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地下室抗浮结构设计经验1


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第 3卷 第 3期  20 07年 6月 

地 下 空 间 与 工 程 学 报 
C ieeJun lo  d rru d S ae a dEn ie r g hn s  o r a fUn ego n   p c  n   gn ei   n

Vo .

  13

Jn2 0   u .0 7

地 下工 程 抗 浮 设 计 中 的几 个 问题 
袁 正如 
( 放 军理 工大 学工 程兵 工程 学 院 , 京 , 10 7) 解 南 200  



要: 年来, 近 随着城 市建设 的 高速 发展 , 下 空 间的 开发利 用成 为发展 的 必然趋 势 , 地 地 

下建 筑物越 来越 多 , 抗浮 问题 也 日益 突 出。文章 讨论 了水浮 力  ̄T - 抗浮 力的计 算 问题 , 其 Ls程  
阐述 了地 下工 程整体 抗 浮 与局部 抗 浮的 关 系。   关键 词 :抗 浮水 位 ; 抗浮 力 ; 整体抗 浮 ; 部 抗 浮  局 中图分 类 号 :U 3 T 9  文献 标识 码 :   A 文章 编 号 :6 30 3 (0 7 0 -5 90  1 7 -8 6 2 0 ) 30 1 -3

Pr blm s i   sg   f Ant- p iti   de g o nd Eng n e i g o e  n De i n o   iu lf n Un r r u   i e rn  
YUAN  e g 11 Zh n 一1 

( n i e n   stt o n i e n  o sPA U i o c E gn r gI tu   e i n i e fE gn r gC r tI   nv fSi e i p . .& Tc.N n n  10 7  hn ) eh af g2 0 0 tC i   i a
Ab t a t n r c n  e r ,ub   o sr c in h s b e   e eo ig r p dy ,t e e po a in a d u l ain o   sr c :I  e e ty a s r a c n t t   a  e n d v lp n   a i l n u o h   x lr t     t i t   f o n i z o u d r r u d s a e a- b c mig a   n x r be t n  th   n e go n   ul i g i mo   n   r -i h s ma e t e n eg o n   p c   l   e o n   n i e o a l r d   e u d rr u d b i n  s e e t d   r a d mo e e t a   d  h     n i p i   sg     e y c i c p o l m T i a e   ic s e  h   a  ̄a o   r b e o     u y a t u l t e in a v r   r ia  r b e . hs p p rds u s d t e c c f n p o l m  ft e b o a c   fw tr a d - fd tl   l i h n y o   a e    n te e gn e i g a t b o a c -ea o a e  h   lt n h p b t e   o e a t u l ta d p r a  t- p i . h   n i e rn   i u y n y lb r td t e r a i s i   ewe n wh l  i p i     a t a iu l t n - e o n - fn i n l f 

Ke wo d :a t- p i   trl v l nib o a c y r s n iu l t f wae  e e ;a t u y y:w oe a t u l :p ri   t —u l t - n h l  i p f n - i t a t a i pi  l a n f

1 前 言   
随着 城市 建设 的高速 发 展 , 市建 设用 地越 来  城
越少, 地下 空 间 的开 发 利用 成 为发 展 的必 然 趋 势 。  

的表 达式 , 有资料 没 有 明确 和 统一 。 现   文献 [ ] 用 了 荷 载 效 应 与 抗 力 的 关 系表 达  2采 式, 献[] 文 3 引人 了抗 浮 力 安 全 系 数 , 献 [ ] 文 4 和  [ ] 出了抗 浮稳定 性 系 数 和稳 定 性 抗 力 系数 , 5提 系 
数 取值 10 . 5~1 1 。 .0   作 者认 为 , 下建 ( ) 的抗 浮 验 算 表 达式 , 地 构 筑   应 统 一 一 致 , 议 采 用 建 筑 结 构 荷 载 规 范  建 ( B 0 0 2 0 ) 的表 达 形式 , 予 以明确 。 G 5 0 9— 0 1 中 并   抗 浮验算 的表 达式 为 :  
Ss R      () 1 

