抗浮设计
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抗浮设计范文第1篇
【关键词】 地下室；抗浮；对策
1.引言
伴随着我国国民经济的快速发展，全国各地开展了大量的工程建设，建筑行业作为我国国民经济的重要支柱之一，为我国国民经济的发展做出了巨大贡献。但随着城市用地越来越紧张，以地下室为代表的地下建筑结构在建筑设计阶段越来越得到重视，从结构设计角度如何确保这类结构在满足结构安全及耐久性要求是相关设计人员应当注意的问题。其中地下室抗浮作为地下室结构设计的重要部分，更加需要设计人员在抗浮设计方法及对策方面有所认识。
2.地下室抗浮主要对策
根据不同的地质条件，地下室抗浮设计需采用不同的方法，以确保地下室抗浮力的稳定性，在地下室抗浮设计中，人类探索出了各种不同的方法，并在实践中得到了运用，笔者根据自己多年来的经验以及对相关文献的概述，总结了以下几种常用的抗浮设计方法：
2.1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。
2.2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，根据桩身材料可分为混凝土桩钢桩和组合材料桩等，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。
2.3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或良好锚固土层埋深较浅锚杆长度较短等情况下，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，当软弱土层较厚或锚杆自由段过长时，这种方案抗浮也是不合适的，锚杆自由段长其永久防腐蚀措施要求就较高，工程费用也会显著增加。
2.4排水法抗浮
排水法抗浮主要是通过修建排水盲沟将地下室周围的地下水自流排到较低区域，这种方法只适用于建筑场地标高相对于周围地面较高或附近有较低水位的排水系统工程中，不能普遍使用当前比较流行的一种排水法抗浮是标准静水压力释放系统，该系统通过多孔聚乙稀排水管网将地下水位降到地下室底板以下，使地下室地板不受或受很小的水浮力，能够有效地防止地下室上浮。
3.目前地下室抗浮设计中存在的问题及解决措施
3.1存在的问题
在多个地下室因水浮力作用而引发的工程~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不会浮起来；
（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。
有些设计人员对上述最基本的概念还不够清晰，例如，有些设计人员只对地下室底板的梁、板、墙在地下水浮力荷载作用下的强度计算，未做整体抗浮的认真分析，特别是独立地下室、水池等，造成地下室整体上浮，给地下室结构带来严重破坏，难以进行复原处理。又如有些设计人员利用上部结构自重抗浮，只计算上部结构总自重标准值大于总的水浮力设计值，就认为抗浮设计满足要求。既不分析其上部建筑荷载的分布，又未计算局部抗浮，局部范围因抗浮力小于水浮力，底板隆起、造成地下室及上部结构局部范围内大面积破坏。再如，在地下室底板计算中只验算强度不进行变形的裂缝宽度的计算，造成底板产生裂缝，漏水严重，形成“地下游泳池”。
更值得一提的是，有些设计人员和施工人员对地表水作用认识不足，当地下室地基为不透水的岩土层、支护又严密的基坑，一般认为不存在水的浮力，因此造成施工期间或使用期间地下室上浮破坏的盲点，一旦暴雨来临，地面的地表水全流入基坑形成“脚盆”效应，即基坑为 “大脚盆”，地下室成为“小脚盆”。施工期间一旦未及时采取降水措施就会将“小脚盆”浮起，使用期间若不将四周的回填土采用粘性土分层夯实形成止水层，也同样会产生“脚盆”效应。
3.2解决对策
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。局部抗浮验算，除了梁板墙柱结构构件的强度验算、变形验算和裂缝验算，还应包括局部的抗浮验算，对于大面积地下室上建有多栋高层和低层建筑，建筑自重不均匀，当上部为高层或恒荷载较大时，该范围的整体抗浮能力可能较高，但上部没有建筑或建筑层数不多的局部范围，特别应进行分区、分块的局部抗浮验算，例如：柱、桩、墙的压力或拉力能否平衡它所影响区域里的水浮力总值。同时在进行工程的抗浮设计时，要做到以下三个步骤：（1）仔细研读勘察报告；（2）进行整体抗浮和局部抗浮验算，并提出施工期间的抗浮措施和降水措施；（3）对存在“脚盆”效应的结构进行分析。
4.结论
经济的发展促进了建筑在向朝着高度不断增加的同时，以地下室为代表的地下建筑也在不断增加，其中地下水的存在是地下室结构设计中需要考虑的重要问题。地下室抗浮设计是修建地下室时十分关键的问题，必须慎重对待在实际操作中，必须仔细分析勘察场地条件周围环境和土层情况，准确计算出地下水浮力，根据不同工程的具体情况灵活运用各种抗浮设计方法。
参考文献：
[1] 贾金青，宋二祥.滨海大型地下工程抗浮锚杆的设计与试验研究[J].岩土工程学报， 2002，24（6）：769-771.
[2] 曾桂新.浅析地下水抗浮验算及抗浮措施[J].甘肃水利水电技术，2004.40（2）： 116-117.
[3] 张思远.在确定建筑物基础抗浮设防水位时应注意的一些问题[J].岩土工程技术，2004， 18（5）：227-229.
