重视，总体上可以分为主动抗浮（如排水减压、帷幕隔水 等）与被动抗浮（如抗浮粧、抗浮锚杆、结构配重等）两类[2-5]。
而相对发达国家抗浮而言，受目前技术经济条 件制约，我国还是以被动抗浮措施为主，其安全性和造价很大程度上取决于抗浮水位（部分文献称为“抗浮 设防水位”、“抗浮设计水位”或“抗浮设防水头”等，方便起见,统一称为“抗浮水位”）这一重要技术经济指 标,相关研究在我国今后相当一段时间内也具有重要的理论与现实意义。
我国抗浮水位研究最早可追溯到20世纪90年代中期，针对1995年官厅水库放水造成北京市西郊区域 性的地下水位回升，引起部分地下室开裂和渗水工程事件，张在明等[3,6-7]率先在北京地区开始了有关抗浮 水位问题的系统研究，首次将孔隙水压力分布和地下水水位预测等科学方法引人到抗浮水位分析中,并在大 量的长期观测地下水数据基础上,首次建立了抗浮水位分析的场域法分析方法体系，且在北京地区得到了广 泛应用。
张旷成首次在规范中对抗浮水位做了比较明确的定义[8]，提出了“场地抗浮水位”概念，并对相关 分析方法展开了较深人讨论[9]。
黄志仑对多层含水层的抗浮水位及扬力分析方法进行了较详细讨论[|0-||]。
此后，许多学者在此基础上从不同专业领域(如水文地质、土力学和结构工程等）开展了进一步的研究工作, 抗浮水位研究也逐渐成为岩土工程与结构工程领域的一个热点。
收稿日期：2016-05-16基金项目：国家自然科学基金资助项目（41572276,41272337);北京市科技计划资助项目（Z161100001216011)作者简介：王军辉（1973—），男，安徽东至人，教授级高级工程师，博士，主要从事水文地质与工程地质方面的研究与咨 询工作。
E-mail:wjh1223@ 第3期王军辉，等：我国结构抗浮水位研究现状与展望125但是，由于抗浮水位是一个十分复杂的问题，涉及到水文地质、工程地质、土力学、水力学和结构工程等 多个学科领域，再加上我国地域辽阔,气象水文条件、地质及岩土条件和城市水资源分布等因素差异较大，因 此迄今为止，结构抗浮水位尚远未形成相对统一而严谨的概念、方法和技术体系，从而在工程实践中多以经 验为主，人为性很大，分歧较多，且目前的研究成果缺乏延续性和系统性，影响了对该问题进一步聚焦和深人 研究。
为此，通过系统搜集相关的典型研究成果，从抗浮水位的基本概念、抗浮水位分析中两个基本问题 (孔隙水压力和最高水位预测）的方法论和抗浮水位分析技术体系等3个行业关注和争论的焦点进行全面 综述与科学评论，以期达到消除行业内学术观点的“隔阂”、“形成认识上统一”和“集百家之长”目的，从而 推进我国抗浮水位研究与实践朝着更科学和规范的方向发展。
1抗浮水位基本概念“抗浮水位”这个词最早来源于地表水防洪领域的“设计水位”[12]或“设防水位”，但由于地下水的赋存 及运动规律较地表水要复杂得多，因此在其概念认识上目前还远不及防洪领域“设防水位”那样统一，这也 是造成当前抗浮水位研究存在较大争议的根源之一。
囿于篇幅，主要对如下3种代表性的抗浮水位概念进 行综述与评论。
1.1二维抗浮水位文献[8]首次对“抗浮水位”在规范中进行了明确定义，提出了 “场地抗浮设防水位”概念，该规范主编 张旷成后来在文献[9]中对此展开了进一步论述，强调一个场地只有一个抗浮水位，对于多层含水层区，抗 浮水位为各层地下水最高水位的最高值，而和建筑物基底位于哪个含水层无关，因此称其为“二维抗浮水位 概念”，最终可用式（1)表达，即H = M a x [ H n u ( x ，r )] Z =1，2,3,…，" （1)式中:好为抗浮水位标高[L ];^mi 为第z '层含水层的最高水位标高[L ];*，y 为建筑场地的平面坐标[L ];ra为 含水层数。
二维抗浮水位概念是一个独立于建筑基底埋深而客观存在的水文地质学意义上“场地最高水位”问题， 这是一种最直观的抗浮水位概念，并和美国国家预制混凝土协会（N P C A )的建议[|3]基本一致。
