关键词:地下空间，设计水位，抗拔桩设计
中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：
引言：随着我国城市化进程的不断深入，城市建筑在向高层发展的同时，地下空间的利用已经成为了一种趋势。地下建筑设计中最重要的核心问题就是抗浮设计，其关键是以抗浮设计水位的确定和抗拔桩的合理设计方法为主。
本文在水浮力分类计算方法的基础上，提出了通过对含水地层的不同分布，对地下水赋存状态的不同情况与产生地下水位的不同，有针对性地选取合理的抗浮水位；并根据水位变化的范围来考虑桩基础的抗拔与抗压受力性状的变化，以此提出抗拔桩的合理设计方法。
一、抗浮设防水位的确定方法
1.对抗浮设防水位认识的现状
现有的岩土工程勘察报告只提及最高水位及常年平均水位。因此，设计人员出于安全考虑，通常以最高水位作为设计水位。但以勘察报告提及的最高水位作为设计水位显然缺乏合理性和经济性。
其实，地下水位包括历年最高水位、最低水位、静止水位、稳定水位等，它是随季节或补给条件而变化的。地下水位变化是一个随机过程，受人为因素和自然因素影响很大，因此，确定合理的抗浮水位十分困难，取历史最高水位明显是不合理的。
合理的确定方法应该是，在结构设计基准周期内(包括施工期)，对多层地下含水层的水位进行测量，确定各含水层的赋存状态和地下水位，在此基础上确定抗浮水位。
2.地下水的类型
根据赋存状态，一般将地下水划分为上层滞水，潜水和承压水。
(1)上层滞水：是指埋藏在地表浅处，且具有自由水面的地下水。它的分布范围有限，其来源主要是由大气降水补给。
(2)潜水：是指埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上，具有自由水面的地下水。潜水直接受雨水渗透或河流渗入土中而得到补给，同时也直接由于蒸发或流入河流而排泄。
(3)承压水：是指埋藏在上下两个隔水层之问的地下水。承压水主要是依靠大气降水与河湖水通过潜水补给的。
3.地下室埋深与含(隔)水层的几种关系
就抗浮设计而言，抗浮设防水位确定与地下水位的类型以及建筑物所处位置都有关系一个共同的特点就是，对地下室的浮力作用取决于地下室底板直接持力含(隔)水层的类型及地下水位(水头)值，设计水位的确定是需要全面了解地下水各含水层状况。按照岩土工程勘察规范 强制性条文要求：“对多层含水层的水位测量，应采取止水措施，将被测含水层与其他含水层隔开”。因此，在进行岩土工程勘察时，对于地下建筑一定要按要求，根据地下室的埋深及所在地层，分层测量含水层的地下水位，为抗浮设计提供可靠的依据，做到安全指标和经济指标的统一。
二、浮力的合理计算
浮力的计算原理。基本原理是根据阿基米德定律：浮力等于它所排开水体体积之重量，即 式中p为单位面积水浮力；A为物体底面积；为水容重；h为物体在水中的高度。水浮力的实用计算方法这里就不做具体阐述。
三、考虑水位变化幅度对桩基设计的影响
1.水位变化幅度
当地下室底板处于上层滞水或潜水层中时，由于其受大气降水渗透或河流渗入土中而得到补给，同时也直接由于蒸发或流入河流而排泄。因此，其水位的变化直接受气候条件变化影响。
针对此情况，勘察部门应该对拟建场地进行较长期的跟踪观测和水文地质勘察，在此周期内给出历年的最高最低水位，为设计人员提供合理的抗浮设计水位的变化范围作为设计依据。
2.抗拔桩与抗压桩的关系
由于抗拔桩与抗压桩的工作机理不同，所以其受力模型不同。随着地下建筑受力状态变化，桩的受力性状也会出现变化，而这种桩受力模型的改变正是由于地下水位的变化而造成。
例如，当单建式地下室埋深较浅、地下水位又较高且变化幅度范围大时，考虑上部覆土等的较大恒载及上部消防车等的较大活载，由于水位变化，荷载组合形式不同，会出现抗拔桩转换成抗压桩的情况。
因此，需要就两种情况进行分类讨论，设计人员往往会忽略这个问题。对各工况下的荷载也没有统一、较合理的荷载组合方法。
下面将着重讨论一种考虑水位变化的桩基设计方法。
3.考虑水位变化的抗拔桩设计
计算步骤
(1)抗浮状态下设计。 ①浮力计算：根据地下室底板直接持力含(隔)水层的类型及地下最高水位(水头)值选取合适的浮力计算模型，确定产生最大水浮力的设计水位，并按照本文前述方法完成对水浮力的计算；②荷载组合恒载：地下室顶板覆土，结构自重；活载：车库内车辆，地下室顶板处车辆(消防车)；水浮力：在抗浮设计状态下，应取最大水浮力，并在设计中作为活载考虑。 根据建筑结构荷载规范GB5009-2001，对活载仅考虑其对结构的不利效应，分项系数取1．4。恒载其效应对结构有利时的分项系数取0．9，不利时的分项系数取1．35。
综上，抗拔桩设计公式为式中，K为安全系数，通常取结构的重要性系数。以此求出抗拔桩总承载力设计值；③桩长与桩数的确定，桩长确定应分两种情况讨论：当结构在任何情况下，桩基都是处于抗拔状态时，桩长仅根据单桩抗拔承载力的需要选取；当结构可能出现随水位变化，桩基由抗拔桩转变成抗压桩时，桩长需要根据抗压桩的需要选取合适的持力层，以此确定桩长。
在此基础上，综合各条件确定了桩长和桩径后，通过计算可得单桩抗拔承载力。则
(2)结果。选取抗浮设计总桩数与抗压设计总桩数的较大值作为设计总桩数的依据。
四、结论
在上述研究中，可得到如下结论：
(1)地下水浮力计算应该针对不同的含水层类型区别对待。浮力计算的关键是抗浮设计水位和赋存状态的确定。设计人员在进行浮力计算时，应根据地下室的埋藏深度及所在地层正确选择抗浮设计水位及计算模型。
(2)抗浮桩的设计应该考虑抗浮及抗压两种情况下的最不利组合，包括水位变化产生的最高最低水位，以及相应的最不利荷载组合。这样才能够使结构在抗浮、抗压两种状态下都保证安全。
参考文献
