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摘要：建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础。基础是建筑物的根本，属于地下隐蔽工程。它的勘察、设计和施工质量直接关系着整个建筑物的安危。因此基础设计的重要性可想而知，其中地下室的抗浮设计更是不容忽视。本文在此对地下室的抗浮设计的几个要点问题作了详细的研究。
关键词：地下室；抗浮设计；水位；抗浮桩
Abstract: The substructure transfer loads to the foundation of the building is the foundation. Foundation is the root of the building, which belongs to the underground engineering. Investigation, design and construction quality of it directly affects the safety of the whole building. Therefore, one can imagine the importance of foundation design, the anti floating design of basement is not to be ignored. A detailed study of some key problems based on the anti floating design for the underground chamber.
Key words: basement; anti floating design; water level; anti floating pile
中图分类号：TU2文献标识码： 文章编号:
一、地下室的抗浮设计分为三种情况
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、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。
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進行抗浮设计。
二、地下室的抗浮设计水位选取
一般情况下，抗浮设计水位可采用地质勘察报告会所提供的抗浮设防水位。当地勘中没有提供该参数时，抗浮设计水位可综合考虑如下几种情况：
1、设计基准期内抗浮设防水位应根据长期水文观测资料确定。
2、无长期水文观测资料时，可采用丰水最高稳定水位（不含上层滞水），或按勘察期间实测最高水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定。
3、当平整场地后的场地标高高于原有地面时，应按照整平后场地的情况来确定水位标高。
4、对于台地可按照勘察期间的实测平均水位增加2~4m；对于一、二级阶地，可按勘察期间实测平均水位增加1~3m；雨季勘察时取小值，旱季勘察时取大值。
5、施工期间的抗浮设防水位可以按照1~2个水文年度的最高水位确定。
三、地下室抗浮水位的确定
有些勘察单位提供的勘察报告对地下室的抗浮水位阐述不严谨，设计人员又缺乏对勘察报告的认真研读和分析，表现出如下四种情况的随意性：
1、勘察报告未明确抗浮水位，只描述钻孔的可见水位，设计人员凭需要定抗浮水位。
2、临近江河且建筑场地土层具有透水性，按一般场地提出抗浮水位，未考虑设计基准期内江河最高洪水位的影响。
3、根据业主节约投资的需要或改变原设计意图新增地下室，既不进行补充勘察，又不分析场地地下水文地质条件，随意确定抗浮水位，严重缺乏设计依据。
4、建筑场地为坡地时，勘测报告只提供了整个场区的抗浮水位，对场区内的某些单体建筑地下室抗浮水位的取值出现远高于建筑设计的地坪标高现象，设计人员也不进行分析，照搬整个场区的抗浮水位进行地下室抗浮设计，造成极大浪费。
以上四种情况中，前三种，在一些实际工程中因抗浮能力不够而导致地下结构及上部结构的破坏，影响结构安全，最后一种因选择抗浮水位不合理，导致了工程投资增大和资源浪费。地下室抗浮水位是一个复杂的问题，场地土层差异性，场地地下水复杂多变性，给地下室抗浮水位的确定带来了较大困难，但抗浮水位又是地下室抗浮设计中一个重要的参数。究竟如何做到既安全又合理的确定？勘察、设计人员应遵照《岩土工程勘察规范》（GB 50021）及《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ 72——2004）的相关规定进行勘察和分析。《高层建筑岩土工程勘察规程》第8.6.2条对场地地下水抗浮设防水位的综合确定明确规定如下：
1、当有长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可用实测最高水位，无长期水位观察资料时，应按勘察期间实测最高水位并结合场地地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定。
2、场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水位并考虑其对抗浮设防水位的影响。
3、只考虑施工期间的抗浮设防时，抗浮设防水位可按一个水文年的最高水位确定。