抗浮设计范文第2篇
关键词：地下室；底板抗浮锚杆；设计
1 引言
近年来，由于地下室空间的大规模开发，带地下室的建筑越来越多，地下室的深度也逐渐加深，但是一些带有地下室的建筑自重不足以抵抗地下水的浮力，因此，为了地下室抗浮，常常会用到一些抗浮措施。而抗浮锚杆以其经济性、施工周期短等优点，在地下室抗浮设计中得到广泛的应用。本文就地下室底板抗浮锚杆设计进行了探讨，并结合了具体的工程实例，提出了一些有关抗浮锚杆设计的建议看法，以期能为地下室抗浮锚杆可以更好地进行设计提供参考。
2 工程概况
某工程地下室共3层，上部结构主塔楼26层，裙房层数为3层。主塔楼基底面积为2000m2，裙房基底面积为3000m2。地下室底板底标高为-15.90m，抗浮设计水位为-4.80m，立面见图1。
基础型式采用大直径人工挖孔灌注桩，底板厚500mm。底板下岩土层为中风化泥质粉砂岩，局部夹有强风化泥质粉砂岩夹层。根据上述基本情况，
（1）主塔楼地下室承受的水浮力标准值为：
主塔楼结构自重标准值F抗（地上部分楼层梁板折算厚度220mm，地下部分楼层梁板折算厚度260mm，底板厚度为500mm）：
（2）裙房地下室承受的水浮力标准值为：
主塔楼结构自重标准值F抗（地上部分楼层梁板折算厚度220mm，地下部分楼层梁板折算厚度260mm，底板厚度为500mm）：
由以上验算结果可知，裙房部分结构整体抗浮验算不满足要求，需采取抗浮措施。经多方案比较，抗浮锚杆具有经济性较好、施工周期短等优点，该工程采用抗浮锚杆抗浮。
3 抗浮锚杆设计
目前，抗浮锚杆设计尚无统一的规定和计算方法，本文拟根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）及《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22：2005）相关条文进行对比分析。
3.1 单根锚杆抗拔承载力特征值的确定
3.1.1 岩土力学参数
根据《工程地质勘查报告》，地下室底板下土层为中风化泥质粉砂岩，局部有强风化泥质粉砂岩夹层，夹层厚度不均匀，厚度范围为0.5～6.5m。锚杆锚固体与中风化泥质粉砂岩粘结强度特征值为140kPa；锚杆锚固体与强风化泥质粉砂岩粘结强度特征值为120kPa。因强风化泥质粉砂岩夹层厚度不均匀，计算时锚杆锚固体与岩土层粘结强度特征值取f=120kPa。
3.1.2 单根锚杆抗拔承载力特征值计算
锚杆孔直径一般取200mm以内，该工程锚杆孔直径取150mm，锚杆锚入中风化泥质粉砂岩（或强风化泥质粉砂岩）内的锚固长度取6.5m。对于锚杆锚固长度的要求，规定了最小的的锚固长度要求，即要求锚固长度大于40d（d为锚杆孔直径），均规定了锚固长度的上下限值，规定岩石锚杆锚固长度不应小于3m，不宜大于45d和6.5m，规定岩石锚杆锚固长度宜采用3～8m，工程锚固长度为6.5m，满足上述要求。
3.2 抗浮锚杆水浮力计算及布置
抗浮锚杆的布置应根据锚杆承担的地下水浮力大小及单根锚杆抗拔承载力特征值确定。
3.2.1 抗浮锚杆承担的水浮力计算
目前抗浮锚杆承担的水浮力主要有以下三种计算方法：
（1）考虑上部结构自重，锚杆承担的水浮力为水浮力减掉上部结构自重；
（2）不考虑上部结构自重（底板自重亦不扣除），锚杆承担全部水浮力；
（3）锚杆承担的水浮力分两个区域计算：柱、墙、梁影响区域扣除上结构自重；非柱、墙、梁影响区域仅扣除底板自重。
上述第（1）种算法对于该工程存在安全隐患，上部结构自重是集中在柱（点）或墙（线）上，采用这种算法，底板必须具有很大的刚度，才有可能将自重均匀分布在底板上。否则将引起柱墙区域外的锚杆破坏，进而造成所有锚杆破坏。
第（2）种算法过于保守，底板自重是均匀的，是完全可以扣除的。
第（3）种算法考虑柱、墙下锚杆承担的水浮力可扣除上部结构自重是合理的，但考虑与柱、墙相连的梁两侧一定范围内水浮力扣除上部结构自重，柱、墙荷载分配在梁上的大小及范围的存在不确定性，可能引起安全隐患。
该工程在计算柱、墙荷载扩散范围外锚杆承担的水浮力时，扣除了底板自重，柱、墙下荷载扩散范围内锚杆承担的水浮力扣除了墙、柱传递的上部结构自重（图2）。柱墙荷载扩散范围按下式计算，并取两者的小值，笔者认为这样是安全且合理的。EG/F浮
式中B――柱墙荷载扩散范围；
ΣG――柱墙传下的上部结构自重；
F浮――水浮力面荷载；
h――底板厚度。
3.2.2 锚杆布置
单根锚杆抗浮面积为：
式中A――单根锚杆承受的水浮力面积；
Rt――锚杆抗拔承载力特征值；
F浮――水浮力面荷载；
F抗――底板自重面荷载。
抗浮锚杆间距采用1.5m×1.5m，均匀分布于底板下。
3.3 锚杆钢筋截面面积计算
相关规范给出了锚杆钢筋截面面积计算公式。规范提出了锚筋抗拉工作条件系数，钢筋强度按受拉强度设计值进行计算；规范提出了锚杆杆体抗拉安全系数，钢筋强度按受拉强度标准值进行计算。两者的计算公式存在差异，但均相当于为锚杆杆体设置了1.6倍的安全系数。该工程锚杆杆体采用HRB400钢筋，按规范要求均进行了计算，见表1。
表1中，规范计算公式中ζ2为锚筋抗拉工作条件系数，对永久性锚杆取0.69；C0为边坡重要性系数，该工程取1.0；Na为锚杆轴向拉力设计值，fy为锚筋抗拉强度设计值。在计算公式中Kt为锚杆杆体抗拉安全系数，对永久性锚杆取1.6；Nt为锚杆轴向拉力设计值；fyk为锚筋抗拉强度标准值。
3.4 锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度计算
相关规范均给出了锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度计算公式，规范提出了钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数，粘结强度按粘结强度设计值进行计算。规范提出了锚杆锚固体的抗拔安全系数，粘结强度按粘结强度标准值进行计算。两者的计算公式存在差异，规范相当于设置了约1.7倍的安全系数；相当于设置了约2.0倍的安全系数。
