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摘要：随着国民经济的发展，城市建设的也得到迅速的发展。而城市土地资源的日益紧缺，建筑及城市交通逐步向地下发展。大商业建筑、高层及超高层建筑由于其功能和结构本身的需要，大多设置了地下室。地下结构已向多层发展，其基坑支护、地下结构设计、地下室的施工及防水等日益成为建筑工程界关注的热点。本文主要探究了地下室抗浮设计的影响因素以及设计方法。
关键词：建筑工程；地下室结构；抗浮设计
引言
在地下建筑开发建设过程中，地下水浮力是地下建筑工程遇到的特殊问题。在进行地下室抗浮设计时，会遇到如何确定抗浮水位、采取何种抗浮措施等问题，各种抗浮方法都有其适用的条件和优势，采取适合的抗浮技术措施对地下室建设有很大的影响。
一、地下室抗浮设计的概念
在地下室主体抗浮设计工作开展过程中，主要是考虑地下水位的高低情况，对建筑物所能够承受的浮力大小进行判断，维持建筑物整体平衡，分散地下室所承受的压重，确保地下室形态功能的逐步稳定，完善其主体功能。除此之外，在具体地下室抗浮设计工作中，可以根据具体的抗浮设计面积和经验，将其分成整体抗浮和局部抗浮。地下室抗浮设计属于对地下水浮力因素的消除过程，尤其是在抗浮结构和功能呈现上，需要对浮力进行全面计算，让地下室设计方案变得更加全面、有效。
二、地下室抗浮设计的影响因素
1、地下水浮力计算
建筑物施工建设时一般会将地下水浮力的计算考虑在内，地下水浮力达到一定强度后就会严重威胁建筑物的稳固和安全。现阶段，我国多数建筑单位对水浮力缺乏足够的重视，造成当前我国严重缺乏这方面的专业人才，此外还由于技术原因，相关计算数据更多是参考国外的参数。同时，我国大部分地区地下室的建设都是因地而异，建设规格不统一，这在研究计算上增加了一定的难度，致使问题得不到有效解决。
2、地下水位的问题
地下水位的高低严重影响着水的浮力，它与地下室的抗浮力设计有着直接的关系，对地下室的抗浮力有决定性影响。地下室抗浮力设计前，需要先测量地下室水位的高低，得出精确数据后再进行设计以及施工建设。在实际建设中，多数施工队勘探工作不到位，马虎测量地下室水位的高度，导致计算结果缺乏科学性，为今后建筑物的安全埋下隐患。因此，设计施工队在勘探地下室周围的水文情况时，要结合当地近几年的降水量和最高水位等数据，综合考虑地下径流的方向并制定出合理、科学的抗浮设计方案。
三、地下室结构的抗浮设计方法
1、确定好抗浮水位标高
为了使最终得到的房屋建筑地下室结构抗浮设计方案更加完善，则需要在其设计过程中确定好抗浮水位标高。具体表现为：（1）通过对勘察单位所提供的勘察报告的高效利用，确定出房屋建筑地下室结构所在区域的最高及最低水位，从而为其抗浮设计中的水位标高确定提供参考信息，避免地下室结构应用中出现破坏现象；（2）房屋建筑地下室结构抗浮设计中，设计人员应注重对建筑物建成后场地地面标高、地下室入口标高等因素的分析与考虑，确定好地下室结构抗浮水位标高，丰富其在这方面的设计内容；（3）位于斜坡地段场地上的建筑地下室进行抗浮设计时，应考虑地下水渗流到地下室底板产生的非均布荷载对地下室结构的影响。同时，应将整个地下室沿着斜坡方向分成若干区段，且每个区段应分别采用不同的地下室抗浮水位进行设计，确保房屋建筑在抗浮设计的有效性。除此之外，应通过合理设置排水盲沟，将土中的水引向地下室敞开一侧的室外地坪排水沟，从而降低地下室抗浮水位，满足房屋建筑结构设计中的成本经济性要求。
2、增加自重
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（即恒载），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，还可能影响地下结构的室内使用净高。
（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（即恒载）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。
（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。
（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。
3、抗浮桩设计
抗浮桩宜采用抗拔性能较好的桩型，如扩底桩，挤扩桩，锚杆等。抗浮桩可与建筑主体的抗压桩采用不同的桩型和桩长，桩端可以不在同一个持力层上。抗浮桩应根据环境类别及水土对钢筋的腐蚀程度，钢筋种类对腐蚀的敏感性及荷载作用时间等因素确定抗拔桩的裂缝控制等级，且抗浮桩须通长配筋。抗浮桩应尽可能不采用预应力管桩，因为光滑的圆断面桩在饱和土内抗拔性能很低，其抗拔承载力很难达到理论计算值，抗拔效果大大减弱而增加了安全隐患。目前抗浮桩设计是结构设计中最为广泛使用的一种解决方法。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结合近几年的水位变化情况提出来的，即使是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。很显然，这种方法确定的地下水位在一般情况下准确性有待提高，加之设计计算的不精确性也使得抗浮桩具有一定的安全储备，因此，“抗浮桩”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，这正是在设计中极力避免的。因此，针对抗浮桩的使用，应该结合工程的实际情况及当地的工程经验进行。
四、结束语
地下室已成为许多建筑中不可缺少的部分，地下室抗浮设计已成为地下室设计中的重要内容。因此，地下室的抗浮设计要根据建筑工程的实际情况进行合理设计和选取，精确测量和计算水浮力数据，仔细分析和勘探现场的环境、土层和地质，制定符合本工程的抗浮措施，做到技术和经济同步，安全与适用结合。
参考文献
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