抗浮设计到底怎么做？一线结构师们这样说！（一）

首先是抗浮设防水位的选取， 全国各地关于这一点的认识差异较大 ，我个人的立场是“保守派”——除非采取了专项疏水降压措施，否则均应取至室外地面附近（不区分南方北方、内陆沿海，但可视乎地形地质而适当下调0~2米、可取较低点、可按高差分区）。然后是抗浮措施的选择与计算，一方面，关于各类岩土抗拔侧阻的取值应得到重视（尤其是软化效应及泥皮的影响）；另一方面，扩大头锚杆和旋挖桩、预制竹节桩等抗拔措施值得进一步推广。还有对耐久性的考虑，行业内不少标准中都有涉及抗拔构件（尤其是抗浮锚杆）耐久性的相关规定及措施，但并不统一，《建筑工程抗浮技术标准》的颁布更是引发了这方面的热烈讨论。我的观点是，一般情况采用传统的钢筋截面预留适当锈蚀余量的做法应该足够了（腐蚀性水土环境另当别论）。

我司的结构设计统一措施正在修订，其中的“地下水及地下室抗浮设计”一节正是我们团队抗浮设计的思路，其大致要点如下：

（1）关于抗浮稳定性验算，执行《浮标》3.0.3，并作适当调整完善。

（2）关于水位，未采取疏水措施者，设防水位原则上取室外地面附近；另据勘察资料及实际情况确定“最低水位”，以此区分水浮力的恒、活荷载。

（3）关于抗浮方案，大型地下结构应进行多方案比选，综合考虑造价（抗浮措施、底板及基础等造价之和）、施工工艺、工期等因素后择优选取。

（4）关于抗浮方案，适当前提下提倡排水限压、泄水降压、隔水控压等控制水浮力的措施，但应有数据支持并配套可靠做法；扩大头锚杆或旋挖桩、预制竹节桩等抗拔措施值得推广，但应有施工工艺支持。

（5）采用群桩、群锚抗拔时，除了验算单根抗拔构件的抗拔承载力外，尚应考虑群桩、群锚效应（呈整体破坏时的抗拔承载力验算）。

（6）一般情况下，抗拔锚杆可不作拉应力及裂缝宽度验算，但杆体应预留适当锈蚀余量，中、强腐蚀环境另当别论。

（7）关于抗拔构件验收：验收荷载取2倍，系统锚杆承载力检验推荐采用统计评价（详见《锚杆检测与监测技术规程》（JGJ/T401-2017）。

抗浮设计时，以下几个“注意”值得重视：1）注意判断整体抗浮还是局部抗浮，采取的抗浮措施是否适合本工程（抗拔桩，锚杆，压重等等）；2）注意抗浮水位是否合理（常见的问题有：勘察报告未明确抗浮水位，没有明确依据；临近江河湖泊，土层有透水性的时候未考虑设计基准期内江河最高洪水位；山地建筑未考虑岩石及汇水影响；场地有承压水且与潜水有水力联系时需考虑；是否考虑地表水聚集效应引起的地下室抗浮水位提高等），如果不合理需要提醒甲方及地勘单位进行补充修改；3）施工阶段要注意明确施工期间的降水要求及终止降水的条件；4）设计时注意选择合理的压重材料（容重是否满足要求），施工选用的钢渣或者毛石等容重是否符合设计要求；建筑做法（抗浮需要容重较大的垫层做法，实际施工时选用木地板等轻质垫层做法）是否满足设计要求等。

抗浮设计的主要思路，我个人认为是：1）初步确定抗浮方案，是采用压（利用建筑的自重：包括结构自重、建筑装修、上部或四周覆土等）还是压拉结合（设置抗拉桩、锚杆等）2）确定抗浮设计等级，根据地勘报告确定设计抗浮水位，确定适合本工程的抗浮措施；3）调整抗浮专门计算模型（按照实际材料容重，考虑后期使用阶段修改，选择容重相对小的建筑做法来计算抗浮，如地面可能采用木地板或者垫层，抗浮计算按照木地板做法考虑等）；4）验算抗浮是否满足条件；5）设计文件中明确建筑做法材料容重及压重容重等，明确终止降水的条件。

