邢海霞（412325197911223920）
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。
如果场地是坡地或山包，地表水不可能滞留，也就没有抗浮一说了。
2.抗浮设计思路。由于地下结构上浮事故较少涉及人身安全问题，往往不被公众所关注，而且由于涉及建筑质量事故，参与建设的各方也不愿张扬，此类事件很少见诸于报端，甚至有业主对地下室上浮事件闻所未闻。所以人们甚至包括设计人员对抗浮问题理解不深、重视不够，特别是地下水位较浅的地区根本没有抗浮的概念，建设方往往要求不用考虑抗浮。因此有必要将抗浮问题上升到同抗震和消防一致，抗浮设计方针也应是“百年大计、有备无患”。由于抗浮水位受种种不确定因素的影响，不妨仿照抗震设计的理念来提出抗浮三阶段设计:（1）常年水位不裂。
（2）设防水位不坏。
（3）极限水位不浮。可以把常年水位、设防水位、极限水位统称为抗浮设计水位。第一阶段，按常年水位按现行规范进行结构的抗裂和变形设计，重点是各构件的耐久性验算，包括抗拔桩和锚杆；第二阶段，按设防水位进行强度设计；第三阶段，按极限水位作临界抗浮设计。前两个阶段并不陌生，但应在既安全又经济的原则下对计算指标作些调整，抗浮水位的准确性已不再是关键。第三阶段的关键是临界抗浮设计的概念，也是抗浮设计的核心理念。
二、关于地下建筑结构的抗浮措施分析地下建筑结构不仅要考虑整体结构的整体抗浮，还需考虑构件的局部抗浮。对高层塔楼范围地下室一般结构自重大于浮力作用，不存在整体抗浮问题；当地下室结构重量小于浮力作用时，结构才可能上浮；常用抗浮措施有以下几种。
1.抗浮设计水位的确定。抗浮设计水位是水浮力计算的前提条件。在工程地质勘察报告中，一般只提供常年最高水位，勘察期间的地下水位和地下水的变幅范围。需要指出的是，地下工程的抗浮设计水位，它不是工程所在位置的常年最高水位，更不是勘察期内的当前水位，而应综合分析历年水位地质资料，根据地下水类型、各层地下水位及其变化幅度和地下水补给、排泄条件等因素，结合工程重要性以及工程建成后地下水位变化的可能性确定抗浮设计水位。理论上讲地下工程的抗浮设计水位，应为工程使用期内工程所在位置的最高洪水位。对具体工程而言，其抗浮设防水位最高只为工程地面的齐表位置。因此，如果最高洪水位高出工程上方覆土地表，则抗浮设防水位即为工程地面位置，否则取实际最高洪水位。
2.局部抗浮。工程整体抗浮的满足，并不代表工程局部抗浮都能满足要求。对于整体抗浮满足要求的工程，地面建筑物投影以外的地下室，不一定满足抗浮要求，还需重视局部抗浮问题。一般来说，对于伸出主体建筑平面外较小的地下室，可以考虑增加外挑地下室部分的刚度，使之与主体建筑构成整体，集体抗浮。而对于外挑较大的地下室，最合理的办法，不考虑主体建筑对该部分抗浮贡献，应单独进行抗浮验算和抗浮设计。
3.抗浮技术措施（1）盲沟排水法。这种方法适用于常年水位低于地下室底板标高。沿地下室四周和底板下设置滤水层和排水管道，将水引导汇集到排水井内并用水泵抽排，地下水位一直维持至地下室底板下某一标高，使得底板基本不受水浮力，这种方法不仅解决了地下室的整体抗浮问题，同时也解决了底板的局部抗浮，其经济效益明显。
（2）配重法。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，最直接的办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；如在地下室顶板上覆土，既解决了建筑绿化问题，同时又能增加恒载来提高结构的抗浮能力。如果在底板上增加配重(可根据当地材料供应，选用铁屑混凝土等重材料更为有效)，能同时降低底板的局部有效压力，有利于减小底板和基础梁的尺寸。值得注意的是，增加覆土厚度或增加底板厚度对地下室抗浮有效，但基础埋深势必增加，地下水浮力也相应增加，于是增加结构重量的作用会部分地被增加埋深所引起的浮力抵消，因此，抗浮设计使用配重抗浮技术措施时应认真核算。
（3）抗浮桩法。抗浮桩利用桩侧阻力起抗浮作用，其抗浮能力与桩型、桩径、桩长及周围地质条件有关。当按常规布置柱下桩基不能满足抗浮要求时，需要在抗浮底板下增设抗拔桩。按规定：对地下水水位或使用荷载变化较大的地下室宜选用抗浮桩。抗拔桩的抗拔承载力应通过现场抗拔静载荷试验确定。抗浮桩按轴心受拉构件进行承载力计算，在设计中限制桩身受荷后的裂缝宽度或裂缝出现，根据建筑桩基技术规范中规定：“对于受长期或经常出现的水平力或拔力的建筑桩基，应验算桩身的裂缝宽度，其最大裂缝宽度不大于0.2mm。对于处于腐蚀介质中的桩基，应控制桩基不出现裂缝”。抗拔桩配筋一般由裂缝控制，考虑裂缝0.2mm控制后配筋比承载力验算需要提高约40%。
随着经济的日益发展，地下构筑物的应用越来越广泛，抗浮问题日益突出，抗浮措施种类繁多，设计人员应根据地质水文情况及构筑物的自重情况选择合适的抗浮措施，从而满足安全经济的条件。
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