[1] 王建英，佘广洪，程学军．建筑物抗浮设计中几个问题的分析[J]．建筑技术，2005；36(7)：544—545．
关键词：地下结构、设计水位、抗拔桩、抗拔力
中图分类号：TU2文献标识码： A
1、引言：
随着城市建设的发展和居民生活水平的不断提高，地下空间（地下室、地下车库、地下商场等）的利用已经成为一种趋势。地下建筑设计中最重要的核心问题就是抗浮设计，其关键是以抗浮设计水位的确定和抗拔桩的合理设计方法为主，虽然，现行的设计规范中要求，在进行设计时需对所有地下结构物进行抗浮验算，然而，规范没有具体的设计方法规定。因此，对设计人员而言，抗浮验算方法以及设防水位的选取没有统一规定，造成了很多不合理的设计。从经济角度来看，经常考虑抗浮原因而大量使用抗拔桩，地下工程造价与地上结构相比大了许多；从安全角度来看，时常造成施工过程中或竣工后结构物的上浮事故。因此，如何正确地进行地下结构的抗浮设计，已成为岩土工程界共同关注问题。
随着人们逐渐意识到对水浮力计算方法规范化，统一化的必要性，学者提出了一些符合本地区地质情况的水浮力计算，并取得了不错的成果。如王建英等建议利用总安全系数法，裴豪杰利用水头折减系数法考虑各种情况下的水头折减，李广信等提出的粘土地基水浮力计算，以及杨瑞清等提出的浮力折减系数等。
有针对性地选取合理的抗浮水位，并根据水位变化的范围来考虑桩基础的抗拔与抗压受力性状的变化，以此提出抗拔桩的合理设计方法。
2、抗浮设防水位的确定方法
2.1、对抗浮设防水位认识的现状
现有的岩土工程勘察报告只提及最高水位及常年平均水位。因此，设计人员出于安全考虑，通常以最高水位作为设计水位。但以勘察报告提及的最高水位作为设计水位显然缺乏合理性和经济性。其实，地下水位包括历年最高水位，最低水位，静止水位、稳定水位等，它是随季节或补给条件而变化的，地下水位变化是一个随机过程，受人为因素和自然因素影响很大，因此，合理确定抗浮水位十分困难，取历史最高水位明显是不合理的
合理的确定方法应该是，在结构设计基准周期内（包括施工期），对多层地下含水层的水位进行测量，确定各含水层的赋存状态和地下水位，在此基础上确定抗浮水位。针对此情况，勘察部门应该对拟建场地进行较长期的跟踪、观测和水文地质勘察，在此周期内给出历年的最高、最低水位，为设计人员提供合理的抗浮设计水位的变化范围作为设计依据。
3、抗拔桩，也叫抗浮桩，是指当建筑工程地下结构，如果低于周边地下水位的部分时，为了抵消地基水对结构产生的上浮力而打的桩，抗拔桩主要靠桩身与桩测土层摩擦力来受力。
由于抗拔桩与抗压桩的工作机理不同，所以其受力模型不同。
随着地下建筑受力状态变化，桩的受力性状也会出现变化，而这种桩的受力模型的改变正是由于地下水位的变化而造成的。
例如：当单建式地下室埋深较浅，地下水位又较高且变化幅度范围大时，考虑上部覆土等的较大恒载及上部消防车等的较大活载，由于水位变化，荷载组合形式不同，会出现抗拔桩转换成抗压桩的情况，因此，需要就两种情况进行分类讨论，设计人员往往会忽略这个问题。对各工况下的荷载也没有统一，较合理的荷载组合方法。
下面将着重讨论一种考虑水位变化的基桩设计方法
3.1、考虑水位变化的抗拔桩设计
3.1.1、设计思路
目标―抗拔（压）桩设计
方法―找出该目标下的最不利情况（包含最高、最低设计水位，各工况下最不利荷载组合）
计算―分别计算出抗拔（压）桩所需的桩数
结果―取大值作为设计所需桩数
3.1.2、计算步骤
（1）抗浮状态下设计
根据地下室底板直接持力层的类型及地下最高水位（水头）值选取合适的浮力计算，确定产生最大水浮力的设计水位，完成对水浮力的计算
（2）荷载组合
恒载：地下室顶板覆土，结构自重
活载：车库内车辆，地下室顶板处车辆（消防车）
水浮力：在抗浮设计状态下，应取最大水浮力，并在设计中作为活载考虑。根据建筑结构荷载规范GB50009-2012，对活载仅考虑其对结构的不利效应，分项系数取1.4，恒载其效应对结构有利时的分项系数取0.9，不利时的分项系数取1.35.综上，抗拔桩设计公式为：
式中，K为安全系数，通常取结构的重要性系数。以此求出抗拔桩总承载力设计值。
（3）桩长与桩数的确定
桩长确定应分两种情况讨论
1）当结构在任何情况下，桩基都是处于抗拔状态时，桩长仅根据单桩抗拔承载力的需要选取
2）当结构可能出现随水位变化，桩基由抗拔桩转变成抗压桩时，桩长需要根据抗压桩的需要选取合适的持力层，以此确定桩长，在此基础上，综合各条件确定了桩长和桩径后，通过计算可得单桩抗拔承载力。则
总桩数=
（2）抗压桩状态下设计
1）浮力计算:根据地下室底板及地下最低水位（水头值）选取合适的浮力计算模型，确定产生最小水浮力的设计水位。并按照本文前述方法完成对水浮力的计算。
2）荷载组合
恒载：地下室顶板覆土、结构自重
活载：车库内车辆、地下室顶板处车辆（消防车）
水浮力：在抗压设计状态下，应取最小水浮力、并在设计中作为有利恒载考虑
根据建筑结构荷载规范，对活载仅考虑其对结构的不利效应，分项系数取1.4，恒载其效应对结构有利时的分项系数取0.9，不利时的分项系数取1.35
综上，抗压桩设计公式为：
式中，K为安全系数，通常取结构的重要性系数
以此求出抗压桩总承载力设计值
3）桩长桩数的确定
桩长应根据抗压桩的需要选取合适的持力层，以此确定桩长，在此基础上，综合各条件确定桩长和桩径后，通过计算可得
单桩抗压承载力，则
总桩数=
（3）结果，选取抗浮设计总桩数与抗压设计总桩数的较大值作为设计总桩数的依据
4算例
4.1工程简介
本工程为单层单建式地下车库，结构自重（包含上部覆土）6650kN,采用桩筏基础，地下室底板面积为420m2,抗压设计水位的水头高度为0.5m,抗浮设计水位的水头高度为2.5m,设计桩长20m,抗浮力设计值200kN，抗压力设计值410kN.