该工程按两个公式均进行了计算，锚固长度6.5m均满足要求。此处不再列出计算过程。图3为该工程锚杆大样。
3.5 注浆设计
该工程锚杆注浆设计采用二次注浆，要求如下：
（1）第一次注浆时，采用M30水泥砂浆，内掺抗裂膨胀剂6%，水灰比小于0.45，采用0.6～0.4MPa低压注浆。
（2）第二次注浆时，采用M30纯水泥浆，内掺抗裂膨胀剂6%，水灰比小于0.45，注浆压力大于2MPa。第二次注浆应在第一次注浆形成的水泥结石体强度达到5MPa后进行。
3.6 锚杆验收试验
该工程按规范提出了验收试验要求，验收数量为锚杆总数的5%，加载方式采用循环加载，与水浮力作用的特性相似。验收试验加载的最大荷载为2倍锚杆抗拔承载力特征值，与规定的1.5倍锚杆轴向受拉力设计值基本一致。试验结果显示，全部验收锚杆未出现破环现象，均满足设计要求。
4 结语
综上所述，用抗浮锚杆来解决建筑物或构筑物抗浮的问题，因其具有造价低、施工方便等优点，已被广泛地应用于实际工程中。虽然抗浮锚杆是近几年的新工艺，特别是在防水方面还没有统一的规定。因此，要确保抗浮锚杆的安全和耐用，不仅要求施工单位要有高的施工技术，还需要设计、建设、监理三方的配合，并借鉴成功的施工经验。
参考文献：
抗浮设计范文第3篇
关键词：抗浮锚杆，地下室，抗浮设计
中图分类号： U455.7+1 文献标识码： A 文章编号：
在水位较浅的地区，如果高层建筑物有突出主楼的地下室，或者单层、多层建筑设有地下室时，很多时候会存在建筑物抗浮的问题。
地下室抗浮设计经常采用的方法有：配重、盲沟排水(人工降低水位减少水浮力)；锚杆抗浮。由于配重覆土会增加结构自重及影响建筑层高，盲沟排水是一个长期过程且操作复杂，而锚杆抗浮工艺成熟、施工简单、造价低廉，且不影响建筑使用，是当前抗浮设计采用最广泛的的方法。
进行抗浮锚杆设计之前需要具备的相关资料：
1.场地地层结构：应由地质勘察部门提供，并确定地层中有适合设置锚杆的土（岩）层。永久性锚杆的锚固段不应设置在以下地层中：（1）有机质土、淤泥质土；（2）液限WL>50%的土层；（3）相对密实度Dr
2.抗浮水位：应由地质勘察部门提供，最高抗浮水位应与建筑物的设计使用年限一致。
3. 锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值fmg：应由地质勘察部门提供，初步设计时可参照《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22:2005）表7.5.1-1、7.5.1-2中的推荐值。
4.锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值fms：应通过试验确定，初步设计时可参照《规程》表7.5.1-3中的推荐值。
5.相关系数：其他相关参数的选取可参照《规程》相应条款。
二、抗浮锚杆的设计内容：
1. 锚杆的布置：抗浮锚杆的布置可分为基础下集中布置、基础下满布和止水筏板下满布。如果基础形式采用柱（墙）下独立基础、柱（墙）下条形基础、梁筏时，可把锚杆集中布置到扩展基础或基础梁下，这样可以利用结构自重消除一部分水浮力，但止水筏板配筋较大；基础下满布适用于各种基础形式，水浮力全部由抗浮锚杆承担，形式简单，施工方便，但没有有效利用结构自重，锚杆较多；止水筏板下满布适用于条形基础+止水笩板、梁筏等基础形式，要求上部自重能够消除一部分水浮力，而锚杆仅与筏板共同工作，此种布置方式经济简单,受力明确,但受基础形式限制较大。
2.确定单根锚杆承担的水浮力，即锚杆的轴向拉力设计值（Nt）；
3.确定锚杆的截面面积，即计算杆体的钢筋面积；
4.确定锚杆的长度，应根据锚固段注浆体与地层间的粘结强度、锚固段注浆体与筋体间的粘结强度分别确定锚杆的长度，并取大值；
5.抗浮锚杆设计中还应考虑基础底板的裂缝情况。
三、工程实例：
郑州郑东新区某综合科研楼,主楼17层,裙房6层,北边、西边有两跨突出主楼的单层地下车库,地下室基底标高-7.500m,室内外高差300,单层地下室柱网为6350×8000,工程抗浮水位埋深1m。
基底土层为：③层粉土,平均厚度1.00m；④层粘土,平均厚度7.00m,土体与锚杆粘结强度特征值20kPa；⑤层细砂,平均厚度11.00m,土体与锚杆粘结强度特征值80kPa。
主楼基础采用CFG桩+1200厚筏板基础,裙房基础采用800厚筏板基础,单层地下室基础采用独立基础+止水笩板。经验算，主楼和裙房均能满足抗浮要求，仅对单层地下车库设置抗浮锚杆，设计过程如下：
1.计算水浮力：
=1.05×10×（7.5-1.3）=65.1KN/㎡。
2.锚杆截面面积：选用直径150全长粘结型锚杆，单层地下室下按间距2.0m满布。
=2.0×2.0×65.1=260KN
=（1.6×260×1000）/400=1040㎜,
选用322,截面积1140㎜2；
3.锚固段长度：
=1.5×3.14×0.15×(20×7+80×8)
=551KN
=3×3.14×0.022×0.8×2500×15×1.5
=9326KN
KNt=2.0×147=294KN，因此选择锚杆的锚固长度可取15m满足要求,锚杆总长为16m。
四、重点问题：
抗浮锚杆没有对应的国家规范，主要参照《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002）和《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22:2005），而这两本规范是主要针对边坡工程的，与抗浮设计还有一定差异，所以相对于规范，当地经验、施工工艺和实验结果更重要，因此在施工图中应注明单根锚杆抗拔承载力应由现场试验确定。在锚杆的选取上，可参照《规程》附录C,但不能过于局限，相对边坡工程中水平向或斜向锚杆而言，竖直向的抗浮锚杆施工更方便，锚杆质量更有保证，因此个人认为锚杆长度可适当放宽、锚固长度对粘结强度的影响系数可取大值。
参考文献：
[1]CECS22:2005 岩土锚杆(索)技术规程.