抗浮设计时要注意以下几个方面：

（1）设防水位的取值。 这个是基础资料，要汇合地勘建议、建筑总图、景观总图、四周河道水文资料、地基土特性、四周道路等情况综合考虑。 一般来说设防水位取值不应低于地勘建议的设防水位建议值。 对于规模大的地下室抗浮设计时，如室外地坪标高复杂，还应将场地划分成网格，按网格分别取设防水位，以保证安全性的同时又有一定的经济性,举例如下。

某项目场地四周场地标高值见图1。其设防水位取室外场地标高下500mm，由于四周道路标高关系复杂，高差相差4.17m，可以考虑将场地划分为网格状单元，见图2。图2中将场地划分了21个单元，根据室外道路比高线性插值得出各网格交点处标高，再根据每个区格四角点标高得出每区格的设防水位（本项目取每区格的次高值），并作归并见图3；最后取值见图4(红色圆圈内为该区域的设防水位，本项目共取了7个水位）。

（2）有利自重应取下限，应取确定的内容，比如：填充墙，如果填充墙是不确定的，有可能实际使用中没有的，就不应该考虑，再比如裙房屋顶绿化，如果设计桩位图时，屋顶绿化覆土厚度和位置是无法确定的，就不应该考虑这种覆土的有利作用。再比如：地下室顶板覆土厚度是变化的，一般应取覆土厚度的下限值考虑其有利自重，我们的做法一般是按取覆土厚度的80%考虑,有条件时请景观专业提供覆土厚度范围的条件，取该覆土厚度的下限考虑其有利自重）。

（3）施工期间停止降水时间点应在设计文件中加以注明，包括考虑的有利自重内容应一并交代清楚。

（4）抗浮措施应根据上拔力大小选用对应的合理方案,尽量选用可靠的抗浮方案,如自重抗浮方案、钻孔灌注桩桩基方案等，对于预制桩作为抗浮方案选项时，应考虑预制桩本身的可靠性（如桩与桩之间的连接，桩头与承台的连接）综合选择，一般此方案宜用于上拔力较小的项目。

首先，抗浮方案的正确选择是抗浮设计的关键，常见的手段有压重抗浮、抗拔锚杆和抗拔桩抗浮，需要根据实际的工程地质条件及浮力的大小选择适宜的抗浮方案。一般来说，压重抗浮适用于局部抗浮不满足或者浮力比抗力大得不多的情况；抗拔锚杆适用于地基土为黏性土（含水量较低时）、各种风化程度的岩性土以及密实的卵石层等，抗拔桩则广泛适用于各种土质，浮力较大的工程，但造价较高。

其次，要注意抗浮计算：主要是抗浮设计水位的合理选取及抗力的正确计算，分清楚是承压水还是滞水？需要整体抗浮还是仅需要局部抗浮？尤其要注意施工阶段的抗浮和正常使用阶段的抗浮。若使用压重抗浮，当配重还没有实施的时候，是一定不能停止降水的；

再次，施工图一定要明确抗浮设计水位以及采取的抗浮措施，明确施工降水的要求以及停止降水的节点，该节点与抗浮方案和抗浮计算息息相关，如地下室施工完成时，或者结构主体封顶时，或者地下室肥槽回填完毕后，或者建筑竣工验收后等，停止降水的时间越早，需要的永久抗浮措施越多，结构成本也就越高；

最后，在施工前，做好施工交底，实施过程中，做好监测。

近年来抗浮引发的工程事故时有发生，结构工程师要注意施工与使用期间“严格防”与“有序放”的有机结合，抗浮设计时需要重点关注。

一、严格防

（1）抗浮设计水位的选取

首先需设计人员对《地勘报告》进行认真研读和分析，查看报告是否明确抗浮设计水位，若没有，设计人员需及时发函给地勘单位，并提示其潜在风险;临近江河且建筑场地土层具有透水性时，需考虑设计基准期内江河最高洪水位的影响;勘察完后，若因新增地下室或扩大其地下室边界，设计人员需要求地勘单位及时进行补充勘察，并提供相关报告作为设计依据;建筑场地为坡地或可能产生明显水头差的场地时，需仔细分析《地勘报告》是否根据场地地势设置阶梯抗浮设计水位。对于雨水丰富的地区，应注意因地面标高发生变化后，需对原《地勘报告》抗浮水位进行修正，同时需考虑地表水聚集效应引起的地下室抗浮设计水位的提高。

