近年来，【引言】因抗浮引发的几起工程事故引起了社会特别是行业的强烈反响，工程抗浮设计成为行业热点话题之一。《建筑结构》杂志特别采访了行业专家，邀请他们以自身经历为基础，对针对抗浮设计重点、设计思路、结构优化、施工配合协调、对抗浮失效案例的看法,等行业关注的方方面面进行全面的专业解答，为从业者提供有益的参考，为行业发展出谋划策。
Q 《建筑结构》 杂志：
抗浮设计要重点关注什么？请结合自己的设计项目谈谈抗浮设计思路？
林景华 建筑设计研究院有限公司结构总工程师
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”——除非采取特殊的排水减压措施，否则应在室外地面附近取(不区分南北方和内陆沿海地区，但可根据地形地质情况适当降低0 ~ 2m，也可取更低的点，可根据高差分区)。然后是抗浮措施的选择和计算。一方面要注意各种岩土的抗拔侧阻力值(尤其是软化效应和泥皮的影响)；另一方面，扩头螺栓、旋挖桩、预制竹节桩等抗拔措施值得进一步推广。考虑到耐久性，行业内很多标准都有关于抗浮构件(尤其是抗浮锚杆)耐久性的相关规定和措施，但并不统一。《建筑工程抗浮技术标准》的颁布引发了这方面的热议。我认为，一般情况下，采用传统的对钢筋截面预留适当腐蚀裕量的方法应该就够了(腐蚀性水土环境另当别论)。
我们的结构设计统一办法正在修改中，“地下水和地下室抗浮设计”这一节就是我们团队抗浮设计的思路。其要点如下：
(1)抗浮稳定性的验算，执行《浮标》的3.0.3，并做适当的调整和改进。
(2)关于水位，如果不采取疏水措施，设防水位原则上应靠近室外地面；根据勘测资料和实际情况，确定“最低水位”，以区分水浮力的恒载和活载。
(3)关于抗浮方案，大型地下结构应从多种方案中选择，综合考虑造价(抗浮措施、楼板和基础的造价之和)、施工工艺、工期等因素。
(4)关于抗浮方案，应在适当的前提下提倡采取排水限压、排水减压、隔水控压等控制水浮力的措施，但要有数据支持，有可靠的实践支撑；扩头螺栓或旋挖桩、预制竹节桩等抗拔措施值得推广，但要有施工技术支撑。
(5)采用群桩和群锚进行抗拔时，除了验算单个抗拔构件的抗拔能力外，还应考虑群桩和群锚效应(整体破坏时验算抗拔能力)。
(6)一般情况下，可校核抗拔锚杆的拉应力和裂缝宽度，但杆体应留有适当的腐蚀裕量，中强腐蚀环境另当别论。
(7)关于抗拔构件的验收：验收荷载为2倍，系统锚固件承载力检验建议统计评定(详见《锚杆检测与监测技术规程》 (JGJ/T401-2017))。
孙海林
孙海林 建筑设计研究院有限公司副总工程师
抗浮设计时，以下“注意事项”值得注意：1)注意判断整体抗浮或局部抗浮措施是否适合本工程(抗拔桩、锚杆、压重等)。);2)注意抗浮水位是否合理(常见问题有：勘察报告没有明确抗浮水位，所以没有明确依据；在河流和湖泊附近，当土层透水时，不考虑河流在设计基准期的最高洪水位；山地建筑不考虑岩石和汇水的影响；当场地有承压水且与潜水有水力联系时，应考虑；是否考虑地表水聚集效应引起的地下室抗浮水位升高等。)，如有不合理之处，提醒甲方和地勘单位进行补充修改；3)在施工阶段，应注意明确施工期降水的要求和终止降水的条件；4)设计时注意选择合理的重型材料(容重是否符合要求)，施工选用的钢渣或毛石容重是否符合设计要求；施工做法(抗浮需要容重较大的垫层，实际施工中使用木地板等轻质垫层)是否符合设计要求等。
我个人认为抗浮设计的主要思路是：1)初步确定抗浮方案，是否采用压力(利用建筑物自重：包括结构自重、建筑装修、覆盖上部或周围土体等。)或压力和张力的组合(设置抗拔桩、锚等。)2)确定抗浮设计等级，根据地质勘察报告确定设计抗浮水位，确定适合本工程的抗浮措施；3)调整专项抗浮计算模型(根据实际材料容重，考虑后期使用阶段的修改，选择容重相对较小的建筑做法进行抗浮计算，如木地板或垫层为地面，根据木地板做法考虑抗浮计算等。);4)检查抗浮是否满足条件；5)设计文件中，建筑材料的容重、压重的容重等。应规定，并应规定终止沉淀的条件。
陈次平
陈慈评 韩佳设计集团有限公司副总工程师兼结构加固设计院院长
抗浮设计应注意以下几个方面：
(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）。
图1
图2
图3
图4
（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。
杨霄
杨霄 清华大学建筑设计研究院有限公司 第八分院总工程师，结构所所长
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。
林建萍
林建萍 上海天华建筑设计有限公司 结构三所所长、南京天华结构总工程师
抗浮设计是涉及结构安全的重要组成部分，相关设计规范其实已经有比较完善的规定。抗浮设计中值得关注的因素有很多，我个人认为最值得关注的因素是停止降水的时间。出于经济性的考虑，通常建设单位要求考虑顶板上的覆土以及上部结构荷载的有利作用，因此一般设计会在图纸要求完成覆土且上部结构已施工到一定层数才可以停止降水。但一直降水成本比较高，事实上有些施工单位可能提前就停止降水了。由于地下水位大部分时间是不会达到最高水位，所以大部分情况下停止降水也不会导致安全问题。但是近年来似乎极端天气时常出现，提前降水一旦碰到暴雨地下水位上升就可能出现安全隐患。在地下水位上升到设计水位时，此时水浮力相应达到设计考虑的最大荷载，但在施工过程中，作为地下车库抗浮有利荷载的覆土却可能还没有覆上去。这个时候如果停止降水，地下车库的受力工况就和设计的工况不同，就可能有地下车库上浮的安全隐患。
覃建华
覃建华 深圳市建筑设计研究总院有限公司 副总工程师
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。
二、有序放
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。
（未完待续....）
责任编辑：时娇娇
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