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地下室抗浮验算

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地下室抗浮验算

在建筑工程中，地下室的抗浮验算至关重要。它关系到建筑物的安全性和稳定性，一旦出现问题，可能会导致严重的后果。

地下室为什么会存在抗浮问题呢？这主要是由于地下水位的变化。当地下水位上升时，地下室所受到的浮力就会增大。如果浮力超过了地下室自身的重量以及其上覆土的重量，地下室就可能会出现上浮的情况，从而引发结构损坏、开裂甚至倒塌。

那么，如何进行地下室抗浮验算呢？这需要综合考虑多个因素。

首先，要准确确定地下水位。地下水位不是一个固定不变的值，它会受到季节、气候、周边排水情况等多种因素的影响。在进行抗浮验算时，通常需要根据当地的水文地质资料以及工程经验，选取一个合理的设计地下水位。这个水位值要具有一定的安全性和可靠性。

其次，计算地下室所受到的浮力。浮力的大小等于地下室排开地下水的体积乘以水的重度。地下室的形状和尺寸不同，计算浮力的方法也会有所差异。对于规则形状的地下室，可以通过简单的几何计算得出排开水的体积；而对于复杂形状的地下室，则可能需要借助数值模拟等方法进行计算。

然后，要确定地下室的自重。地下室的自重包括结构自身的重量、内部设备的重量以及顶板上覆土的重量等。在计算自重时，需要对各种材料的密度和用量进行精确的统计。 在完成上述计算后，将地下室所受到的浮力与地下室的自重进行比较。如果浮力小于自重，那么地下室在设计地下水位下是稳定的，抗浮验算通过；如果浮力大于自重，就需要采取相应的抗浮措施。

常见的抗浮措施有很多种。增加地下室的自重是一种常见的方法，比如增加地下室顶板的覆土厚度、采用较重的建筑材料等。设置抗浮桩或抗浮锚杆也是有效的措施，它们可以通过与地基土的摩擦力或锚固力来抵抗浮力。此外，还可以通过排水减压的方式降低地下水位，从而减小浮力。

在进行抗浮验算时，还需要考虑一些特殊情况。比如，在施工期间，地下室可能还没有完全建成，自重较小，此时需要特别注意抗浮问题。另外，如果地下室周边存在大面积的填土或者开挖等情况，也会对地下水位产生影响，进而影响抗浮验算的结果。

同时，抗浮验算的结果还需要经过严格的审查和复核。设计人员要对计算过程和参数的选取进行仔细的检查，确保结果的准确性。施工过程中，也要按照设计要求进行施工，保证抗浮措施的有效实施。

总之，地下室抗浮验算是一项复杂而重要的工作，需要设计人员具备扎实的专业知识和丰富的工程经验。只有通过科学合理的验算和采取有效的抗浮措施，才能确保地下室在使用过程中的安全性和稳定性，为建筑物的整体安全提供有力保障。

在实际工程中，每个项目都有其独特的特点和条件，因此在进行地下室抗浮验算时，需要具体问题具体分析，根据实际情况选择合适的计算方法和抗浮措施，不能一概而论。同时，随着建筑技术的不断发展和创新，抗浮验算的方法和技术也在不断完善和提高。

未来，随着城市建设的不断发展，地下室的规模和深度可能会越来越大，抗浮问题也将变得更加复杂和严峻。这就需要我们不断地学习和研究，探索更加科学、高效的抗浮验算方法和技术，为建筑工程的安全和可持续发展提供有力的支持。

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地下室抗浮设计中的几个问题讨1

地下室抗浮设计中的几个问题讨1

地下室抗浮设计中的几个问题讨论(一)

湖南省建筑设计院刘冬柏王璇

原版本已进行修改，重新发表于《湖南勘察设计》2010年第2期

摘要：许多地下室因水浮力而导致结构整体上浮或地下室底板局部隆起，造成工程事故和经济损失。本文对这些工程事故产生的技术因素进行归纳总结，与同行共同探讨。

主题词：地下室，整体抗浮，局部抗浮，传力途径，锚杆

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，最大上浮高度达到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，有些构件丧失承载能力；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，造成了不良的社会影响和财产的损失。本文对这些事故的产生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，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，忽视整体结构的抗浮验算分析，忽视施工中的抗浮措施，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，把某些实质上是由于地下水的作用力远大于手里构件的设计荷载而造的工程事故，归咎于温度应力作用或砼施工质量。