4.2水浮力计算
（1）抗浮状态下设计，水浮力为
P=rwh=20kN/m2
(2)抗浮状态下设计，水浮力为
P=rWh=20kN/m2
4.3桩数计算
（1）抗浮状态下设计，桩数计算为：
即：
则：n≥23
（2）抗压状态下设计，桩数计算为：
即：
则：n≥23
综上，可得桩数以抗浮状态起控制作用, 则桩数n≥49
5、结论
在上述研究中，可得到如下结论：
【关键词】抗浮设防水位；水位确定
抗浮设防水位是指基础砌置深度内起主导作用的地下水层在建筑物运营期间的最高水位，是工程结构设计，尤其是纯车库或地下广场式结构设计的一项重要参数，通常由勘察单位在详勘报告里予以明确。但是在实际操作过程中，由于各勘察单位的工程经验不一，同时受勘探资料的数量及准确定的影响，在相邻场地上各单位提供的抗浮设防水位有时可能差别较大。而抗浮设防水位对工程的安全性、经济性均会产生比较大的影响，所以我们在设计管理工作中应充分认识、理解抗浮设防水位的概念。下面以济南某办公楼工程抗浮设防水位的确定过程为例，阐述抗浮设防水位的确定原则及途径。
一、抗浮设防水位确定的原则
（一）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）第7.1.3条：
对高层建筑或重大工程，当水文地质条件对地基评价、基础抗浮和工程降水有重大影响时，宜进行专门的水文地质勘察。
（二）《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）第8.6.2条规定：
1、当有长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可采用实测最高水位；无长期观测资料或资料缺乏时，抗勘察期间实测最高稳定水位，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、场地有承压且与潜水有水力联系时，应实测地下水水位并考虑其对抗浮设防水位的影响。
（三）《全国民用建筑工程设计技术措施（地基与基础）》（2009年版）第7.1.4条规定：抗浮设防水位参照如下情况综合考虑：
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，可采用丰水期最高稳定水位（不含上层滞水），或按勘察期间实测最高水位结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定；
3、场地有承压水且与潜水联系时，应实测承压水位并考虑其对抗浮设防水位的影响；
4、在填海造陆区，宜取海水最高潮水位；
5、在大面积填土面高于原有地面时，应按填土完成后的地下水位变化考虑；
6、对一、二级阶地，可按勘察期间实测平均水位增加1～3米；对台地可按勘察期间实测平均水位增加2～4米；雨季勘察时取最小值，旱季勘察时取最大值。
二、济南某大厦抗浮设防水位的确定途径
该工程详勘报告中明确本工程的抗浮设防水位为44.5米，项目设计单位按此水位进行结构计算，计算的结果是纯车库部分自重不足以抵消地下水浮力，需要设置抗浮抗浮锚杆或采用高密度砼配重。需要增加费用约300万元，增加工期约20天。为节约投资及工期，工作人员考虑降低抗浮设计水位的可能性和途径。
经对详勘报告进行详细分析，并对周边工程的抗浮设计水位进行调研，发现存在如下问题：
（一）详勘报告中所描述的第四系孔隙潜水径流趋势与周边区域内地下水流场径流趋势不符。周边区域内径流方向为自东南至西北方向，但场地内水位的最高点在西北侧，地点在东南方向，径流方向呈现自西北至东南方向趋势。
（二）场地东侧紧邻的某办公大厦，经调研其勘察报告，场地内未见空隙潜水水位。
（三）经调查周边环境，发现在场地西北紧邻场地红线处，有两颗支护桩在灌注过程中出现异常水量增大的情况。
综合以上情况分析，疑似西北侧勘察孔的水位偏高是受暖气沟内积水影响，若此影响消除，则可适当降低抗浮设防水位。
出现问题后，经与勘查单位多次沟通，建议其可否结合现场实际情况调整抗浮设计水位数值。勘查单位答复数值不能修改，遂与业主方进行沟通确定，委托另一家勘查设计单位组织实施专项水文地质勘察。此勘查单位经过充分调查取证，最终形成项目水文地质调查与抗浮设防水位咨询报告，报告中查阅了1962年开始记录的历年降雨量、蒸发量、场地周边300米范围内13个项目的工程地质勘察报告、场地周边不同版本1：500地形图，在此基础上，对西北侧积水对抗浮水位的影响进行了详细论证。得出以下结论：
（一）场地内含水层为：第四系孔隙含水层、风化闪长岩裂隙含水层、石灰岩裂隙岩溶含水层。第四系孔隙水补给风化闪长岩隙裂谁，且水利联系密切，石灰岩裂隙岩溶压水多年水头低于本工程基地设计标高，本场地抗浮设防水位标高可不考虑风化闪长岩裂隙水、石灰岩裂隙岩溶承压水的影响。
（二）场地内第四系孔隙水为潜水类型，主要赋存于场地上部粘性土和其下部碎石层、砾岩层内。其地层的渗透性较弱，富水性差；上游径流补给区短，地下水位季节性变化幅度大。
（三）场地内地下水补给主要为大气降水补给，同时受场地北侧暗埋暖气管沟与污水管道渗漏补给影响，导致场地地下水位北高南低，与区域地下水流场迳流趋势存在异常。
（四）场地地下水主要以大气蒸发与补给风化闪长岩裂隙含水层形式排泄。
（五）岩土工程勘察期间实测场地最高稳定水位42.49米，基坑降水前期地下水位监测实测2012年丰水期最高水位43米。
（六）结合场地区域地形地貌特征、场地内第四系孔隙潜水补给、排泄特点及各工程项目实测最高稳定水位、及场地内勘察时期实测最高稳定水位、水位监测阶段丰水期最高水位综合考虑，建议建筑场地内地下水抗浮设防水位为43.5米。