下 沉式 广 场 、 下商 业街 、 下车 库 、 下 管廊等 地  地 地 地
下建 ( ) 物 不 断 出现 , 筑 结 构 的 抗 浮 问 题 日 构 筑 建   益 突 出。但对抗 浮 设计 中 的一些 问题 , 现行 规范 没  有 明确规 定 , 实践 中出现 因人理 解不 一 的现象 。 在   本文 对抗 浮设 防水 位 的确定 , 浮力 及抗 浮力  水

的计 算 , 以及地 下工 程整 体抗 浮 与局部 抗 浮问题 进  行 阐述 和探讨 , 供设 计人 员参 考 。  

式 中 : 为 结 构重 要 性 系 数 ;   S为水 浮力 效应 的设  计值 ; R为地 下建 ( ) 构 筑物 抗力 设计 值 。  

2 抗 浮验 算 的表 达 式 
对 于地下 建 ( ) 物 , 构 筑 文献 [ ] 30 2条规  1第 ..
定, 当地下 水埋 藏 较 浅 , 筑 地 下 室 或 地下 构 筑 物  建

3 水 浮 力 与抗 浮 力 的计 算   
3 1 抗浮 设计 水位 的确 定  . 抗 浮设 计 水 位是 水 浮力 计 算 的前 提 条 件 。在 

存在 上浮 问题 时 , 尚应 进 行抗 浮 验算 。但 抗浮验 算 

?

收 稿 日期 :0 60 -8 修 改 稿 ) 20 - 2 ( 4  

作者简介 : 袁正如 (9 3) 男 , 16 - , 江苏启东人 , 士 , 硕 高级工程师 , 主要从事 国防工程 、 防工 程科研设 计工作。 人  
E— i y r 63 1 mal: z 1 @ 63. o c m 

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50 2 

地 下 空 间 与 工 程 学 报 

第 3卷 

工 程地 质勘察 报 告 中 , 般 只 提 供 常 年最 高水 位 , 一   勘 察期 间的地下 水 位 和 地下 水 的 变 幅范 围 。但 对  于地下 建 ( ) 物 , 加强 地下 水 对 工 程 建 设 影  构 筑 应 响 的认 识 , 对地下 水 的 问题 进 行认 真研 究 , 对 工  针

程情 况 , 理确定 建筑 防水 设计 水 位和 抗浮 设计水  合
位 。需 要指 出的是 , 下 工 程 的 抗 浮设 计 水 位 , 地 它 

不是 工程 所在位 置 的常年 最 高水位 , 不是 勘察 期  更 内的当 前水 位 , 应综 合 分 析 历 年 水 位 地 质 资料 , 而   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 、 泄条 件 等 因素 , 合 工程 重 要 性 以及  排 结
工 程建 成后地 下水 位 变 化 的 可 能 性确 定 抗 浮设 计  水位。  
图 1 抗 浮设计 水位与地下工程关系(     A)
F g 1 Reein h p b t e n w trlv la d i.  lt s i   ew e   a e e e  n   o

u drru dpoet A   n e on  r c( ) g j

理 论上讲 , 下工 程 的抗 浮设 计 水 位 , 为 工  地 应 程使 用 期 内工 程 所 在 位 置 的最 高 洪 水 位 。对 具 体  工 程而 言 , 抗浮 设 防水 位最 高 只为 工程 地面 的齐  其 表位 置 。因此 , 果最 高洪 水位 高 出工 程上方 覆 土  如
地表 , 则抗 浮设 防水 位 即为 工 程 地 面 位 置 , 则取  否

实 际最高 洪水位 。  
3 2 水浮 力的计 算  .