抗浮设计范文第4篇
[关键词] 地下室结构；抗浮设计水位；抗拔桩
1 工程概况
该住宅小区总建筑面积约738000.0m2，包括20幢32～40层高层住宅，地下室2层，为地下车库与设备用房。本工程室外路面标高为-2.80m，地下室底板面标高为-9.60m。本工程地下室顶板覆土厚度变化较多，局部地方为坡道，还有相当范围内不规则的园林水景；其次本工程地下室包括一个下沉式广场，地下室顶板有面积较大的开洞；最后本工程地质情况差，抗拔桩抗拔承载力特征值较低。以上因素造成本工程地下室结构抗浮验算的复杂性。
对于具有大底盘地下室的高层建筑群，塔楼部分的地下室一般在使用阶段不会存在抗浮不足问题，但裙房及纯地下室部分经常会有因为抗浮不满足要求而出现底板被拉裂渗水的现象，在施工阶段，何时停止降水才能借助带地下室的高层建筑的自身重量来平衡浮力，直接影响到建造成本和施工质量。所以，抗浮设计对带地下室的高层建筑是不容忽视的。
2 抗浮设计水位取值
在地下水分布条件复杂的地区，地下室抗浮设计水位的确定对建筑物的安全和投资有着重要的影响。抗浮设计水位取值过高，为平衡设计浮力势必采取增加结构自重、抗拔桩等复杂的抗浮措施，投资费用增加，造成浪费。抗浮设计水位确定过低，水位上升结构将产生过大内力，造成结构开裂、渗水，甚至失效浮起，建筑安全性得不到保障。
在汕头，地下水位常年都相对较高，故地下室抗浮设计水位取到室外地面标高。本工程的地下室抗浮设计水位为室外路面标高-2.80m。根据广东省标准《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；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。因为水位在室外地面标高的情况下是最不利的情况，故W/F≥1.00时应可认为满足抗浮要求。
3 抗拔桩抗拔承载力特征值计算
本工程无上部结构地下室采用静压A型预应力高强混凝土管桩（PHC）基础，桩径分别为φ500（壁厚100mm）、φ400（壁厚90mm）。根据岩土工程勘察报告，桩端持力层为砂土层（岩土工程勘察报告第⑹层）或强风化花岗岩层（岩土工程勘察报告第⑻层），桩长从现地面起计约40.0～50.0m。当持力层为细砂层，要求桩端进入持力层厚度不少于3.0m；当持力层为粗砂层，要求桩端进入持力层厚度不少于2.0m；当持力层为强风化花岗岩层，要求桩端进入持力层厚度不少于0.5m。
根据岩土工程勘察报告，某勘探孔主要土层参数详下表：
根据（JGJ 94-2008）式（5.4.5）、（5.4.6-1），按地基确定的PHC桩单桩抗拔承载力特征值可按 、 计算，抗拔系数 取0.6，以该勘探孔为例计算的φ500、φ400PHC桩单桩抗拔承载力特征值分别为343.0kN、280.0kN。
根据（JGJ 94-2008）第5.8节之Ⅱ，轴心抗拔桩正截面受拉承载力 （式5.8.7， 为荷载效应基本组合下桩顶轴向拉力设计值），φ500管桩（10φ9）桩身抗拉承载力设计值 661kN，φ400管桩（10φ7.1）桩身抗拉承载力设计值 411kN。按荷载效应基本组合综合分项系数 1.25计，φ500、φ400PHC桩对应桩身强度的承载力特征值分别为529.0kN、328.8kN。另外根据式 （式5.8.8-1）严格控制在荷载标准组合下不产生拉应力， 取4.0MPa，φ500、φ400PHC桩对应的桩身抗拔承载力征值分别为502.0kN、328.8kN。
综合上述计算结果，φ500、φ400预应力高强混凝土管桩单桩竖向抗拔承载力特征值 分别确定为320.0kN、240.0kN。
4 抗浮措施
4.1 设置抗拔桩
本工程无上部结构地下室柱网为8.1×8.1m，经计算无上部结构地下室的柱基全部为抗拔需求，每个柱子均需设置抗拔桩。为满足抗浮需求，同时满足竖向荷载作用下的承载力要求及造价成本方面考虑，本工程除在柱下设置抗拔桩外，还设置了地下室无承台单独抗拔桩，该做法除满足地下室抗拔需求外，还可相应减少地下室底板柱上板带总弯矩，因为单独抗拔桩无需满足竖向荷载作用下的承载力要求，加之地下室底板为650mm厚无梁楼盖，故可不设置承台，从而达到节约造价成本的目的。具体做法详下图：
4.2 增加地下室底板厚度
本工程抗浮需求最大的地方是下沉式广场位置地下室顶板大开洞的范围，因为少了地下室顶板及相应覆土的自重，该范围抗浮需求非常大，增设地下室无承台单独抗拔桩也不能满足抗浮要求，故相应增加该范围地下室底板的厚度（底板厚度增加至700mm），既可满足抗浮需求，又能减少底板配筋，从而达到安全经济的目的。
4.3 增加地下室外墙位置地下室底板外挑长度
本工程地下室顶板局部上首层坡道范围无覆土，为满足该处抗浮需求，增加该位置地下室底板挑出地下室外墙长度，即增加挑出底板所承受的地下室外墙外侧覆土的重量，从而达到满足抗浮需求的目的。但该做法应复核验算竖向作用下的承载力是否也满足要求。
4.4 其它措施
地下室施工完毕后便停止降水，这时即使上部结构层数较多，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。除4.1～4.3项等措施外，本工程在施工过程中还要求地下一层结构完成之前，应采取必要措施保证基坑内地下水位不高于-7.00m；地下室顶板覆土完成前，应保证基坑内地下水位不高于-6.00m。
5 结论
地下水位较高，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。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] 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）.北京：中国建筑工业出版社，2011.