在完成项目水文地质调查与抗浮设防水位咨询报告后，工作人员又审查并组织相关专家论证会，专家对咨询报告的相关内容及结论予以认可，并出具了书面专家论证意见，后将咨询报告及专家意见转设计单位，按照新的抗浮设计水位进行结构设计。
三、结论与建议
抗浮设计水位的确定至今尚无明确规范要求，勘察单位在提供数据时随意性较大，而抗浮设防水位对工程的安全及经济会产生较大影响，所以，在具体的工程管理过程中，可从先从以下三个方面进行分析：一是当有长期水位观测资料时，抗浮设防水位可根据该层地下水实测最高水位和建筑物运营期间地下水的变化来确定；无长期观测资料或资料缺乏时，按勘察期间实测最高稳定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；在南方滨海和滨江地区，抗浮设防水位可取室外地坪标高；二是场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水水位并考虑其对抗浮设防水位的影响；三是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。当然具体情况应结合工程实际情况，以及历史观测资料及周边相关建筑物的勘察资料，以专项水文地质勘察的方式，合理优化抗浮设防水位。
作者简介：
夏志刚（1982-），男，山东德州人，本科，工作单位：济南高新控股集团，研究方向：建筑施工管理。
关键词:地下室；地下水层；抗浮设计；实测法
中图分类号：P332.3 文献标识码： A 文章编号：
随着城市化进程的加快，城市建设用地相对紧张，为了满足需要，地下车库、地下室的开发和利用越来越多。地下室等地下建筑不得不面临的问题，就是地下结构物的防水与抗浮问题。抗浮设计关系到地下室工程的质量和造价，抗浮设计的重点就是设防水位的确定。所谓抗浮设防水位就是指地下室抗浮评价计算所需的、保证设防安全和经济合理的地下水位。但影响设防水位的因素很多，加之目前针对这方面的研究并不多，因此，对于抗浮设防水位的确定还存在着很多争议和不足。
1 问题的提出
地下室等地下建筑设计的关键就是抗浮问题，核心内容无外乎抗浮设计水位的确定和结构托浮力的计算。抗浮设计水位取值过高，势必要增加结构自重或抗拔桩等复杂的抗浮措施，造成浪费。抗浮设计水位确定过低，修建或使用期间遇到地下水位上升，则会造成结构开裂、渗水，甚至失效浮起，国内此类安全事故已发生多起。
现行的有关规范对抗浮设计均有说明，但均不具体。《高层建筑岩土工程勘察规程》8.6节中规定:“根据地下水类型、各层地下水位及其变化幅度和地下水补给、排泄条件等因素，对抗浮设防水位进行评价，当有长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可采用实测最高水位；无长期水位观测资料或资料缺乏时，按勘察期间实测最高稳定水位并结合场地地形地貌、地下水补给、排泄等因素综合确定。”《岩土工程勘察规范》7.3节中规定:“对基础、地下结构物和挡土墙，应考虑在最不利组合情况下，地下水对结构物的上浮作用，原则上按设计水位计算浮力，对节理不发育的岩石和粘土且有地方经验或实测数据时，可根据经验确定。”可见，规范要求对结构物进行抗浮验算，但具体方法没有明确。现有的岩土工程勘察报告也是只提及最高水位及常年平均水位，常使一些对水文地质条件不太熟悉的设计人员出于安全的考虑简单地以最高水位作为设计水位，这种简单的设计方法显然缺乏合理性和经济性，因此探讨该问题很有必要。
2 抗浮设防水位确定方法
2.1 设防水位的概念
《高层建筑岩土工程勘察规程》2.1.6给出了抗浮设防水位的概念，即“地下室抗浮评价计算所需的、保证抗浮设防安全和经济合理的场地地下水水位。”设防水位是保证建筑物服役安全，在此期间不致因地下水上升、浮力加大而引起抗浮失效；另外，设防水位是场地水位，从较大范围的整个场地来考虑，而不是以某个单独建筑来考虑。
地下水位是随机变化的，不但与地下水本身天然变幅、地层赋存条件以及气候变化、降水多寡等自然因素有关，而且还受地下水开采、水资源利用、水库蓄洪泄水等人为因素影响，变得十分复杂。因此，抗浮设防水位的确定应根据整个场地的水文地质条件，从地下水的类型、分布、埋藏深度、含水层数目、岩性结构、含水层构造特点以及地下水的补给、排泄条件等方面综合确定。
2.2 准备工作
首先，要了解场地的水文地质条件，搞清地下水的赋存状态。地下水依据赋存状态划分为上层滞水、潜水和承压水。上层滞水存于地表浅处，主要依靠大气降水补给。潜水埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上，其补给得益于雨水渗透或河流渗入，排泄依靠大气蒸发或流入河流。承压水埋藏在上下两个隔水层之间的地下水，依靠大气降水与河流湖泊水通过潜水补给的。不同的地下水赋存状态对地下结构的作用效应亦不同。文献认为:滞水是弱透水层上积聚的具有自由水面的重力水，季节性强，通常是暂时性的，不考虑其浮力效应，不作为场地抗浮设防水位。
其次，要了解当前场地含水层的分布、补给、径流、排泄关系及其相互间的影响。通过地质勘察，探明场地地下水类型和分布，了解场地附近地面水体与场地地下水的侧向补给情况，掌握近3～5年内地下水位的年变化幅度。地下水位的动态变化主要受到大气降水与人类活动的影响。有关研究表明，大气降水对年动态变化有较大影响，但不会引起多年的水位升降变化，而人为因素影响剧烈，甚至于改变了各层地下水的赋存关系和渗流状态，对已建工程和拟建工程造成重大影响。