地下水 对地 下 建 ( ) 物 的作 用 , 同 于 置  构 筑 不 于净 水 中的物 体受 到 的水 的 作 用 。 因此 要 十 分 准 
确地 确定 地下水 的压 力 是 比较 困 难 的 。实 际 上 不 
图 2 抗 浮 设 计 水 位 与地 f 程 关 系 ( ) = 工 B 
F g 2 Rea in hp b t e n wae   v la d i.  lt s i  ew e   trl e    o e n

同的地基 环 境 中 , 对 地 下 建 ( ) 物 的 浮 力 作  水 构 筑
用是 不一 样 的。 当位 于粉 土 、 土 、 土 、 粘 砂 碎石 土 和  节理 裂缝 发 育 的岩 石 地 基 时 , 于 地 层 的 透 水 性  由 式中

u drru dpoetB) n e on  r c(   g j

^ 为 水浮 力 的分项 系数 。 y    

好, 水浮 力不应 折 减 , 位 于 节 理 裂 隙不 发 育 的岩  而
石 地基 时 , 至工 程 底 板 与 岩石 密 贴 时 , 甚 可考 虑 水  浮力 的折减 , 甚至 不考 虑水 浮力 的作 用 。对于 需要 

对于 ^ y  的取值 , 的取 10 有 的取 12, 有 ., . 也有  的取 14 。 。作者 认 为 , 抗 浮设 计 水 位确 定 的 水 浮  按 力分项 系数 , 10比较合 适 。原 因为 : 是 抗 浮  取 . 一
设 计水 位 以结构 使 用期所 遇 最高洪 水位 为依 据 ,   出 现的 可能性 较小 ; 是结构 的 抗浮力 并 不需要 太 大  二

进 行水 浮力 折 减 或 不 计 水 浮 力 的 地 下 建 ( ) 构 筑 
物, 应进 行专 门论 证研究 。本文 只考 虑不计 水 浮力  折减 的情况 。  


的安全 度 ; 三是 如工 程本 身外 侧构件 如 外墙 与土 体  有摩擦 力 , 往往 难 以计算 , 程上 也不作 计算 , 也  工 这 增加 了结 构安 全度 ; 四是现有 文献 水 浮力作 用 均取  标准 值 。因此 , 浮 力 的效应 设 计 值 取 其 标 准 值 , 水   即分 项系 数取 10是合理 的。 .  
3 3 抗浮 力 的计算  .

般 情况下 , 浮设 防水位 与地 下 工程相 对工  抗

程位 置关 系 , 图 1 图 2所示 。 如 、  

图 1 图 2两 种情 况 下 , 用 在 地 下 建 ( ) 、 作 构 筑  物上 单位 面 积水 浮力 标 准值 分 别 用 ( ) ( )式  2 和 3
表示 为 :   S  =y h 水( 3一h ) 2  S  =y h 水( 3一h ) 1   () 2  () 3 

结构 的抗 浮力 设计 值 R 由包 括 覆 土 在 内的 结 
构 自重 R自和采 取 其 它抗 浮措 施 后 提 供 的抗 浮 力 

设计 值 R苴组成 , 浮力 设计 值 R表示 为 : 抗  
R = 自+ 其       () 5  只有 当包括 覆 土 在 内的结 构 自重 不 足 抵 抗 水 

式 中 : 为 单 位 面 积 水 浮 力 标 准 值 ( N m ) ^   S K /   ;水 y
为水 的容重 ( N n ; 为 抗 浮 设 防水 位 离 地 面  K / d) h

距 离 ( ;  m) h 为工 程 顶板上 表 面离 地 面距 离 ( 1 ; I)   l h 为 工程底 板下 表面 离地 面距 离 (   m)。   水 浮力 效应 的设计 值 为 :  
S = II   S  () 4 