除参照相关规定外，对于下列一些特殊情况还应进行必要的分析和论证：一是地下水赋存条件复杂、变化幅度大、区域性补给和排泄条件可能有较大改变或工程需要时，应进行专门论证；二是对于斜坡地段的地下室或可能产生明显水头差的场地上的地下室进行抗浮设计时，应考虑地下水渗流在地下室底板产生的非均布荷载对地下室结构的影响，不要笼统的采用勘察报告所提供的远高于室外地坪的地下室抗浮水位来进行设计。水往低处流，若建筑物一侧或多侧是敞开的，可以通过建筑排水构造措施将地下水引出采用直接排放，水浮力是不可能高出室外地坪的；三是在有水头压差的江、河岸边，且存在透水层，应按设计基准期的最高洪水位来确定其抗浮水位，以确保设计使用年限内可能出现的最不利情况时的建筑结构安全；四是对于雨水丰富的南方地区，尤其应注意因地面标高发生变化后，对原勘察报告抗浮水位的修正，考虑地表水聚集效应引起的地下室抗浮水位的提高，合理进行抗浮设计。
四、抗浮桩的设计
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。目前抗浮桩的设计是工程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很难达到，加之设计计算的不精确性也使得抗浮桩都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，这正是我们在设计中想极力避免的。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。
五、锚杆工作系数和锚杆钢筋取值计算
锚杆抗浮设计时，锚杆钢筋截面面积计算现行的规范中无明确的计算规定，因此设计单位有两种不同版本的设计公式。
第一种，采用《钢筋混凝土结构设计规范》正截面受拉承载力计算公式：
第二种，采用《建筑边坡工程技术规范》中，锚杆钢筋截面面积的计算公式：
从两个公式中，我们可以看出钢筋强度fy是一致的，可按照《钢筋混凝土结构设计规范》第4.2.3条表4.2.3-1的抗拉钢筋设计强度取值。
公式中不同的是，《建筑边坡工程技术规范》公式中多了两个系数，一是边坡工程重要性系数γ0，若取1.0，在本文中不做讨论，二是锚杆钢筋的抗拉工作条件系数ζ2，作为永久性锚杆时取0.69。上述两公式计算得出的锚杆钢筋截面面积就比较大了。加之，一般锚杆的抗拉钢筋直径大、强度高，有些设计人员采用《砼规范》中钢筋的轴心受拉强度公式，既未取工作条件系数，而且未按规范4.2.3-1表注取值，“在钢筋混凝土结构中，轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值对于300N/mm2时，仍应按300 N/mm2取用”，而设计人员采用HRB400级钢筋时，仍取fy=360 N/mm2。而有些设计人员采用《建筑边坡技术规范》锚杆钢筋截面计算公式，工作条件系数ζ2取0.69，HRB400钢筋的抗拉强度又取300 N/mm2，锚杆钢筋的计算面积之大，使人难以接受，两种不同的版本形成了相差一倍的计算结果，是值得我们探讨和研究的，从抗浮锚杆的工作条件，参照《建筑边坡工程技术规范》的计算公式，并无道理，但抗浮锚杆的成孔及构造要求较之边坡锚杆要稳定得多，如清孔较容易，砼强度要求C30等，采用《钢筋混凝土结构设计规范》较为接近构件的受力特征。在锚杆钢筋截面的计算中，我们建议按《钢筋混凝土结构设计规范》的正截面受拉承载力计算的公式，但钢筋的取值应该按轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值计算，这样显得较为合理。
关键词：地下室；抗浮设计；水位；抗浮桩
Abstract: The substructure transfer loads to the foundation of the building is the foundation. Foundation is the root of the building, which belongs to the underground engineering. Investigation, design and construction quality of it directly affects the safety of the whole building. Therefore, one can imagine the importance of foundation design, the anti floating design of basement is not to be ignored. A detailed study of some key problems based on the anti floating design for the underground chamber.
Key words: basement; anti floating design; water level; anti floating pile
中图分类号：TU2文献标识码： 文章编号:
一、地下室的抗浮设计分为三种情况
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、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。
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進行抗浮设计。
二、地下室的抗浮设计水位选取
一般情况下，抗浮设计水位可采用地质勘察报告会所提供的抗浮设防水位。当地勘中没有提供该参数时，抗浮设计水位可综合考虑如下几种情况：
1、设计基准期内抗浮设防水位应根据长期水文观测资料确定。
2、无长期水文观测资料时，可采用丰水最高稳定水位（不含上层滞水），或按勘察期间实测最高水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定。
3、当平整场地后的场地标高高于原有地面时，应按照整平后场地的情况来确定水位标高。
4、对于台地可按照勘察期间的实测平均水位增加2~4m；对于一、二级阶地，可按勘察期间实测平均水位增加1~3m；雨季勘察时取小值，旱季勘察时取大值。