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，忽视地表水可能引起的水浮力作用。

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。地下室底板和侧墙形成了一个密闭的空间，就像一条“船”，它的水浮力是它浸泡在水中的体积乘以水容重。例如，一个50×100m的地下室，水位浸泡高度为5m，它的浮力为25000吨，而一般独立的两层混凝土地下室的结构自重约为15000吨，若不采用相应措施，必然上浮。地下室的抗浮设计就是要使这个船既不上浮，船身又不被破坏。因此，地下室的抗浮设计必须进行整体抗浮和局部抗浮验算。为防止地下室整体上浮，我们通常采用三类做法，“压”、“拉”和“压拉并举”。

地下室抗浮计算书

地下室抗浮计算书

地下室抗浮计算书

图一 地下室剖面示意图

图二 计算平面

一、条件：取跨度最大的区域进行计算，选择如图二所示计算区域。

地面标高H1=0.000m，顶板标高H2=-0.650m，底板标高H3=-4.850m，设计水位标高Hw=-1.550m；

顶板厚度d1=250mm，考虑梁高，折算厚度取d1=300mm，底板厚度d2=400mm，挡土墙墙厚度d3=300，地下室层高h=4200mm。

底板建筑垫层厚d4=100mm，覆土容重γ`=20kN/m；

二、计算：

1、水浮力Fw=|h3+d2-hw|×10=|-4.850+0.4+1.550|×10=37.00 kN/m

2、抗浮力：

(1)、顶板自重：G1=d1×25=300×0.001×25=7.5 kN/m

(2)、底板自重：G2=d2×25=400×0.001×25=10.0 kN/m

(3)、覆土重量：Go=do×γ=0.650×18=11.70 kN/m

抗浮力G=∑(Go+G1+G2+G3+G4+G5+G6)=∑(7.50+10+11.7)=29.2kN/m

3、抗拔桩需承担浮力：nR>Fw-G/K=37-29.2/1.05=9.2 kN/m

图二所示中间桩，桩径1000，桩长取6m，根据《全国民用建筑工程设计技术措施》（地基与基础）（2009版）

基桩抗拔承载力特征值：Rtk=Tua+G=∑λiqsikuili=0.75*45*3.14*1*2+0.7*35*3.14*1*4=520kN

其中抗拔系数λ在残积粉质粘土层取0.75，圆砾层取0.7，桩位于残积粉质粘土层桩长取2m，圆砾层取4m。

图二所示，中间桩需承担抗浮面积为：s=14.4*14.2/4=51m2(取周边面积的四分之一)

地下室抗浮计算书 2

地下室抗浮计算书 2

地下室抗浮计算书

1.基本概况：

本工程±0.000绝对高程为29.93m，抗浮设计水位的绝对高程为27.50m，本工程基础底标高-6.30m，地下室底标高-5.30m，抗浮计算水头为3.87m。

基底尺寸为72x32.8m。

基础形式为柱下独立基础加止水板，独立基础大小为3.7x3.7x0.7m，止水板厚度为0.5m，底标高为-5.50m，每侧挑出墙体0.5m。

钢筋混凝土侧墙厚度为350mm，柱大小为550x550mm，室内回填0.5m土，顶板厚度250mm，主梁为400x900mm，次梁为300x650mm，顶板折合混凝土厚度为378mm。地下室顶回填600mm覆土。

2.水浮力计算：

水位以下部分的体积为

V=72x32.8x3.87=9139.4m3。

水浮力标准值F=Fk=rV=9139.4x10=91394 kN

3.自重计算：

止水板自重：G1k=（72+2x0.5）x(32.8+2x0.5)x0.5x25=32110 kN

独立基础自重：G2k=3.7x3.7x(0.7-0.5)x25x5x10=3422.5 kN

地下室侧墙自重：G3k=(72+2x32.8)x0.35x5.75x25=7074 kN

顶板自重：G4k=72x32.8x0.378x25=22317.2kN

柱自重：G5k=0.55x0.55x5.75x25x40=1739 kN

室内回填土自重：G6k=72x32.8x0.5x18=22140 kN

基础止水板挑出部分回填土自重：G7k=(72+32.8x2)x0.5x5.75x18=7120 kN

地下室顶板覆土自重：G8k=72x32.8x0.6x18=25505 kN

地下部分自重总和：Gk=ΣGik=121426 kN

4.抗浮验算：

自重分项系数取0.9

G=0.9Gk=0.9x121426=109284 kN

F=91394 kN< G=109284 kN

地下室抗浮计算书 3

地下室抗浮计算书 3

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