然后，要了解建筑物基底所在含水层层位和标高。结构基底浮力由基础所处的地下水层最高水位标高来控制。弱透水层的存在，改变了地下水的补排关系，形成了各自的赋存和渗流特征。在水力梯度驱动下，不同含水层间会发生越流渗透。由于弱透水层渗透性小，地下水垂直进入该层后水力坡度增大，水头衰减加快。文献介绍了北京某建筑场地现场测试地下水压的实验，经过现场37d的观测，验证了水头在通过弱透水层越流补给过程中发生较大“水头损失”的事实。
当基底位于两个含水层间的弱透水层中某一高程时，要根据上下层地下水最高水位标高，对地下水经过弱透水层渗流哀减后到达基底高程后的水头高程计算，经过哀减后，哪层地下水的水头高，基底的地下水浮力就由哪层地下水的压力决定。
2.3 设防水位的合理确定
抗浮设防水位的确定取决于地下结构基础底板所处土层地下水类型和水头高度，在查询本区域水文地质研究资料和多年水位动态变化统计资料的前提下，需对建筑物施工期及近百年使用期可能产生的最高水位进行合理计算。首先，对地下结构埋深与地下土层的相对关系情况进行分析，无外乎表1所列的几种情况。
表1地下结构与地下水层的相对关系
明确了地下结构物所受上浮力的控制含水层后，下一步需结合该水层补给、排泄条件和年度变化幅度对其后期的最高水位进行预测分析。经研究浅层地下水赋存与渗流特性、水位变化的历史过程和影响因素，开发了地下水位预测预报系统，已经很好地服务于工程建设。目前，我国很多城市还缺乏本地区水文地质系统研究的资料，没有长期观测网络，更没有相应的水文分析预报系统。因此，地下结构物抗浮设防就需结合水文地质条件和工程经验综合确定。目前，应用比较方便的经验公式是:地下水最高水位=勘察期间该层地下水最高水位+该层地下水在相当于勘察时期的年变幅+可能的意外补给造成的该层水位上升值。其中，该层地下水位在相当于勘察时期的年变幅即为:在枯水期勘察加整个年变幅，在丰水期勘察就少加甚至可以不加；意外补给系指非本区大气降水的补给，如水库放水或引水工程等。
3 浮力的实用计算
3.1 浮力计算原理
根据阿基米德定律，浮力等于它所排开水体体积的重量，即
式中:p―单位面积水浮力；
A―物体底面积；
―水容重；
h―物体在水中的高度。
3.2 现场实测法
地下水经过弱透水层渗流，会有一定的水压力衰减，其程度与渗透系数ki和弱透水层厚度mi有关。水头损失， β是一个与土质相关的量。通过现场测试原始水压力或孔隙水压力，绘制勘察深度内的分布曲线，分析推断衰减规律，据此计算基底浮力。
某工程在现场进行了弱透水层的水压力测试，绘制了水压力随深度的变化曲线，如图1所示。
图1某工程实测水压力与理论计算水压力比较
由图1中的结果可以看出，在弱透水层中的水压力要比理论静水压力低很多。因此，利用现场测试水压力结果进行抗浮设计，符合工程实际，相对传统的最高水位设防设计方法要经济得多。
3.3 实用计算方法
在没有现场水压力实测数据资料的情况下，需寻求一种经济稳妥的方法进行抗浮设计。结合表1内容，本文分情况探讨了基础底板水浮力计算方法，其模型和公式列于表2中。
表2建筑基础砌筑在不同土层时的水浮力模型
4 工程实例
4.1 工程简介
某工程地上5层，地下4层。地勘资料显示该场地有3层地下水:第1层台地潜水:水位标高29.25～35.82m，年变幅2～3m；第2层层间潜水:水位标高21.12～23.40m，年变幅1～2m；第3层承压水:水位标高16.43～19.12m，年变幅4～5m。每层间均有一厚度约5m的弱透水层。建筑物基底高程为19.50m，基底位于层间潜水层中。要求论证建筑物基底地下水浮力和建议抗浮措施。
4.2 设防水位论证
基础底板位于层间潜水中，按照2.3论证该场地层间潜水的最高水位。考虑到勘察期间正值丰水期，地下水位较高，所以，在勘察最高水位的基础上再加少量的年变幅是趋于安全的；为方便计算，并保证经济安全，这里考虑选择半个年变幅。对于本区的可能意外补给，需要考察周边地区水利设施活动对场地地下水的影响。本场地所在区域水位升高近4m。勘察资料显示，层间潜水水位年变幅约为承压水位年变化幅度的一半，那么，人为放水对层间潜水的影响亦按承压水情况的一半考虑，台地潜水不受河流泄水的影响。
场地各层地下水可能的最高水位计算为:
台地潜水:35.82+1/2(2～3)+0=37.32
层间潜水:23.40+1/2(1～2)+2=26.40
承压水层:19.12+1/2(4～5)+4=25.62
由于基底位于层间潜水层中，该工程抗浮设防水位标高按26.40m考虑。
4.3 基底水浮力计算
由地层剖面介绍可知，该工程基础埋深与地下水层关系符合表2中的计算模型m情况。依据提供的相应实用方法进行浮力计算，并依此结果进行结构物的抗浮验算和抗浮措施设计。
p=rw(hz+d)=10@(26.4-19.5)=69kN/m2
5 结论
综上所述，抗浮设防水位的确定关系到建筑物的抗浮安全和造价投资，这就要求在考虑建筑物地下室抗浮时，应根据场地工程地质、区域水文地质、建筑条件和地貌情况综合确定。分析各种因素对抗浮设防水位的影响，采用最合理、科学的确定方法，这样才能使得抗浮设计既经济又安全。
参考文献
关键词 地下结构 浮力 抗拔桩
中图分类号：S611文献标识码： A
由于地下结构工程是最近几年迅速发展起来的，还没有具体的设计规范，设计中存在大量的不确定性，特别是抗浮设计。抗浮设计是地下结构设计的重点，如果设计不合理，容易出现工程事故，影响生命安全并造成经济损失。近年来，研究人员越来越重视地下结构的抗浮问题，但是还未提出一套科学合理的抗浮设计方法。本文主要分析了浮力计算的原理和抗拔桩的设计思路。
1.设计水位选取
地下水位受自然环境和人类活动影响很大，呈不同的变化规律，设计应根据选取的不利状态合理的利用地勘报告所给出的水位变化，确定抗浮设计水位及抗压设计水位。
2.桩基设计受水位变化的影响
2.1水位变化幅度