浮 力效应 时 , 才采 取其 它抗 浮措 施 。 目前 工 程上 采 
用 的 抗 浮 措 施 主 要 有 配 重 、 浮 桩 、 浮 锚 杆  抗 抗

等 ] 。根 据 工 程 具 体 条 件 、 工 水 平 和 经 济 合 理  施

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20 07年第 3期 

袁正如 , : 等 地下工程抗浮设计 中的几个 问题 

5 1 2 

性来 确定 采取 何种措 施 。  

面 建筑 物 投 影 以外 的地 下 室 , 一 定 满 足抗 浮 要  不

结构 自重 抗浮力 设计 值 R自只计永 久 荷 载 , 其 
分项 系数 取 0 9 . 。对 于结 构 物 上 方 的覆 土 , 据 其  根

求 , 需 重 视 局部 抗 浮 问题 。一般 来 说 , 于伸 出  还 对 主体建 筑平 面外 较小 的地 下 室 , 以考 虑增 加外 挑  可 地 下室 部分 的刚 度 , 之与 主体 建 筑 构 成 整体 , 使 集  体 抗 浮 。而 对 于 外 挑 较 大 的 地 下 室 , 合 理 的 办  最 法 , 考虑 主体 建 筑对 该 部 分 抗 浮 贡 献 , 单 独 进  不 应
行抗 浮验算 和抗 浮设 计 。  

与抗 浮设 防水 位 的关 系 , 采用 容重 或 浮容重 。对 图 
1 图 2二 种 情 况 , 自的计 算 式 分 别 为 ( ) ( ) 、   6 和 7 
式:  

尺自= . [ 土h +y土 h 一 1 O 9 y 1   ( 2 h )+尺   构]
R 0 9 y 2 构) 自= . ( 土h +尺  

() 6 
() 7 

式 中  构为 地下 建 ( ) 物 折算 后 单 位 面 积 自 构 筑  

5 结语   
地 下 工 程 的抗 浮 设计 是 结 构 设计 中 的一 个 重  要 组成 部分 。设 计 人 员 应 根据 地 下 工 程 具 体 情 况 

重标准值( N m ) y K /   ; ±为覆土 的容重 ( N m ) K /  ;  
y±   为覆 土的 浮容重 ( N/ )  K m  。

4 整体 抗 浮与局 部 抗 浮 问题 
以上讨 论 的 是 纯 地 下 建 ( ) 物 的抗 浮 问  构 筑 题, 但对 于上 部有建 筑 , 下部 有地 下室 , 地下 室 的  且

进行 认 真分 析 , 确计 算 水 浮 力 与 抗 浮 力 , 理好   正 处 工 程整 体抗 浮 与局部 抗 浮的关 系 , 择合 理 的抗 浮  选 措施 , 既保 证地 下工 程 的安全 , 又节 省投 资 。  
参考文献 :  

范围超 出上部 主体建 筑 物 以外 的情 况 , 存在着 局  还 部抗 浮和整体 抗 浮的 问题 。  
4 1 整体抗 浮验算  . 与上述相 同 , 浮 验 算 的 表 达 式 仍 采 用 ( ) 抗 1 
[ ] 建 筑 地 基基 础 设 计 规 范 ( B 0 0 1  G 5 0 7—2 0 0 2)[ ] S.  
( oef   ei  f u dn  on a o G 50 7— C d  rD s no  i igFu dt n( B 0 0   o g B l i

20 ) S .(nC iee ) 0 2 [ ] i hns )    [ ] 建 筑 结构 荷 载 规 范 ( B 00 2 G 50 9—2 0 )[ ] ( od 0 1 S . La  
C efrD s  fB ligSrc rs ( B 0 0 — d o o     ei o u dn  t t e G 50 9   n g  i uu

式 。根 据抗 浮设 防水位 与地 下室 之 间 的关 系 , 地下  工 程 的总水 浮力标 准值 , 图 1和 图 2所 示情况 计  按
算式分 别为 ( ) ( ) : 8和 9式  
S I=y ( 1+S ) h 水S 2 ( 3一h ) 2  () 8 