抗浮设计范文第5篇
【关键词】地下结构 结构上浮 抗浮设计 抗浮施工近年来，随着城市建设的发展，高层建筑基础埋置越来越深，同时作为车库、商场等功能的广场式建筑的纯地下室部分，裙房或相对独立的地下结构物等的开发和利用越来越多。地下结构物处于地面下土体中，由于土体的空隙及岩体的裂隙赋存有大量的地下水，地下水对埋置于土体中的地下结构会产生浮托力，当结构的抗浮力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。由此，地下结构物抗浮问题日益突出，如何从设计上解决地下结构物抗浮和在施工中避免发生地下结构上浮已经成为一个经常面临的问题。
1 建筑物抗浮失败造成的后果及原因
近年来，因抗浮失败而造成地下工程的破坏在国内多有发生，有的地下室底板隆起，导致底板破坏；有的地下建筑物整体浮起；有的地下室局部翘角，导致梁柱结点处开裂及底板破坏。这些事故均不同程度给建筑物造成永久性缺陷，须进行结构加固方可正常使用。综合分析这些地下结构物各种情况下的浮起，引起浮起的原因主要分为设计原因和施工原因两大类，概括起来有以下几点：
（1）设计对地下室受水浮力作用的机理认识不足，未进行抗浮验算；（2）抗浮计算参数中地下水位取值不当，盲目选用地质钻探资料中的场地地下水位，忽略了可能出现的最高值；（3）抗浮计算失误或抗浮措施不当；（4）对建筑物施工过程中的抗浮未给予足够重视，随意变更结构或停止地下降水等。
2 当前抗浮设计现状
工程设计中的抗浮设计问题，现行国家标准规范《岩土工程勘察规范》（GB50021-2009）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）和《全国民用建筑工程设计技术措施》（结构）中仅作了定性的描述，而在国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）对简单浮力作用的抗浮设计给出按如下公式计算：
Gk/Nw，k≥Kw
Gk为建筑物自重和压重之和，
Nw，k为浮力作用值，
Kw为抗浮稳定安全系数，一般取1.05，
当计算结果建筑物不能满足抗浮稳定性安全要求时，应采用增加压重或设置抗浮构件（如抗拔桩）等措施。
抗浮设计的关键是浮力作用值的计算，根据阿基米德原理，物体在水中所受浮力大小等于物体排开水的体积，所以地下结构物的浮力作用主要取决于水位的取值，但埋于地基土的地下建筑物所受的浮力作用又不同于浸泡于水中的物体，浮力作用的大小受地基土透水性的影响。目前，在抗浮设计上一些手册、规范、文献中对浮力的计算提出了许多观点，设计单位在设计时也按照各自的理解进行设计，综合来说主流有以下几种：
（1）当地下建筑物埋于不透水层，周边填土为密实的不透水土时，地下结构物仅受水的侧压力，不产生浮力作用。
（2）基坑边填土的摩擦力不作为抗浮计算的一项因素，作为安全储备对待。
（3）地下水最高水位按以下原则确定：①按水文观测资料或历史水位记录，取历史最高水位。②场地有承压水且承压水与潜水有水力联系时，按承压水和潜水的混合最高水位计算。③最高水位不超过地下室顶板面标高。
（4）由于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，不能简单按静水压力公式计算，根据地基土情况按0-50%进行适当折减。
从这些规范或手册中的规定可以看出，地下水浮力的作用相当复杂，影响因素很多，要准确确定地下水压力的大小很困难。且施工中不确定因素也比较多，如回填土的土质差别、回填的压实程度等均会影响水的浮力大小。因此，浮力的计算要综合考虑多方面因素，估计到将来变化的各种可能性并采取可靠的应对措施。
3 抗浮设计中应考虑的问题
3.1 浮力作用和抗浮力的计算
（1）地下结构物的浮力作用主要取决于水位的取值，正常情况下可按地勘部门提供的抗浮水位即按正常条件下水位变化范围的历史最高水位作为确定基础抗浮设计水位，因周边填土的密实性离散性比较大，地基土透水性的变化不易准确掌握，且紧临地下结构周边回填土因工作面的问题并不易夯填密实，因此，除有可靠的实验依据，地下水对结构物的浮力作用应采用阿基米德原理进行计算，不作折减。
（2）地下结构物抗浮力主要来源于结构物的自重、压重、抗浮构件的抗拔力以及基坑周边回填土与结构物之间的摩擦力等。对于结构物的自重、压重、抗浮构件的抗拔力等均能较准确的进行计算，应作为地下结构物的计算抗浮力。但对于基坑周边回填土与结构物之间的摩擦力，应作安全储备对待。因为正常条件下，地下结构物的浮力作用计算中未对建筑物因所处位置不同可能发生的各种突发因素如暴风雨、排水不畅、地表逸流、或施工不慎等因素造成的地下水位突然升高未充分考虑，可能会由于安全储备不足，造成地下水浮力超过结构物抗浮力使建筑物产生变形等破坏，因此，将基坑周边填土的摩擦力作为安全储备对待，以应对使用正常条件以外的突发因素。
（3）当地下建筑物埋于不透水层，周边填土为密实的不透水土时，一般认为地下结构物仅受水的侧压力，不产生浮力作用。对此种情况应慎重选择，因为建筑物与基坑之间的回填土很难做到无缝隙不透水，当有地下水通过回填土渗入到建筑物底板下时，将产生浮力作用，引起建筑物上浮。
3.2 抗浮力的安全储备
工程抗浮设计一般均是按照正常建设程序考虑，地质条件按照地勘单位提供的地勘报告确定，正常施工条件下，施工单位能严格执行工艺标准和施工质量验收规范并遵守验收程序，建设单位和监理单位均能履职到位。但实际施工过程中，受地质复杂性、施工人员技术水平，责任意识等影响往往出现管理上的偏差，实际工况与设计假定的条件有所偏差，此种情况下，如设计单位过度优化，预留的安全储备过小，则会造成结构局部发生变形，严重的造成整体结构上浮。另一方面，现阶段工程往往由于拆迁等因素影响或整体工程分期施工，对局部工程抗浮条件考虑不足，当后续工程不能及时跟进，不能提供足够的抗浮力可能造成前期工程不能正常使用或降水不能及时停止，增加成本，如业主单位人员疏忽，甚至按经验提前终止降水，也可能造成地下室上浮和结构损坏。
建设单位从经济考虑对设计进行变更，如减小基坑尺寸、缩小基础外挑尺寸、将回填材料私自变更等，取消地下室底板的抗浮回填层等均可能造成抗浮力的不足。
施工单位在施工过程中对基础的施工不认真，抗拔桩设计依据不准确，施工单位未按规定设计施工，基础底板钢筋绑扎不到位，基础梁截面不足，基础底板厚度不足等均可能造成地下室底板地浮力下的抗力不足，造成结构上浮、或防水底板表面开裂或上拱变形过大。
4 施工中应注意的问题
地下结构物上浮须有足够的浮力才能发生，若施工现场持续进行抽水并将地下水位控制在可接受的范围内，则地下室上浮将不可能发生。但地下室结构体施工过程中施工人员警戒心低，可能因疏忽或抽水意外停止，造成地下水位陡然上升而导致上浮，或遇暴雨，短期间雨量过大，排水系统无法排水，致使地表水四处窜流，并沿着地下室外墙及基坑周边到达基础底板面，短期间形成巨大的水浮力而造成结构体上浮，因此施工过程中，应做好基坑周边的排水措施，防止地表水流入基坑内，同时，在基坑内应预留必要的集水坑，设置相应的抽水设备，在遇紧急情况时可以基坑内的积水及时抽出，减小结构物受到的水浮力，第三，还要设置必要的发电设备，防止突况下断电，造成抽水设备不能正常运转。
5 结语
抗浮设计作为工程设计的一项重要内容，尤其对于地下结构空间大，地上层数少和地上层数多但地下为大底盘的的建筑物应作为重点设计，此类建筑最易发生因抗浮力不足而造成的结构物上浮、底板上拱及局部因浮力作用开裂变形破坏等事故，在设计中应对抗浮设计考虑全面，预留足够的抗浮储备。在施工中，施工单位也应重视抗浮措施的施工及施工过程的抗浮，采取有效的降、排水措施，严格按设计及施工规范施工，降水停止时及时观测，发现问题及时处理，基坑回填土应确保回填土类别符合设计要求，回填压实质量满足设计要求，以为结构物提供足够抗浮摩擦力。
参考文献：
[1]《岩土工程勘察规范》（GB50021-2009）.
