地下室抗浮設(shè)計(jì)概述

1、地下室抗浮設(shè)計(jì)概述摘 要：本文簡要論述了地下室結(jié)構(gòu)的抗浮設(shè)計(jì)要點(diǎn)，分別討論了不同結(jié)構(gòu)形式、不同基礎(chǔ)形式的抗浮計(jì)算特點(diǎn)，供設(shè)計(jì)參考。關(guān)鍵詞：地下室；抗浮設(shè)計(jì) 對地下室的設(shè)計(jì)，需要考慮的荷載工況主要有兩種，一種是向下的荷載，結(jié)構(gòu)自重、地下室頂板覆土、地面活荷載、地下室地面使用荷載等；另一種是向上的荷載工況，如地基反力、水浮力等。1.整體抗浮滿足要求的情況在地下水位不高的情況下，結(jié)構(gòu)自重和其上的永久荷載(如地下室頂板覆土、建筑面層等)足以抵抗

2、地下水的浮力，這時(shí)，地下室整體抗浮滿足設(shè)計(jì)要求，需要考慮的問題是可能存在局部構(gòu)件抗浮設(shè)計(jì)問題。這時(shí)結(jié)合持力層情況，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)通常有以下幾種：獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板或者筏板基礎(chǔ)。筏板基礎(chǔ)整體剛度大，水浮力效應(yīng)類似地基反力。而獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板的基礎(chǔ)形式，其整體性通常不足，防水板承受地下水浮力，并把水浮力傳給獨(dú)立基礎(chǔ)，因而存在局部構(gòu)件抗浮設(shè)計(jì)問題。獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板的基礎(chǔ)形式受力特點(diǎn)是由柱下獨(dú)立基礎(chǔ)承擔(dān)基礎(chǔ)上豎向結(jié)構(gòu)傳來的荷載并將其傳遞給地基土，由防水

3、板承擔(dān)地下水對結(jié)構(gòu)的向上的浮力，并將其傳遞給獨(dú)立基礎(chǔ)。獨(dú)立基礎(chǔ)需要考慮這部分荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。這種基礎(chǔ)形式又可以根據(jù)防水板和獨(dú)立基礎(chǔ)標(biāo)高的關(guān)系分為兩種，如圖 1、2 所示：第一種情況(圖 1)，防水板和基礎(chǔ)頂面標(biāo)高相同，獨(dú)立基礎(chǔ)的樣子像個(gè)元寶，很多情況下被稱為“元寶形”基礎(chǔ)。第二種情況(圖 2)，防水板和基礎(chǔ)底面標(biāo)高相同，防水板上需要回填墊層或者回填土達(dá)到建筑使用標(biāo)高，這種結(jié)構(gòu)布置類似平板式筏形基礎(chǔ)加柱墩，或者是倒置的帶柱帽無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體

4、系。圖 1 所示的基礎(chǔ)形式，其優(yōu)點(diǎn)在于土方開挖量小，不需要回填墊層這道工序。通常在防水板下設(shè)置一定厚度的聚苯板，使得防水板不參與上部荷載的向下傳遞，而僅起到抵抗水浮力并將水浮力荷載傳給獨(dú)立基礎(chǔ)的作用。但是如果地下室有排水溝或者設(shè)備坑、電梯基坑時(shí)，防水板降板的設(shè)計(jì)、施工都會(huì)比較繁瑣。而且防水板的鋼筋須錨入獨(dú)立基礎(chǔ)，鋼筋構(gòu)造較為不便。圖 2 所示的基礎(chǔ)形式，其優(yōu)點(diǎn)在于防水板的板底鋼筋可以在獨(dú)立基礎(chǔ)范圍內(nèi)拉通并起到基礎(chǔ)受力鋼筋的作用。而且，防

5、水板上的墊層或者回填土能抵消部分或者全部水浮力，還能很方便地施工排水溝和小集水坑。不論哪種基礎(chǔ)形式，是否在防水板下設(shè)置聚苯板要看工程的具體情況，如果地基土較軟，基礎(chǔ)的沉降比較明顯，那么設(shè)置聚苯板會(huì)避免防水板承受地基反力，構(gòu)件傳力更加明確，從而簡化設(shè)計(jì)。如果地基承載力較高、壓縮模量較小，基礎(chǔ)的沉降很小，可以忽略，那么可以不設(shè)置聚苯板；此時(shí)，防水板承受的地基反力同樣也可以忽略；反過來說，如果這種情況下，采用圖 2 所示基礎(chǔ)形式，同時(shí)在防水板

6、下設(shè)置了聚苯板，那么會(huì)出現(xiàn)這樣一種工況，那就是在地下水位變動(dòng)的時(shí)候，防水板有可能會(huì)承擔(dān)其上覆土荷載及地面使用荷載，并將其傳給獨(dú)立基礎(chǔ)。防水板計(jì)算模型的確定，文[1]給出了兩種方法：按照復(fù)雜樓板計(jì)算、按照無梁樓蓋雙向板計(jì)算?？拱五^桿的布置也與基礎(chǔ)形式有關(guān)，一般來說，整體基礎(chǔ)，如筏板、箱型基礎(chǔ)下通常滿堂布置抗拔錨桿，而獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板下，可僅在防水板下布置，或者根據(jù)具體的工程情況，根據(jù)向上的荷載組合的大小分布不同，布置承載力不同的錨桿，如防

7、水板下布置長錨桿，柱基下布置短錨桿。抗拔錨桿不能承受向下的荷載。文獻(xiàn)[3]提及抗拔錨桿的計(jì)算公式 ：Tu=πDLmΨT，可見，決定錨桿極限抗拔承載力的主要因素有：錨固體直徑 D、錨固體長度 Lm 和錨固體與周圍巖體的粘結(jié)強(qiáng)度 T(也有可能是預(yù)應(yīng)力鋼筋與灌漿體之間的握裹力)。錨桿錨固力的大小更取決于巖層受錨桿拉力時(shí)所能提供的抗力?？傊?，地下室的抗浮設(shè)計(jì)需要綜合考慮各方面的因素，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式，采用最為合理的抗浮措施?？垢◎?yàn)算也應(yīng)根