王同樂

（江蘇筑森建筑設計有限公司，江蘇 常州 213000）

0 引言

當前，建筑物下設地下室十分普遍，且地下室的層數(shù)有增加的趨勢，房屋下設兩層、三層地下室已經(jīng)成為普遍現(xiàn)象。設置地下室，就需要驗算建筑物基礎在水浮力作用下的抗浮穩(wěn)定性，地下室底板及外墻設計時均需要考慮水壓的作用，因此抗浮水位確定的高低對建筑物的建設成本影響較大。

對于抗浮水位的確定，全國各地均有標準，有些地方按室外地坪標高確定，一般情況下抗浮水位標高為室外地坪標高以下500mm。本文根據(jù)當?shù)氐胤浇?jīng)驗和該工程特有的地形條件，采用了切實可行的防排水設計措施，大幅降低了抗浮水位標高，取得了較好的經(jīng)濟效益。

1 工程概況

貴陽經(jīng)開區(qū)吾悅廣場城市綜合體酒店項目位于貴州省貴陽市經(jīng)開區(qū)，南臨中桐路?？偨ㄖ娣e50088.3m2，地上建筑面積28061.02m2，地下建筑面積22027.28m2，地上建筑層數(shù)22層，建筑總高度95m，地下建筑層數(shù)3層，埋深13.6m。該工程主樓結構體系為框架-核心筒結構，結構總高度95m，裙房為框架結構，總高度11m。主樓柱網(wǎng)8.4m×8.4m，裙房柱網(wǎng)7.2m×11.050m。該工程為山地建筑，地勢整體呈西高東低，南高北低，該工程±0.000等于黃海高程1089.15m，建筑總圖東北角最低，約為黃海高程1076.8m。該工程建筑總圖見圖1所示，建筑剖面圖見圖2所示。

圖1 建筑總圖

圖2 建筑剖面圖

2 場地環(huán)境與工程地質(zhì)條件

2.1 巖土構成

2.1.1 土層

（1）素填土(Q4ml)

（2）粉質(zhì)黏土(Q4el+dl)

2.1.2 基巖

（1）全風化砂巖夾泥巖（Jx）

（2）強風化砂巖夾泥巖（Jx）

（3）中風化砂巖A單元（Jx）：巖樣天然單軸抗壓強度平均值frm=7.32MPa、標準值frk=6.83MPa。

（4）中風化砂巖B單元（Jx）：巖樣天然單軸抗壓強度平均值frm=15.07MPa、標準值frk=14.20MPa。

（5）中風化泥巖（Jx）：巖樣天然單軸抗壓強度平均值frm=4.00MPa、標準值frk=3.54MPa。

2.2 場地地下水

鉆探結束24h后對鉆探孔進行水位量測，受平場和交叉施工以及上部回填跨孔的影響，大部分鉆孔堵孔。所鉆162鉆孔中，共計完成穩(wěn)定水位測量130次，所測鉆孔中受地表匯水的影響，鉆孔水位埋深較淺，所測水位為假水位，且同一鉆孔前后所測水位相比有所下降，說明地下水補給受地表匯水和降水影響，補給較差，水量較小，孔內(nèi)水主要為鉆探滯留水及原地貌溝槽處滲出地表水，未測得穩(wěn)定水位。

3 地下室抗浮設計

3.1 地下室抗浮水位建議

根據(jù)鉆孔水位量測、水文地質(zhì)資料，未能測得地下穩(wěn)定水位，同時結合臨近在建建筑S1#（地下室底板標高1071.55m）基礎開挖成果，綜合顯示擬建場地地下水埋藏較深，對擬建物影響較小。但因擬建建筑物存在地下室，地下室基坑將形成類似盆狀的負地形，地表水等下滲補給上層滯水，地表水將匯集于地下室外墻及基坑范圍內(nèi)的環(huán)狀空間，形成“盆池效應”[1]。匯集的地表水如無有效措施進行排泄，日積月累，水位漸漲，地下室底板及側(cè)壁將承受匯集于環(huán)狀空間的上層滯水壓力，故設計時需考慮地下室底板和側(cè)壁封閉后的排水措施及防滲防潮措施和結構措施，避免因上層滯水壓力導致地下室底板及側(cè)壁開裂漏水，對地下室底板造成破壞，若不作好防排水設計措施，應按室外地坪標高（1089.00m）考慮地下室的抗浮設防問題。同時還建議結合擬建物結構特征、荷載特征及規(guī)劃特點，組織擬建場地抗浮設防水位的專項專題會議，最終確定場地內(nèi)的抗浮設防水位[2-4]。

3.2 防排水設計措施及抗浮水位確定

3.2.1 常規(guī)設計

該工程有三層地下室，地下室底板為板面結構。

該工程室內(nèi)標高為-13.150m，相當于黃海標高1076m，基底標高約為黃海高程1075.4m。根據(jù)勘報建議抗浮水位，為作好防排水設計措施，應按室外地坪標高（1089.00m）考慮地下室的抗浮設防問題，抗浮水頭高度較高，抗浮驗算時水浮力很大，抗浮水頭高度=1089.0-1075.4=13.6m，水浮力標準值為136kPa。