[2]《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）.
[3]《全国民用建筑工程设计技术措施》（结构）.
抗浮设计范文第6篇
【关键词】 地下室；抗浮设计；房屋建筑；
1、引言
随着城市建设的快速发展，地下室得到了广泛的开发和利用。地下室不得不面临的问题就是抗浮问题，尤其埋深较大的地下室。因为浮力的存在，会对地下结构及上部结构产生破坏，地下建筑物整体不均匀浮起，导致梁柱节点处开裂和底板破坏以及建筑物的倾斜等，如不进行抗浮设计，将给结构留下安全隐患。因此，地下室的抗浮设计不容忽视。
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、地下水位较高，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《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。
4、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。
4.1、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，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。
4.2、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设缝的大底盘地下室在主体结构和裙房之间产生更大的不均匀沉降差，这正是我们在设计中想极力避免的；同时设置抗拔桩后，计算基础底板内力及配筋时应考虑地下水压力，这样也会增加基础底板的荷载。因此，针对抗拔桩的使用时，应该结合工程的实际情况及当地的工程经验。
另外，在抗拔桩桩体结构设计中，抗拔桩主要依靠桩体的侧摩阻提供抗拔力，其受力机理基本类似于锚杆，但由于土体中应力垂分布使土体处于受拉状态。因此，其侧摩阻大小不能简单的依据承载桩的侧摩阻来计算其承载力，必须进行修正，修正系数可参考桩基规范；因此，设计时对抗拨桩的设计承载力取值不应过高，特别是预制管桩，光滑的圆断面桩在饱和土浸水条件下其抗拨能力是很低的，一旦被向上抽拨，扰动后桩的抗拨力将完全丧失。
抗拔桩桩体的配筋依据抗拔桩承载力极限标准值进行抗拉配筋，依据桩体应力分布原理，可采用不均一配筋法，即抗拔桩下段由于其拉力相对较小，可适当降低配筋量，底端依据混凝土抗拉强度的大小，减小钢筋笼长度，从而降低工程造价。
5、其他应该注意的问题
地下室斜坡道设计时，应进行抗浮验算，斜坡道与主体分缝处做作处理。
高层建筑地下室还应考虑整体抗浮与局部抗浮，因为高层建筑地下室不是一个刚体，它会产生整体或局部的变形和破坏，水对地下室的浮力主要以水压力的形式作用在地下室底板上。抗浮设计首先应验算结构的整体抗浮安全度，若满足则再验算局部抗浮安全度，要按逐个柱的受荷面积来进行，并主要针对那些上部结构层数少，结构自重小的部位，特别是地下室超出高层塔楼范围较多的部位以及高层塔楼围合的内天井部位。
6、结语
综上所述，地下室的抗浮是建筑工程设计过程非常重要的一部分，但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。在进行抗浮设计时，必须对地下水保持高度重视，还应根据工程特点、地质情况、场地条件等因素，综合考虑，选择一个最佳的抗浮设计方案。
参考文献
抗浮设计范文第7篇
关键词：地下水池；抗浮设计；处理措施
1 水池的抗浮验算
1.1 池顶荷载
池顶荷载包括恒荷载或活荷载，恒荷载为覆土重、防水层重和结构自重。整体式水池的防水层仅用冷底子油打底，然后刷一层热沥青，其重量可略去不计。池顶覆土的作用是保温和抗浮。活荷载考虑的因素是上人、堆料及车载。
1.2 池底荷载
池底所受的荷载有池底结构自重及地下水向上的反作用力。
1.3 水池的抗浮计算
地下水池产生的上浮现象的原因是结构体的重量和地下水池侧壁摩擦力之和小于水浮力所引起。地下结构所受的地下水浮力，为作用在基础板上的静水压强与底板面积的乘积，即水浮力：
P=pxA (1)
式中P――基底所受的水浮力；
p――作用在底板上的静水压强；
A――底板面积。基底静水压强p一般按以下式确定；P=Yw×H(2)
式中Yw――水的密度；
H――抗浮设计水头值。
1.4 水池的总体抗浮按下式计算：
(水池总自重+池顶覆土重)/总浮力≥1.25
总浮力=F底×(Hw+h1)Yw
式中F底――水池底面积，必须算至最外周边
Hw――地下水位至底板面层的厚度；
h――底板厚度；
Yw――水的密度，取lOkN/m3。
由以上代入可得，抗浮稳定性验算式为：
W/(Yw×H×F底)≥1.25
(3)
式中：W――基底以上全部净荷载，KN；
F底――水池底面积，m2；
H――抗浮设计水头值，m；
Yw――水的密度，取lOkN/m3；
上式只适用于平底水池。
2 满足抗浮要求的措施
地下结构抗浮方法很多，其中运用较多的技术措施有：增加自重法即压载抗浮、降排截水法和抗浮锚桩等。当整体抗浮不能满足时，均应采取相应抗浮措施。
(1)封闭水池可用增大覆土厚度的办法来解决；
(2)开敞式水池的整体抗浮不能满足时，可将底板挑出池壁以外，在上面压土或块石以增大抗浮力(这种方法同样适用于封闭水池)，此时底板应以浮力作为均布荷载进行强度及抗裂计算；
(3)在地形受到限制而不能用上述两种方法时，可采用锚桩抗浮。