气候条件变化影响水位的变化，勘测部门应该长期跟踪观测拟建场地和勘察水文地质，记录好各项数据并总结出观察期内的历年的水位最高值和最低值，作为设计人员设计的参考数据。
2.2桩的受力性状
桩的受力性状由地下建筑受力状态决定，其根本原因在于地下水位的变化。比如，单建式地下室埋深浅、水位高且变化范围大时，水位变化会造成荷载组合形式的变化，可能会导致抗压桩取代抗拔桩。因此，设计人员应该分情况分别讨论这两种情况，但是，设计过程中这个问题往往被忽略。各工况下没有科学的荷载组合方法和统一的荷载，下文将分析一种变化水位的桩基设计方法。
2.3考虑水位影响的抗拔桩设计方法
设计思路：①计算浮力：根据最高和最低的结构设计水位计算水浮力；
②荷载组合：恒载有结构自重和地下室顶板覆士，活载有车库内车辆和地下室顶板处车辆，水浮力取抗浮设计状态下的浮力。有上浮问题的地下室在验算地下室抗浮能力时不考虑活荷载，恒荷载分项系数应取0.9，水浮力分项系数取1.0
当0.9恒载
桩数=（最大水浮力X 1.0 - 恒载X0.9）/抗拔桩承载力
当0.9恒载>1.0水浮力时，为抗压状态，桩形式为抗压桩，抗压桩设计公式为：
桩数=（活载X1.0+恒载X 1.0 - 最小水浮力X0.9）/桩竖向承载力设计值
③确定单桩承载力与桩数。抗拔桩的确定可以分为两种情况：a桩基始终处于抗拔状态，选取合适的持力层确定桩长，计算出单桩抗拔承载力，即可计算出总桩数。b水位变化，基桩处于抗压状态，根据地勘报告数据得出桩抗压承载力设计值后，确定桩数。抗压设计总桩数与抗浮设计总桩数中的较大值即为最终桩数。
④抗拔桩桩身强度设计；
⑤抗拔桩桩身裂缝控制。为防止桩身裂缝过大，引起钢筋锈蚀，则需验算使其最大裂缝宽度满足规范要求。
3 抗浮设计方法
3.1抗浮计算公式
在国家新规范GB 50007-2011 建筑地基基础设计规范，以下简称《基础规范》颁布以前，广东、北京、上海等地方标准对抗浮设计的公式都做了不同的规定，归纳起来它们之间的不同在于安全系数的取值略有不同。新《基础规范》第3．0．2 条6 款规定: 建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算; 第3．0．4 条6 款规定: 当工程需要时应提供用于计算地下水位浮力的设防水位; 第5．4．3 条1 款给出了计算公式:
GK /NW，K≥KW
其中，KW为抗浮稳定安全系数，一般情况下可取1．05; 第5．4．3 条2 款规定: 抗浮稳定性不满足设计要求时，可采用增加压重或设置抗浮构件等措施，在整体满足抗浮稳定性要求而局部不满足时，也可采用增加结构刚度的措施。至此，国家规范第一次较为明确的对抗浮计算给出了具体要求，设计人员据此进行抗浮设计。
3.2抗浮验算内容
虽然抗浮计算公式比较直观和简单，但是结构设计人员必须具备一定的基本概念，并且应明确哪些类型的工程需要进行抗浮设计，并且知道怎样进行抗浮验算，下文就讨论此问题。
除此之外，无论何种措施都应考虑地下水浮力对地下室底板的作用，保证地下室底板构件在地下水作用下具有足够的强度和刚度，并满足构件的抗裂或裂缝宽度的控制要求。
4. 抗浮验算中几个参数的探讨
4.1 抗浮设防水位的确定
抗浮设防水位的确定是一个十分复杂的问题，它涉及到场地地形、区域水文地质等因素。在实际中有些勘察报告提出的地下室的抗浮设防水位并不严谨，鉴于抗浮设防水位是地下室抗浮设计中一个决定性的参数，所以需要设计人员对抗浮设防水位的确定方法有一定的了解。目前业界普遍认同JGJ 72-2004 高层建筑岩土工程勘察规范第8．6．2 条的方法确定抗浮设防水位。
1) 长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可采用实测最高水位; 当无长期水位观测资料或资料缺乏时，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;
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度的最高水位确定。
2． 2 抗浮构件的布置方法
4.2.1 抗浮锚杆布置
抗浮锚杆的布置总结起来有三种布置方式:
1) 集中点状布置，一般布置在柱下;
2) 集中线状布置，布置于地下室底板梁下;
3) 面状均匀布置，在地下室底板下均匀布置。
4.2.2 抗拔桩的布置
由于抗浮桩一般布置于框架柱、底板梁体附近使底板整体受力较好，因此，在布桩设计时，应综合考虑建筑物底板结构、房屋跨度等相关因素，结合单桩抗浮力设计值及结构单跨宽度，经过反复计算来确定抗浮桩的数量和分布。抗拔桩一般宜选用桩径较小、单桩抗拔力相对较小的桩进行密布。抗拔桩的桩长宜尽量控制在单节桩的长度范围内，这样可以减少接桩费用以及避免由于接桩不牢固造成的抗拔力损失。通过对比不同抗拔桩的设计方案，在基于发挥抗拉钢筋的抗拉程度和减少成本、便于施工的角度得出了“抗拔桩的桩径宜取0．4 m ～ 0．6 m，桩长宜取8 m ～ 16 m”的结论。
5.工程算例
某单层单建式地下车库，框架结构，基础采用桩基加抗水底板，柱距8.4mx8.4m，柱底承担的结构自重标准值为2620 kN，活荷载标准值为1057 kN，枯水期最低水位高度2m，抗浮设计水位4m，采用采用24m Φ600灌注桩，桩身混凝土强度等级C35，取抗拔桩承载力800 kN，单桩竖向承载力设计值1000 kN。
5.1抗拔桩桩身强度设计
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）正截面受压承载力公式：
N≤ Ap・fc・ψcψc取0.7