（2）基础抗浮参数的选取

1)首先需要设计人员根据工程经验初步判定《地勘报告》所提基础抗浮参数是否合理，如部分花岗岩岩层存在遇水易崩解现象，部分勘察报告所提供各土层参数(如采用水下旋挖钻孔灌注桩时，全风化、强风化桩侧摩阻力特征值分别为60kPa、80kPa)未考虑其折减导致设计采用参数偏高，遇此类情况，根据部分地区工程经验，花岗岩地层中的泥浆护壁钻（冲、旋挖）孔灌注桩侧摩阻力按软塑黏土（14~24 kPa）取值。2)另外需关注的参数就是浮力和抗力的分项系数以及抗浮锚杆、桩抗拉工作条件系数等。

（3）抗浮设计

1)首先需进行整体抗浮设计,此时需注意确保抗浮设计抗力和建筑完成后一致，既要考虑施工单位在停止降水时整体抗浮，还要考虑项目建成后的整体抗浮，后者需确保顶板覆土及底板垫层是否按设计要求及时回填。2)其次需进行局部抗浮设计,此时需考虑施工及使用期间局部抗浮设计，特别是针对局部降板区域, 同时验算时需注意按最低点垫层及覆土厚度。3)当地下室场地为不透水层而基坑支护又密实时，一旦暴雨来临，雨水流入基坑形成“脚盆”效应，因此设计需对存在该影响的结构进行分析设计。4)需确保基坑周边肥槽同时满足密实性及嵌固要求。承台、基础和地下室外墙与基坑侧壁间隙回填土前、以及地下室底板下方的土(岩)层超挖后回填前，应排水、清除虚土(包括松散砂石)和建筑垃圾。地下室侧壁应在顶板混凝土达到设计强度等级之后回填。天然地基或复合地基基础时，上部层数不多于三层者应完成建筑物周边场地回填至设计标高后方可施工上部结构，上部结构多于三层者，在上部结构施工至1/3总楼层前应完成建筑物周边场地的回填至设计标高。回填材料应采用粘性土或亚粘土(粉质粘土)，其中不得含石块、碎砖、灰渣、有机杂物以及冻土。回填土应分层压实，每层厚度不应大于250(人工夯实)、300(机械夯实)，压实系数不宜小于0.94，并应采取措施使之从基坑底部至地下室顶板面高度范围内形成连续的隔水层；回填应均匀对称进行，并应防止损伤防水层。因现场条件所限，基坑侧壁无法分层压实时可灌注素混凝土或搅拌流动性水泥土。

地下室底板下土(岩)层为微透水层、弱透水层(基岩、粘土层等)时，基坑应作加强回填处理(见下图)：1)加强区采用C10素混凝土、或碎石混凝土回填至底板面。当底板边缘距离基坑坡底宽度b≥1m时加强区宽度取1m。2)多层地下室、底板厚度h≤300的单层地下室雨季施工时，底板施工完毕后，基坑外侧应及时回填施工至底板面。

首先在设计时需协调建筑总图及水专业在场地周边设计相应的排水措施。其次就是施工期间需采取降水措施，特别是雨季施工期间。严格控制后浇带止水封闭时间。

在进行项目抗浮设计时，我的主要思路如下：1) 认真研读地勘报告，重点复核地勘报告抗浮设计水位是否提供，如未提供或者根据同类项目经验地勘报告所提供的抗浮设计水位偏低，需给业主及地勘单位发书面函件进行风险提示及确认。2) 对项目总平面图进行研判，特别是场地周边地势，以决定是否需采取阶梯抗浮设计水位。3）进行抗浮设计方案比选，与各方一起商讨确认安全、合理、经济的抗浮设计方案。4) 与其他相关专业一起，拟定合理有效的场地排水措施。5）结合项目情况，选取典型位置进行试验，以验证地勘报告相关参数及施工工艺合理性。6）施工前，给总包单位进行交底，重点强调其降水停止时间、顶板覆土完成时间、施工期暴雨抗浮应急预案及措施等。