5、施工期间的抗浮设防水位可以按照1~2个水文年度的最高水位确定。
三、地下室抗浮水位的确定
有些勘察单位提供的勘察报告对地下室的抗浮水位阐述不严谨，设计人员又缺乏对勘察报告的认真研读和分析，表现出如下四种情况的随意性：
1、勘察报告未明确抗浮水位，只描述钻孔的可见水位，设计人员凭需要定抗浮水位。
2、临近江河且建筑场地土层具有透水性，按一般场地提出抗浮水位，未考虑设计基准期内江河最高洪水位的影响。
3、根据业主节约投资的需要或改变原设计意图新增地下室，既不进行补充勘察，又不分析场地地下水文地质条件，随意确定抗浮水位，严重缺乏设计依据。
4、建筑场地为坡地时，勘测报告只提供了整个场区的抗浮水位，对场区内的某些单体建筑地下室抗浮水位的取值出现远高于建筑设计的地坪标高现象，设计人员也不进行分析，照搬整个场区的抗浮水位进行地下室抗浮设计，造成极大浪费。
以上四种情况中，前三种，在一些实际工程中因抗浮能力不够而导致地下结构及上部结构的破坏，影响结构安全，最后一种因选择抗浮水位不合理，导致了工程投资增大和资源浪费。地下室抗浮水位是一个复杂的问题，场地土层差异性，场地地下水复杂多变性，给地下室抗浮水位的确定带来了较大困难，但抗浮水位又是地下室抗浮设计中一个重要的参数。究竟如何做到既安全又合理的确定？勘察、设计人员应遵照《岩土工程勘察规范》（GB 50021）及《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ 72——2004）的相关规定进行勘察和分析。《高层建筑岩土工程勘察规程》第8.6.2条对场地地下水抗浮设防水位的综合确定明确规定如下：
1、当有长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可用实测最高水位，无长期水位观察资料时，应按勘察期间实测最高水位并结合场地地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定。
2、场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水位并考虑其对抗浮设防水位的影响。
3、只考虑施工期间的抗浮设防时，抗浮设防水位可按一个水文年的最高水位确定。
除参照相关规定外，对于下列一些特殊情况还应进行必要的分析和论证：一是地下水赋存条件复杂、变化幅度大、区域性补给和排泄条件可能有较大改变或工程需要时，应进行专门论证；二是对于斜坡地段的地下室或可能产生明显水头差的场地上的地下室进行抗浮设计时，应考虑地下水渗流在地下室底板产生的非均布荷载对地下室结构的影响，不要笼统的采用勘察报告所提供的远高于室外地坪的地下室抗浮水位来进行设计。水往低处流，若建筑物一侧或多侧是敞开的，可以通过建筑排水构造措施将地下水引出采用直接排放，水浮力是不可能高出室外地坪的；三是在有水头压差的江、河岸边，且存在透水层，应按设计基准期的最高洪水位来确定其抗浮水位，以确保设计使用年限内可能出现的最不利情况时的建筑结构安全；四是对于雨水丰富的南方地区，尤其应注意因地面标高发生变化后，对原勘察报告抗浮水位的修正，考虑地表水聚集效应引起的地下室抗浮水位的提高，合理进行抗浮设计。
四、抗浮桩的设计
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。目前抗浮桩的设计是工程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很难达到，加之设计计算的不精确性也使得抗浮桩都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，这正是我们在设计中想极力避免的。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。
五、锚杆工作系数和锚杆钢筋取值计算
锚杆抗浮设计时，锚杆钢筋截面面积计算现行的规范中无明确的计算规定，因此设计单位有两种不同版本的设计公式。
第一种，采用《钢筋混凝土结构设计规范》正截面受拉承载力计算公式：
第二种，采用《建筑边坡工程技术规范》中，锚杆钢筋截面面积的计算公式：
从两个公式中，我们可以看出钢筋强度fy是一致的，可按照《钢筋混凝土结构设计规范》第4.2.3条表4.2.3-1的抗拉钢筋设计强度取值。
公式中不同的是，《建筑边坡工程技术规范》公式中多了两个系数，一是边坡工程重要性系数γ0，若取1.0，在本文中不做讨论，二是锚杆钢筋的抗拉工作条件系数ζ2，作为永久性锚杆时取0.69。上述两公式计算得出的锚杆钢筋截面面积就比较大了。加之，一般锚杆的抗拉钢筋直径大、强度高，有些设计人员采用《砼规范》中钢筋的轴心受拉强度公式，既未取工作条件系数，而且未按规范4.2.3-1表注取值，“在钢筋混凝土结构中，轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值对于300N/mm2时，仍应按300 N/mm2取用”，而设计人员采用HRB400级钢筋时，仍取fy=360 N/mm2。而有些设计人员采用《建筑边坡技术规范》锚杆钢筋截面计算公式，工作条件系数ζ2取0.69，HRB400钢筋的抗拉强度又取300 N/mm2，锚杆钢筋的计算面积之大，使人难以接受，两种不同的版本形成了相差一倍的计算结果，是值得我们探讨和研究的，从抗浮锚杆的工作条件，参照《建筑边坡工程技术规范》的计算公式，并无道理，但抗浮锚杆的成孔及构造要求较之边坡锚杆要稳定得多，如清孔较容易，砼强度要求C30等，采用《钢筋混凝土结构设计规范》较为接近构件的受力特征。在锚杆钢筋截面的计算中，我们建议按《钢筋混凝土结构设计规范》的正截面受拉承载力计算的公式，但钢筋的取值应该按轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值计算，这样显得较为合理。