2 0 ) S . i hn s)  0 1 [ ] (nC iee ) [ ] 地 下 工 程 防 水 技 术 规 范 ( B00 3 G 5 18—20 ) [ ] 01 S.  
( eh i l C e f  Wae r f g f U dr on   T cnc   o   r a d o tr oi  o  n eg ud p on r

S I=y S 水( 1+S ) h 2 ( 3一h ) 1  式中

() 9 

Wok G 5 1 8— 0 1 S .(nC ns )  rs( B 0 0 20 )[ ] i h ee )  i [ ] 给水 排 水工 程 构筑 物 结构 设 计 规 范 ( B 0 6   4  G 5 0 9— 20 )[ ] ( t cua D s   o ef   pc  t t  0 2 S . S utrl ei C d  rS ei S . r   g n o l r u
tr     trS p l a d Wa t Wa r E  ̄ e f g u e o Wae  u p   n   s   t   n n e n   sf y e e i

S 为地 面建 筑投 影 面积 ( ) S   m  ; 为纯 地 下 

室 的 建 筑 面 积 (   ;   — 工 程 总 的 水 浮 力  m ) s—
( N)  k 。

水 浮力 效应设 计值 表达 式 同式 ( )  4。 结 构抗 浮力 设 计 值 表 达 式 同 ( 。其 中 自重  5) 抗浮 力设计 值计算 表达 式对 应 ( ) ( ) 分别 为  8 和 9式
(0 和( 1 式 : 1) 1 )  

( B 06 G 50 9—20 ) S . i C iee ) 0 2 [ ] (n hns)    [ ] 给水排水工程 管道结 构设计 规范 ( B 0 3 2 0   5  G 53 2— 02) [ ] ( t cua D s   o efrPph e    t   S . Sr tr   ei C  o  ie nso Wa r u l n g d f e S p l a dD a ae( B 0 3 2 0 ) S . i  h. upyn   r ng G 5 3 2— 0 2 [ ] (nC i   i  
ns )  ee )

尺自= . [ 土^S + ,( 2 1S +R   O9 y 12 y土 h 一h )2 构]
R自= . ( 土hS +R   O 9 y 22 构)
值 (N)  k 。

(0  1)
( ) 1  1

[ ] 袁正如.地下工程 的抗 浮设计 [ ] 6  J .地下空 间.0 4  20 ,
2 ( )4 4 1 : 1—4 . Y a  hnr. D s n o  n e- 3 ( u n Z egu ei   fU dr g  

上式 中 尺 构为 地 下 结 构 和 地 上 结 构 自重 的总 

gon   n n e n  n ru dE  ̄ ef g A t i i—u lt J .U drru d pi.[ ] nego   f n
S ae20 . i C ns) . pc ,0 4 (n h ee )  i  

根 据水 浮力 效应 设 计 值 S与 不 计 其 它 抗 浮措  施时 , 结构 抗 浮 力设 计值 R 比较 , 断 是 否满 足整  判 体抗 浮要求 , 如不 满足 , 则需 采 取抗 浮措施 。  
4 1 局部抗 浮  .

[ ] 曾国机 , 7  王贤能 , 胡岱文 .抗 浮技 术措施 应用 现状 分  析[] J .地 下 空 间, 04,4 I :0 2 0 2 ( ) 15—19 ( eg 0 . Z n 
G oi WagXan n ,H   a e .A ayio  rs uj, n   i eg uD i n nl s nPe- n w s   
e t t t  o  An ifo tn  Te hn lg  Ap lc to   n  Si i ua on f t? ai g l c oo y p ia in

工程 整体抗 浮 的满 足 , 并不 代表 工 程局部 抗浮  都能 满足要 求 。对 于整 体抗 浮满 足 要求 的工 程 , 地 

[ ] n e rn  pc , 0 4 2 1 :0 J .U d r o dS ae 2 0 ,4( ) 15—19 (n g 0. i  
C ns)  i h ee )


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