建筑设计论文浅析地下室抗浮的设计理念

发布时间：2015-11-27

　　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，这都是于地下室抗浮设计有关的设计论文。

　　摘要：本文简述了短柱的概念，并提出了在工程设计当中如何避免短柱以及在不可避免的情况下如何解决改善短柱的受力相。

　　关键词：短柱 脆性破坏 剪跨比　建筑设计

　　1 概述

　　建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础。基础是建筑物的根本，属于地下隐蔽工程。它的勘察、设计和施工质量直接关系着整个建筑物的安危。因此基础设计的重要性可想而知，其中地下室的抗浮设计更是不容忽视。

　　2 地下室的抗浮设计分为三种情况

　　2.1 地下室施工完毕后便停止降水，这时即便地上结构层数较多，但因上部结构还没有施工，地下室的自重无法抵抗地下水的浮力。这种情况下应对地下室进行施工阶段的抗浮验算，并采取相关的抗浮措施。

　　2.2 下水位较高，且地下室埋深较大、地上结构层数较少。这种情况下，结构的自重无法抵抗地下水的浮力，需对整体结构进行抗浮验算。

　　2.3 本身的自重可以抵抗地下水的浮力，但是地下室底板也需进行抗浮设计。

　　3 地下室的抗浮设计水位选取

　　一般情况下，抗浮设计水位可采用地质勘察报告会所提供的抗浮设防水位。当地勘中没有提供该参数时，抗浮设计水位可综合考虑如下几种情况：

　　3.1 设计基准期内抗浮设防水位应根据长期水文观测资料确定;

　　3.2 无长期水文观测资料时，可采用丰水最高稳定水位(不含上层滞水)，或按勘察期间实测最高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;

　　3.3 当平整场地后的场地标高高于原有地面时，应按照整平后场地的情况来确定水位标高。

　　3.4 对于台地可按照勘察期间的实测平均水位增加2~4m;对于一、二级阶地，可按勘察期间实测平均水位增加1~3m;雨季勘察时取小值，旱季勘察时取大值。

　　3.5 施工期间的抗浮设防水位可以按照1~2个水文年度的最高水位确定。

　　4 地下室抗浮验算

　　在抗浮验算当中，永久荷载的效应对结构是有利的，因此现行的《建筑结构荷载规范》规定荷载分项系数小于1.0，也可以按照安全系数法进行验算：

　　S——地下水对地下室的浮力标准值;

　　G——结构自身重量及上部永久荷载标准值之合;

　　K——抗浮安全系数，可取1.05.

　　除对地下室进行抗浮验算外，还应对地下室底板进行承载力验算。

　　5 抗浮措施

　　5.1 增加自重

　　当K>1.05时，如果安全系数刚刚超过限值，可以采取增加自重的方法来抗浮要求。

　　5.2 设置抗拔桩、抗浮锚杆：

　　这里着重介绍一下抗浮锚杆的布置。抗浮力与水浮力平衡计算可分成两种区域：柱、墙、梁影响区域和纯底板抵抗区域。纯底板抵抗区域的计算方法应是抗浮锚杆设计承载力除以每平方米水浮力(减去每平米底板自重)，得到抗浮锚杆的受力面积;而柱、墙、梁影响区域应充分利用上部建筑自重进行抗浮，验算传递的上部建筑自重是否能平衡该区域的水浮力，此外，还应验算在水浮力作用下梁强度和裂缝满足要求。

　　6 结论

　　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浮起、地下室底板裂缝渗水等等，都是直接影响到结构的正常使用甚至是安全的。因此，地下室的抗浮应引起足够重视。

　　参考文献:

　　[1]《全国民用建筑工程设计技术措施—结构(地基与基础)》.北京：中国计划出版社，2010.

　　[2]《建筑结构荷载规范(2006版)》(GB 50009-2001).北京：中国建筑工业出版社，2006.

　　[3]《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002).北京：中国建筑工业出版社，2002.

　　[4]朱丙寅，娄宇，杨琦.建筑地基基础设计方法及实例分析.北京：中国建筑工业出版社，2007.

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