从式（1)可 以看出，二维抗浮水位是一个“纯水位”概念，本身不含“浮力”意义（而是计算浮力的一个条件），将抗浮水 位分析聚焦在“最高水位预测”上[9]，这比较符合传统水文地质工作的特点，对简化和推进抗浮水位分析工 作有重要意义。
二维抗浮水位概念在单一含水层区和各层地下水位十分接近条件下多层含水层区均比较适 用，但当多层含水层之间最高水位差异明显时（如北京地区）[6]，可能出现过于保守情况。
1.2准三维抗浮水位针对文献[8]，黄志仑提出了完善性建议，认为在多层地下水区，抗浮水位应按建筑基底所在层位地下 水的最高水位取值[1°]，同时对于含水层之间的相对弱透水层中的孔隙水压力（原文中称“扬力”）的计算也 有所考虑[11]。
根据黄志仑的观点和Bernoulli 方程（略去速度水头，下同），抗浮水位可用下式表达，即=1，2,3,…，《 (当基底位于第Z 含水层中）(2)=1，2,3,…，m (当基底位于第j '弱透水层中）式中： '为基底位置标高[L ];^,^，；^,,)为基底标高'处第J '弱透水层最大孔隙水压力，由其上、下相邻含 水层的最高水位确定[M L —T —2];y ,为水的重度[M L —2T —2]。
显然，和式（1)相比，式(2)考虑到了多层地下水水位和层间弱透水层的孔隙水压力，在含水层中仍为 “水位”的概念，而在弱透水层中为“水头”的概念，表明抗浮水位与基底标高^有关，强调了 “力”的意义。
同 时，由于式(2)对各含水层和层间弱透水层是独立考虑的（图1)，相当于《个独立的含水层和m 个独立的隔 水层交错叠加在一起，而不考虑它们之间的联系，因此称其为“准三维抗浮水位概念”。
相对于二维抗浮水H H m .( x ，y )，P m ( x ，y ，zh ) +----------y ,126水利水运工程学报2017年6月位概念，准三维抗浮水位概念在多层含水层区比较合理，尤其考虑到了不同含水层和层间弱透水层之间的差异，但由于对每个含水层和弱水层是独立考虑的（图1)，分析时各层地下水均需要有足够的水位监测资料，这在实际应用中可能遇到一定困难，如北京地区的层间水，由于其分布范围小，监测资料又很少，因此其最高水位是很难单独预测的，而需要借助其上下含水层间接求解[3,6-7，丨4]〇1.3三维抗浮水位张在明在北京地区长期地下水位监测、科学研究和工程实践基础上，认为抗浮水位不是简单的某个含水层的“最高水位”问题，而是与结构基底所在位置（可能在含水层中，也可能在弱透水层中）不利条件下最大孔隙水压力对应的一种“等效水位”（实际是水头），强调“力”的内涵[6-7]，这一点与“准三维抗浮水位概念”有相似之处，但也存在两点明显差别：一是张在明的抗浮水位无论基底位于含水层还是弱透水层，都是“水头”的概念;二是强调各含水层、层间弱透水层之间存在密切水力联系，应按一个完整的“地下水赋存体系”（groundwater regime )来考虑(对比图2和图1)，其渗流场内任意空间点“，y ，z )的水头好可统一按Bernoulli 方程描述，且需用地下水动力学中三维渗流模型来分析才能获得满意的解答，因此称其为“三维抗浮水位概念”。
Fig . 1 Schematic diagram o f m u l t i l a y e r e d a q u i f e r [l l ]①潜水②承压水③第二层承压水④局部人渗形成的穹形水位 ⑤上层潜水⑥悬滞-向下凸起的地下水位⑦弱透水层图2地下水赋存体系示意[6]Fig . 2 Sohematic diagram o f groundwater regime [6]根据前述三维抗浮水位概念和Bernoulli 方程，无论基底位于什么位置（含水层或层间弱透水层），抗浮 水位均可以统一按下式表述，即h h +P m (W j (3)式中：P m “，y ，zh )为基底标高^处最大孔隙水压力，由三维渗流模型分析确定[M L -1T -2]。