Ra ＝Ap・fc・ψc /γz ＝（3.14X6002/4）X16.72X0.7/1000/1.35 ＝ 2450kN>1000kN(满足要求)
5.2桩身抗裂计算
选用8�14，满足灌注桩最小配筋率及构造要求，As=1232mm2
ρte ＝ As / Ate=1232/282600=0.004
σs =Nq/As=155X1000/1232=125.9 N/mm2（Nq =（40X8.4X8.4X 1.0 �2620X 0.9）/3=155 kN）
ψ ＝ 1.1 - 0.65ftk / (ρte・σs)=1.1-0.65X2.2/0.01X125.9=-0.039
ωmax ＝αcr・ψ・σs・(1.9cs + 0.08deq / ρte ) / Es=2.7X0.2X125.9X（1.9X55+0.08X14/0.01）/ 200000 =0.074mm
结语上文可总结为两点：(1)设计抗浮桩要考虑抗压和抗浮两种状态的最不利组合，即最不利荷载组合和水位变化的最高最低水位。只有这样才能保证地下室结构在抗压和抗浮两种状态下结构的安全。(2)地下室桩基当按抗拔桩设计时不仅要计算单桩抗拔承载力，而且需验算桩身强度及裂缝是否满足要求。
参考文献：
[1] 裴豪杰.地下结构的抗浮设计探讨[J]．福建建筑，2004；86(1)：5960．
[2] 李峰 抗拔桩设计方法.中国煤炭地质，2003；15（1）：48-50
力时，应对建筑物进行抗浮验算进行探讨。对地下水浮力计算与抗浮验算等问题进行了讨论提出了抗浮设计方案及措
施，并结合具体实例进行了分析。对设计中抗浮计算有指导意见。
关键词：地下车库抗浮设计抗浮措施
项目建设时，城市建设的规划管理部门现在均要
求配有一定数量的地下停车位，为合理利用地下空间，
建筑物之间的绿地或广场下面一般均设单建地下车库，
其顶部覆土 1.5~2.5m 作为景观绿化和铺设管线只用。
由于单建地下车库是纯地下结构，当地下水位较高时，
需要考虑地下水的浮力作用。科学确定地下建筑的抗浮
设防水位，以及合理的选择单建地下车库的基础形式，
将直接影响到单建地下车库的安全与建设费用。正确地
进行建筑抗浮设计和采取抗浮措施有着十分重要的
意义。
一、抗浮水位的确定
结构设计要进行抗浮验算，首先必须确定抗浮水位。
地下结构抗浮设防水位如何合理确定，国内现行规范尚
无明确规定。《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2001）
第 3.0.2 条规定，当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下
构筑物存在抗浮问题是，尚应进行抗浮验算；第 3.0.3 条
规定，岩土工程勘察报告应提供用于计算地下水位浮力
的设计水位，设计单位应以勘察报告提供的地下水浮力
设计水位作为抗浮验算的依据。由于某种原因，现在北
京市多数工程的岩土工程勘察报告中只提供历年最高水
位及近 3~5 年的水位，不提供抗浮水位。在工程设计中，
为了保证建筑物安全，要考虑最不利的情况，而这种最
不利的情况一般就是地下水位达到最高时的情况。因此
确定抗浮设防水位时，首先要科学预测建筑物使用寿命
期间地下水可能的最高水位。这就需要考虑建筑物所处
位置的宏观水文地质背景和历史资料，以及今后可能会
出现的不利情况。需要明确的是，地下水的最高水位并
不一定就是建筑物的抗浮设防水位。
二、 抗浮设计方案及措施
对于受水浮力作用较小的地下车库，常规构造抗
浮措施采用底板加厚和垫层增加结构自重；利用地下水
外壁与填土的摩擦力和顶板上覆盖土的重量；利用底板
外伸部分增多回填土重量等来减小水浮力。
全 埋 式 地 下 车 库 顶 板 上 的 覆 土 厚 度 一 般 为
1.2~3.0m，结构底板面再加 50~100mm 厚的细石混凝
土配重层，为防止素混凝土开裂，可在配重层中加
4@300 钢丝，可以解决结构的裂缝缺陷。当构筑物有
一定坡度时，也可进行适当的建筑找坡。起到一物多
用的功能。
对于受水浮力较大的地下车库，采用筏板基础难
以满足整体抗浮的刚度和强度的要求，抗浮设计需要结
合结构抗浮验算结果调整结构抗浮方案及措施。
常用的抗浮方案及措施有：一类是抗力平衡型：
如采用抗拔桩，抗拔锚杆或是增加结构自重和压重等，
使抗力与地下水的浮力平衡从而达到建筑物抗浮的目
的；一类是浮力消除型：即通过疏排水措施，是地下水
位保持在预定的标高之下，减小或消除地下水对地下室
的浮力，从而达到建筑物抗浮的目的。
三、抗浮验算
建筑物应按下式进行抗浮验算
建筑物重量 / 水浮力安全系数
荷载分项系数和安全系数的确定。按《建筑结构
荷载规范》（GB50009-2006）第 3.2.5 条规定永久荷
载的分项系数，当其效应对结构有利时，对结构的倾
覆，滑移或漂浮验算，应取 0.9；按《地下工程防水
•120・城市建设理论研究
城市建设理论研究 2011 年 8 月 5 日 ChengShiJianSheLiLunYanJiu・城市建设・
技术规范》（GB50108-2001）第 9.0.4 条规定，抗浮
力安全系数应大于 1.05~1.10；按《北京建筑设计技
术细则》（结构专业）第 3.1.8.5 条规定，永久荷载
的分项系数及水浮力的分项系数取 1.0，安全系数取
1.0。在计算建筑物重量时，包含了建筑物的隔墙重量，
因建筑物隔墙的不确定性，建议在建筑物的抗浮验算
时，永久荷载的分项系数取 0.9，水浮力的分项系数
取 1.0，抗浮力安全系数应大于 1.05~1.10。由上式得
到以下计算公式
0.9G/F 水 1.05~1.10
式中 G- 建筑物重量，KN;
F 水 - 水浮力，KN.