3 顶盖厚度的确定
水池的顶盖一般均有覆土，由于长期承受大荷载作用，钢筋保护层厚度大，则单向板厚宜大于或等于L/25且≥90mm。
4 工程实例
某封闭式400t地下水池，用于住宅楼供水，其上覆土400mm，矩形结构，长×宽×高=17.2m×6.1m×5.9m，池底为风化岩层(砂岩)，池四边附近均建有构筑物，地势极低，地下水位很高(几乎与地面持平)，因此抗浮是设计的重要内容。
4.1 池顶荷载
顶板重力8.05kN/m2，覆土重力7.2kN/m2，活载(考虑消防车)10kN/m2，则q顶=25.25kN/m2。
4.2 池底荷载：
q底=q页+池壁重/底板面积=51.63(kn/m2
4.3 水池的抗浮验算
水池的整体抗浮：
水池的总自重荷载=5065 kN；
池顶覆土荷载=755.6 kN；
总浮力=6610 kN；
抗浮力=水池总自重荷载+池顶覆土荷载=5820.6kN
抗浮力/总浮力=O.88
计算结果表明，不满足抗浮要求。根据现有场地情况，底板不能外挑以增大抗浮力，埋深也不可能加大，而覆土亦无法增加，于是考虑底板下设锚桩基础以增加抗浮力，锚桩需进入风化岩中。底板所受浮力设计值为73.5 kN/m2。
锚桩布置如图1所示，单根锚桩所受拔力设计值为po=111.35 kN。
设锚桩直径D=90mm，用M30水泥砂浆。根据规范，水泥砂浆与风化岩间粘结强度设计值为f=450kPa，则锚桩须进入风化岩的最小深度为：L=pO/(πDf)=0.88m。
锚桩配筋计算：
Ag=Po/fy=111.35X103/310=360mm2。
最后确定，锚桩为1φ22，长1030mm(图2)
5 管道敷设的处理
5.1 水池底管道的敷设处理
本工程水池下管道敷设，即在地下泥床上开挖一条基槽，进行抛砂、土工布等基础处理后，再将管道经过沉放至水下基槽，在管道胸腔以下抛砂，管道胸腔以上填砂、石袋并进行理坡处理等，完成水池下管道敷设。一般的水池下连接上面的管道有数倍于水下管道的长度。在管道运行时，大量上面管道内的空气因溢气阀来不及排气而被压送至水池下管段，在水池下的管段较容易积累大量气泡而形成空管。
根据以上情况，水池下管道全部在水下，当管道存在空管或局部空管时，造成管道浮力大干管道自重而引起上浮。其计算公式如下：
F＝π R2ρ-2(R-δ/2)δρ2
式中：F――每米管道浮力(T/m)；
R――管道外半径(m)；
p――水的密度，―般取1×103kg/m3；
δ――管道壁厚，水下钢管道一般取δ=Dn×1％+1～2mm(Dn为管道公称直径)；
ρ2――管道材质密度，钢管一般取7.8×103Kg/m3。
水池下管道上浮造成管道折断或整体上浮的事故不断，管道抗浮措施一般分为：(1)主动抗浮，就是控制空气被压送至水下管道，尽量避免形成水池下管道空管现象，从根本上解决水池下管道上浮问题。其措施主要有设置高位井、排气管、阀门控制排气管等。(2)被动抗浮：在可能造成空管后，管道在上浮时增加向下的拉力，从而避免管道上浮。其措施主要有设置抗浮桩、钢砼压块、压翼结构、配重等
本工程采用阀门控制排气管，外加设计抗浮桩等措施进行池下水管抗浮处理。
5.2 水池上管道敷设的处理措施；
5.2.1 管道埋设时管沟宽度一般为管外径加0.5m，深度应依据冰冻深度，外部荷载等因素综合确实，在一般情况下，人行道为0.9m；住宅基道为0.6m，埋深且应在冰冻线以下0.2m。
管道可直接敷设在未经扰动的原土地基上，但如地基为岩石、砾石时，必须在地基上铺设厚度为0.15-0.2m的土或砂作为垫层并夯实。随着管道的敷设，管道两肋及顶部宜用符合要求的砂土分多次回填捣实，但接口前后0.2m范围内不得回填，以便试压观察。
管道试压前，管顶以上回填土厚度应小于0.5m，以防试压时产生推移，当试压合格后，方可进行大面积回填土并夯实，见图3。
5.2.2 管道接头之混凝土防护
当有压水沿着管道流入弯头，三通和管道末端塞头或法兰盲板时，会产生向外的冲力，故在这些部位必须提供固定支座，以防移动，参见图4、图5。
(1)水压在弯头处产生的推力W=2P・π/4・d2・sin(Ф/2)
式中：W――为推力(kg)；
P――水压(kg/cm2)；
d――管内径(cm)；
φ――弯头弯曲角度(°)。
(2)水压在三通接头或末端塞头产生的推力
W=P・π/4・d2式中：W――为推力(kg)；
P――水压(kg/cm2)；
d――管内径(cm)。
(3)管道上阀门的混凝土巩固防护
为了防止因开启、关闭操作时发生扭曲或因自身重量而发生下陷，对口径大于110mm阀门需以混凝土来巩固防护。
抗浮设计范文第8篇
【关键词】高层建筑；地下室设计；抗浮设计
1.地下室抗浮设计介绍
所谓地下室的抗浮设计，就是结合建筑地下水位和建筑物本身所承受的自身水浮力和建筑结构的重量以及压力来综合性的考虑设计的问题。地下室的抗浮设计包括了整体以及局部设计两个方面。近些年来，高层建筑地下室的工程事故多有出现，从整体上看主要的原因有以下几个方面：
（1）对于地下室水浮力的作用机理认识严重不足，所以没有进行建筑施工前期的抗浮计算；
（2）在进行抗浮参数计算的过程中， 对于水位的取值出现问题，甚至还会盲目的选择使用场地底下的水位，所以就忽视了可能会出现的最高值现象；
（3）对于抗浮计算出现严重的失误以及对于抗浮的事前准备工作没有做到位：
（4）不重视高层建筑施工环节的抗浮措施。
2. 地下室抗浮设计所需要解决的问题
