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地下结构抗浮设计要点

2.陕西江河水利水电土木勘测设计研究有限公司陕西西安710024）

摘要：本文首先介绍了某地下车库项目的工程概况，阐述了抗浮设计的必要

性和重要性，对已设计完成的地下车库项目抗浮设计过程中的难点和重点进行梳

理，对抗浮设计常用方法进行阐述，最后总结了本次设计的个人心得，对抗浮结

构设计有一定的参考价值。

关键词：抗浮设计水位抗浮设计方法预应力锚杆

一、工程概况

本工程位于河南省许昌市，混凝土框架结构，地下两层，地上一层，总建筑

面积22604.48m，地下一层为商业、设备用房、小型汽车停车库，地下二层为设

备用房、小型汽车停车库、核六常六甲类二等人员掩蔽所及核六常六甲类人防物

资库。建筑抗震设防类别为标准设防类（丙类），抗震设防烈度为7度

（0.10g），设计地震分组为第一组，特征周期为0.35s，设计使用年限为50年。

二、地质情况

本项目所在场地属黄淮冲洪积平原，地貌单一。场地内高差1.5m左右。在

钻探揭露深度范围内，地基土均为第四系沉积土层，按照其形成地质时代、成因

类型及其工程性质共划分了8个工程地质单元层（包含1个亚层）。第①～②层

为第四系全新统沉积土层，第③～⑧层为第四系上更新统沉积土层。在勘察期间

水位属于正常水位，初见水位埋深在5.0m左右，稳定水位埋深3.5～4.3m（标高

66.60～68.00m）左右；在钻探控制深度范围内，地下水主要为潜水，本地区地

下水主要接受大气降水补给，主要以地下迳流形式排泄，地下水的水位埋深主要

受大气降水量等综合影响而变动，正常年份的变化幅度约为3～5ｍ。历史最高水

位标高为69.00m，近3-5年最高水位标高为68.00m。地下设施应作防渗和抗浮

设计，建议防渗水位与室外地面齐平，抗浮设计水位标高69.00m。

三、抗浮设计水位和抗浮设计方法

1、防水设计水位和抗浮设计水位的区别

防水设计水位是地下水的最大水头，可按照历史最高水位增加1米（此1米

是考虑毛细水上升的高度）确定，主要用于建筑外防水设计，是确定建筑物地下

结构的抗渗等级和防水等级的主要依据。防水设计水位应综合分析当地历年水位

水文地质资料，根据建筑物的重要性、设计使用年限和建成后当地地下水位变化

的可能性等因素综合确定，确保建筑物在全生命周期内的正常使用。抗浮设计水

位[1]是建筑物进行整体抗浮稳定性验算时应考虑的地下水位高度，主要用于结构

的整体稳定性验算及局部结构构件的设计计算。抗浮设计水位对结构安全设计和

工程造价影响重大，但国家规范并没有明确规定取值标准。这就要求地勘和设计

人员对结构使用期内（如未来50年或者100年等）工程所在地的地下水水位的

变化幅度做出准确的判断，设计水位最终取值的确定直接影响到结构的安全和投

资。由于设计水位可研究深化的余地较大，在工程实践中，可建议建设单位委托

有资质和能力的勘察单位对抗浮设计水位进行专项分析研究，并应进行必要的水

文试验并经专家论证后确定，以提高抗浮设计水位的准确性，降低造价。

2、常用抗浮设计方法

3

（1）自重平衡法：通过采用回填土、碎石、混凝土以及重度不小于30kN/m

的钢渣混凝土等配重手段，以此用于平衡地下水向上的浮力作用。自重平衡法属

于“抗”的范畴，采取有效措施正面抵抗水浮力。

（2）抗力平衡法：设置竖向抗浮构件，如抗拔锚杆或抗拔桩，以此用于消

除或部分消除地下水浮力对结构的影响。抗力平衡法也属于“抗”的范畴，采取

有效措施正面抵抗水浮力。

（3）浮力消除法：采取疏、排水措施，使地下水位保持在预定的标高之下，

减小或消除地下水对建筑(构筑)物的浮力，从而达到建筑(构筑)物抗浮设防的目

的。浮力消除法属于“消”的范畴，采取有效措施消除或减弱水浮力对结构的影

响。

（4）综合设计方法：根据工程设计实际需要，采取上述两种或多种抗浮设

计方法，通过综合处理措施，以此用以实现建筑(构筑)物的抗浮设防的目的，属

于“抗”“消”结合的综合设计方法。

3、地下结构的抗浮稳定性验算

关于地下室的抗浮验算问题，现行国家规范和各地方规范中提出了不同的要

求，设计人员应根据工程所