四、工程实例
工程实例：北京市积水潭某工程的地下车库，仅
地下二层地下车库周围建有地上 7 层地下 2 层的住宅，
地下 2 层平时为汽车库，战时为人防物资库，地下 1 层
为汽车库，地下 1.2 层层高分别为 3750mm,3600mm, 该
工程为框架结构，基础为钢筋混凝土筏板基础（与周
围住宅连成一体），基础底板厚 500mm，基础底标高
为 -8.460m, 抗浮设计水位为 -2.750m，地下一层板厚
200mm, 其上部覆土厚 550mm, 地下二层顶板厚 300mm。
这个工程比较特殊由于地下室顶板覆土厚度较少，是结
构浮力的抗力有自重提供的部分较少：
结构每平米自重：
G=(478.24+486.95)/8.1X8.1+9.4+14=38.11 KN
每平米浮力： F=(48.25-41.74)x10=65.1 KN
抗浮验算：
0.9X38.11/65.1=0.526
方案一：采用压重法
普通低标号混凝土需回填 1.86 米，回填深度太大，
基础底标高继续降低。
钢渣混凝土回填（取钢渣混凝土自重 50）需回填
0.75 米，造价太高。
方案二：采用抗拔桩
桩长 4500mm, 桩径 600mm桩间距 4000mm
桩周摩擦力：卵石110
每根桩摩擦力设计值：
0.6X0.6X3.14X110X4=559.5KN
16 平方米浮力：
（65.1-0.9X38.11）X16=492.84KN
抗浮验算：559.5/492.84=1.13 ＞ 1 满足。
由于设置抗拔桩不利于减小周边多层住宅和中间地
下车库的沉降问题，本工程施工时整个车库四周设置后浇
带，主体施工完毕后浇筑后浇带。
以上两个工程实例分别采用重压法和抗拔桩法抵
抗地下水浮力，抗浮安全系数在 1.05~1.10 之间，工程
实例经过多年使用，验证了本文提供的计算是安全可
靠的。
五、结语
随着城市纯地下结构的增多，其埋置深度越来越
大，不可避免的产生如何以对地下水浮力的问题。在确
保建筑物安全和合理使用的情况下，科学合理的确定抗
浮设防水位及地下结构的抗浮措施，在控制工程造价方
面起着举足轻重的作用。对待具体问题应当具体分析，
通过技术经济比较选择合理方案，这是每一个结构工程
师的职责，也体现这工程师的价值。
参考文献
[1]GB50009-2006, 建筑结构荷载规范
[2]GB50007-2002, 建筑地基基础设计规范
[3]GB50108-2001, 地下工程防水技术规范
[4] 北京市建筑设计标准化办公室 北京市建筑设
关键词：短柱 脆性破坏 剪跨比
1 概述
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。
2 地下室的抗浮设计分为三种情况
2.1 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。
2.2 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。
2.3 本身的自重可以抵抗地下水的浮力，但是地下室底板也需进行抗浮设计。
3 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：
3.1 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；
3.2 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；
3.3 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。
3.4 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。
3.5 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。
4 地下室抗浮验算
在抗浮验算当中，永久荷载的效应对结构是有利的，因此现行的《建筑结构荷载规范》规定荷载分项系数小于1.0，也可以按照安全系数法进行验算：
s——地下水对地下室的浮力标准值；
g——结构自身重量及上部永久荷载标准值之合；
k——抗浮安全系数，可取1.05.
除对地下室进行抗浮验算外，还应对地下室底板进行承载力验算。
5 抗浮措施
5.1 增加自重
当k>1.05时，如果安全系数刚刚超过限值，可以采取增加自重的方法来抗浮要求。
5.2 设置抗拔桩、抗浮锚杆：
这里着重介绍一下抗浮锚杆的布置。抗浮力与水浮力平衡计算可分成两种区域：柱、墙、梁影响区域和纯底板抵抗区域。纯底板抵抗区域的计算方法应是抗浮锚杆设计承载力除以每平方米水浮力（减去每平米底板自重），得到抗浮锚杆的受力面积；而柱、墙、梁影响区域应充分利用上部建筑自重进行抗浮，验算传递的上部建筑自重是否能平衡该区域的水浮力，此外，还应验算在水浮力作用下梁强度和裂缝满足要求。
6 结论
地下室的抗浮设计往往被忽略，而导致的不良后果便是地下室浮起、地下室底板裂缝渗水等等，都是直接影响到结构的正常使用甚至是安全的。因此，地下室的抗浮应引起足够重视。
参考文献:
[1]《全国民用建筑工程设计技术措施—结构（地基与基础）》.北京：中国计划出版社，2010.
[2]《建筑结构荷载规范（2006版）》（gb 50009-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2006.
关键词：短柱 脆性破坏 剪跨比
1 概述
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。
2 地下室的抗浮设计分为三种情况
2.1 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。
2.2 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。
2.3 本身的自重可以抵抗地下水的浮力，但是地下室底板也需进行抗浮设计。
3 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：
3.1 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；
3.2 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；
3.3 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。
3.4 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。
3.5 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。
4 地下室抗浮验算
在抗浮验算当中，永久荷载的效应对结构是有利的，因此现行的《建筑结构荷载规范》规定荷载分项系数小于1.0，也可以按照安全系数法进行验算：
s——地下水对地下室的浮力标准值；
g——结构自身重量及上部永久荷载标准值之合；
k——抗浮安全系数，可取1.05.
除对地下室进行抗浮验算外，还应对地下室底板进行承载力验算。
5 抗浮措施
5.1 增加自重
当k>1.05时，如果安全系数刚刚超过限值，可以采取增加自重的方法来抗浮要求。
5.2 设置抗拔桩、抗浮锚杆：
这里着重介绍一下抗浮锚杆的布置。抗浮力与水浮力平衡计算可分成两种区域：柱、墙、梁影响区域和纯底板抵抗区域。纯底板抵抗区域的计算方法应是抗浮锚杆设计承载力除以每平方米水浮力（减去每平米底板自重），得到抗浮锚杆的受力面积；而柱、墙、梁影响区域应充分利用上部建筑自重进行抗浮，验算传递的上部建筑自重是否能平衡该区域的水浮力，此外，还应验算在水浮力作用下梁强度和裂缝满足要求。
6 结论
地下室的抗浮设计往往被忽略，而导致的不良后果便是地下室浮起、地下室底板裂缝渗水等等，都是直接影响到结构的正常使用甚至是安全的。因此，地下室的抗浮应引起足够重视。
参考文献:
[1]《全国民用建筑工程设计技术措施—结构（地基与基础）》.北京：中国计划出版社，2010.
[2]《建筑结构荷载规范（2006版）》（gb 50009-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2006.
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