根據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB 50007-2011)第5.4.3條規(guī)定，建筑物基礎存在浮力作用時應進行抗浮穩(wěn)定性驗算[5-6]，并應符合下列規(guī)定：

（1）對于簡單的浮力作用情況，基礎抗浮穩(wěn)定性應符合下式要求：

式中：

Gk——建筑物自重及壓重之和，kN；

Nw,k——浮力作用值，kN；

Kw——抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)。

該工程為體型復雜，主裙樓層數(shù)相差超過10層的高低層連成一體建筑物，地基基礎設計等級為甲級，相應建筑抗浮工程設計等級為甲級。根據(jù)建筑工程抗浮技術標準JGJ 476-2019第3.0.3條規(guī)定，使用期間抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)Kw取1.1。

（2）抗浮穩(wěn)定性不滿足設計要求時，可采用增加壓重或設置抗浮構件等措施。

該工程地下室柱網(wǎng)局部為8.4m×11.05m、7.2m×11.05m，柱網(wǎng)相對較大，單柱下的浮力作用值（單位：kN）較大，單柱下浮力為8.4×11.05×136=12623kN、7.2×11.05×136=10820kN。單柱下自重及壓重之和遠小于以上數(shù)值，基礎在浮力作用時抗浮穩(wěn)定性驗算不能滿足設計要求，這將導致設置的鋼筋混凝土抗拔樁數(shù)量較多，施工的工期和房屋的造價增加較多。

地下室底板及外墻設計時也應該考慮水壓力的作用，由于抗浮水頭較高，直接導致了地下室的底板及外墻的厚度增加較多，底板及外墻的配筋增加較多。

3.2.2 增加排水設計措施

按常規(guī)設計時，水頭較高，導致抗浮穩(wěn)定性驗算不能滿足要求，增加的抗拔樁數(shù)量較多，另外，底板抗浮驗算及外墻設計均較困難，建造成本及施工工期增加較多，建設方較難接受。

該工程為山地建筑，地下室底板板面標高為1076.15m，而場地東北角最低，約為黃海高程1076.8m。為了使設計合理化、精細化，節(jié)約施工工期及建造成本，本設計根據(jù)當?shù)毓こ探?jīng)驗，采用了排水盲溝[7-8]的設計措施，對匯集的地表水及上層滯水作有效引排或保護，避免排入地下室基坑內(nèi)產(chǎn)生積水，對地下室底板造成破壞。排水盲溝做法見圖3所示。

圖3 排水盲溝結構示意圖

當建筑場地或總圖中有一側(cè)或幾側(cè)標高高出周邊市政道路或場地，而且地下室周邊土層為弱透水性土層，地下水量不大，排水面積較小，常年水位相對較低時，可通過在地下室周邊設置排水盲溝，用來降低抗浮水位，從而節(jié)約工程造價。該方法是通過隔、排結合，將地下水位控制在排水盲溝標高以下。

該工程在地下室二層底板標高處，沿房屋四周設置了排水盲溝，盲溝底標高約為黃海標高1079m，該工程為山地建筑，場地東面、北面地勢相對較低，東北角地勢約為黃海標高1076.8m。通過給排水專業(yè)設計將地表水及上層滯水引排至場地東北角的市政排水管網(wǎng)中，以達到降低該工程抗浮水位的目標。

3.2.3 抗浮水位確定

通過采取該設計措施，并組織擬建場地抗浮設防水位的專項專題會議后，最終確定場地內(nèi)的抗浮設防水位為黃海標高1081.45m，抗浮水頭高度=1081.45-1075.4=6.05m，底板水浮力標準值最大約為60.5kPa。通過排水盲溝的設計，很大程度降低了抗浮水位，降低了工程的建造成本[9]。

4 結束語

本文介紹了貴陽經(jīng)開區(qū)吾悅廣場城市綜合體酒店項目地下室抗浮水位的確定過程，其抗浮設計突破了傳統(tǒng)的設計理念，采用地方經(jīng)驗，降低了工程的建造成本。

該地下室抗浮設計通過采取排水盲溝的設計措施，并組織擬建場地抗浮設防水位的專項專題會議進行論證，該設計大幅度地降低了抗浮水位標高，使抗浮水頭降低至6.05m。

總之，設計是工程建設的靈魂，設計者需要結合具體工程的特點，利用各地地方經(jīng)驗，精細設計、合理布設，以實現(xiàn)節(jié)約建造成本的目的。希望本文能夠為相關工作人員提供幫助，推動我國建筑設計質(zhì)量進一步提高，構建和諧穩(wěn)定的社會環(huán)境，滿足居民對于建筑的需求。