目前来说，高层建筑地下室抗浮设计所需要解决的主要问题就是水浮力的问题，因为地下水浮力对于地下室的整体抗浮能力会产生非常大的反作用，所以一旦地下室的地下水浮力高于抗浮能力的话，必然会出现地下室上浮，这样就会影响地下室的使用寿命和整体建筑的使用寿命。综上所述，对于高层建筑地下室抗浮设计来说，必须准确的计算地下室的整体抗浮力，这对高层建筑的整体施工起着非常重要的作用。那么结合地下室抗浮桩以及锚杆的设计要点列举出了目前抗浮设计所面临的主要问题：
2.1地下室地下水浮力计算
地下室的设计必须详细的计算出地下水浮力，这对整体建筑都有很大的作用。但是对于我国目前的状况来说，对于地下水浮力的计算还严重的缺乏，所以计算方面人才非常欠缺，对于地下水浮力的计算不精确很大程度上是因为计算的规范没有明确，所有的问题综合的计算之后就使得抗浮计算给地下室抗浮设计带来了严重的困难。
2.2地下水位的调研预测
在对地下室地下水浮力进行计算的时候必须对地下水位进行前期的仔细调查，对地下水位进行仔细的调研是为了准确的找出地下水的出水位置，而在水位出也能够很好地计算出整体水位的水浮力，如果情况允许的话，还能够相对精确地计算出地下水的出水总量。但是目前来说，由于国内地质勘查技术方面的严重匮乏，所以对于地下水位调研和预测还存在很大的问题，通常情况下都是不精确的，所以整体预测的结果就会出现严重的偏差。
3. 高层建筑地下室地下水位的确定方法
通过上面的介绍可以看出地下水位的调研和预测通常情况下的结果是不精确的，另一方方面地下室的抗浮设计会受到地下水的分布、地下水的补给以及排放等因素的影响，所以为了更好地解决问题需要做好下面的工作：
3.1现场勘察
地下水位的调查确定通常都是通过现场勘察进行的，在这之前首先需要对地下的水文状况以及地质情况进行仔细的了解，其次需要分析出实际测量的含水层的主要分布规律，之后就需要更加仔细的对地下室所在区域赋存的条件进行研究分析，这两个方面的调查要充分的结合地下室所在区域的土地特点以及地形等因素，这样就能够在地下室的抗浮设计过程中找到设计的重点方位。
3.2周边区域的水文地质条件的勘察
对于现场的勘察远远不能满足整体抗浮设计的所需，还需要对周围区域的水文状况以及地质状况进行一系列的勘察，因为对于土地的整体构造以及地下水的通连状况和相应的补给规律进行了解认知的过程中，能够很好地意识到地下水和区域水的水文以及地质状况的关联。一方面对于水文条件进行分析的过程中要对地下水的通连状况进行研究分析，由于水自身的流动性会给勘测技术人员带来很大的困难，所以就需要对水文条件进行认真分析，这样就能够解决流动性带来的主要影响因素。
3.3地下水位变化的掌握
对于地下水位的变化要很好地掌握，尤其是每一个层次的水位的变化以及其他的条件，还有就是需要注意不同的季节不同水位的变化状况，同时还需要对所在区域的历史水位进行调查研究。对于地下水位的变化所面临的问题需要注意变化的趋势以及区域状况，尽可能的做到未雨绸缪，在水位变化之前就做出相应的应对措施，对于区域历史水位的调研能够相对精确地了解水位的大致状况。
4. 高层建筑地下室抗浮设计注意事项
高层建筑地下室抗浮设计主要包括了两个方面：整体抗浮以及局部抗浮。建筑地下室设计的过程中要根据具体的状况，选择合适的计算方式，同时要充分的考虑地下水情况对于建筑本身的影响程度，具体的注意事项如下：
4.1整体抗浮和局部抗浮
对于高层建筑来说，地下室本身不是一个刚体，所以会产生整体或者是局部的变形和损坏，水对于地下室的浮力影响主要是以水压力的形式作用于底板上面的，所以地下室的抗浮设计首要的是验算结果的整体抗浮安全度，如果满足要求就能够继续验算局部的抗浮安全度，在进行验算的过程中需要按照每一个的柱的受荷面积进行，同时主要的是针对上部结构层数相对较少以及结构的自重比较小的部位进行，尤其是地下室中超出了高层建筑塔楼范围以外比较多的或者是塔楼以外的天井部位。对于一些特殊形状的地下室来说，比如说箱型形状基础的地下室，尽管箱内内部的隔墙有足够的强度能够将局部的抗浮出现的不足问题转化成整体抗浮，但是这个前提是需要明确是否两者能够进行转换，需要做的就是对箱型结构的刚度以及强度进行精确地计算。
4.2荷载效应注意事项
对于整天抗浮设计来说需要使用抗浮水位，对于局部的抗浮就是要防水的地板的配筋计算需要使用设计水位，另外整体抗浮设计需要使得荷载效应有一个标准的组合形式，也就是使用荷载标准值，另外一般情况下对于抗浮荷载来说不需要考虑活荷载，荷载的分项系数取值应该是1.0，对于局部抗浮设计来说需要重点考虑的就是防水的底板的配筋设计需要使用荷载效应的基本组合形式，水浮力来说也需要按照活荷载进行考虑，同时荷载的分项系数和整体荷载有一定的区别，取值时1.4。
4.3其他方面
抗拔桩应该布置在柱子下面，因为枯水期的时候地下水位一般情况下都是比较低的，所以作为建筑框架住的整体基础，这个时期框架桩本身会受到很大的压力；在地下水位处于丰水期的时候，地下水位一般情况下都是相对较高的，所以这个时间作为抵抗水浮力的抗拔桩来说，桩身是会受到很大的拉力的。抗拔锚杆需要和柱下的基础进行结合设计。
5. 结论
高层建筑地下室的抗浮设计需要考虑的因素非常的多，需要对周围的地质水文等条件进行详细的考虑，希望文章给出的建议能够为这方面做出相应的贡献。
参考文献：
[1]赵西军；张素芸；；浅谈高层建筑地下室通风与排烟设计[J]；科技信息；2011年17期
[2]杨伟；；高层建筑框架结构设计中应注意的几个问题[J]；广东科技；2011年14期
[3]王珊珊.浅谈高层建筑地下室的抗浮验算[J]中小型企业管理与科技.2011（4）