城市综合体酒店项目地下室抗浮设计

王同乐

（江苏筑森建筑设计有限公司，江苏 常州 213000）

0 引言

当前，建筑物下设地下室十分普遍，且地下室的层数有增加的趋势，房屋下设两层、三层地下室已经成为普遍现象。设置地下室，就需要验算建筑物基础在水浮力作用下的抗浮稳定性，地下室底板及外墙设计时均需要考虑水压的作用，因此抗浮水位确定的高低对建筑物的建设成本影响较大。

对于抗浮水位的确定，全国各地均有标准，有些地方按室外地坪标高确定，一般情况下抗浮水位标高为室外地坪标高以下500mm。本文根据当地地方经验和该工程特有的地形条件，采用了切实可行的防排水设计措施，大幅降低了抗浮水位标高，取得了较好的经济效益。

1 工程概况

贵阳经开区吾悦广场城市综合体酒店项目位于贵州省贵阳市经开区，南临中桐路。总建筑面积50088.3m2，地上建筑面积28061.02m2，地下建筑面积22027.28m2，地上建筑层数22层，建筑总高度95m，地下建筑层数3层，埋深13.6m。该工程主楼结构体系为框架-核心筒结构，结构总高度95m，裙房为框架结构，总高度11m。主楼柱网8.4m×8.4m，裙房柱网7.2m×11.050m。该工程为山地建筑，地势整体呈西高东低，南高北低，该工程±0.000等于黄海高程1089.15m，建筑总图东北角最低，约为黄海高程1076.8m。该工程建筑总图见图1所示，建筑剖面图见图2所示。

图1 建筑总图

图2 建筑剖面图

2 场地环境与工程地质条件

2.1 岩土构成

2.1.1 土层

（1）素填土(Q4ml)

（2）粉质黏土(Q4el+dl)

2.1.2 基岩

（1）全风化砂岩夹泥岩（Jx）

（2）强风化砂岩夹泥岩（Jx）

（3）中风化砂岩A单元（Jx）：岩样天然单轴抗压强度平均值frm=7.32MPa、标准值frk=6.83MPa。

（4）中风化砂岩B单元（Jx）：岩样天然单轴抗压强度平均值frm=15.07MPa、标准值frk=14.20MPa。

（5）中风化泥岩（Jx）：岩样天然单轴抗压强度平均值frm=4.00MPa、标准值frk=3.54MPa。

2.2 场地地下水

钻探结束24h后对钻探孔进行水位量测，受平场和交叉施工以及上部回填跨孔的影响，大部分钻孔堵孔。所钻162钻孔中，共计完成稳定水位测量130次，所测钻孔中受地表汇水的影响，钻孔水位埋深较浅，所测水位为假水位，且同一钻孔前后所测水位相比有所下降，说明地下水补给受地表汇水和降水影响，补给较差，水量较小，孔内水主要为钻探滞留水及原地貌沟槽处渗出地表水，未测得稳定水位。

3 地下室抗浮设计

3.1 地下室抗浮水位建议

根据钻孔水位量测、水文地质资料，未能测得地下稳定水位，同时结合临近在建建筑S1#（地下室底板标高1071.55m）基础开挖成果，综合显示拟建场地地下水埋藏较深，对拟建物影响较小。但因拟建建筑物存在地下室，地下室基坑将形成类似盆状的负地形，地表水等下渗补给上层滞水，地表水将汇集于地下室外墙及基坑范围内的环状空间，形成“盆池效应”[1]。汇集的地表水如无有效措施进行排泄，日积月累，水位渐涨，地下室底板及侧壁将承受汇集于环状空间的上层滞水压力，故设计时需考虑地下室底板和侧壁封闭后的排水措施及防渗防潮措施和结构措施，避免因上层滞水压力导致地下室底板及侧壁开裂漏水，对地下室底板造成破坏，若不作好防排水设计措施，应按室外地坪标高（1089.00m）考虑地下室的抗浮设防问题。同时还建议结合拟建物结构特征、荷载特征及规划特点，组织拟建场地抗浮设防水位的专项专题会议，最终确定场地内的抗浮设防水位[2-4]。

3.2 防排水设计措施及抗浮水位确定

3.2.1 常规设计

该工程有三层地下室，地下室底板为板面结构。

该工程室内标高为-13.150m，相当于黄海标高1076m，基底标高约为黄海高程1075.4m。根据勘报建议抗浮水位，为作好防排水设计措施，应按室外地坪标高（1089.00m）考虑地下室的抗浮设防问题，抗浮水头高度较高，抗浮验算时水浮力很大，抗浮水头高度=1089.0-1075.4=13.6m，水浮力标准值为136kPa。

根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)第5.4.3条规定，建筑物基础存在浮力作用时应进行抗浮稳定性验算[5-6]，并应符合下列规定：

（1）对于简单的浮力作用情况，基础抗浮稳定性应符合下式要求：

式中：

Gk——建筑物自重及压重之和，kN；

Nw,k——浮力作用值，kN；

Kw——抗浮稳定安全系数。

该工程为体型复杂，主裙楼层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物，地基基础设计等级为甲级，相应建筑抗浮工程设计等级为甲级。根据建筑工程抗浮技术标准JGJ 476-2019第3.0.3条规定，使用期间抗浮稳定安全系数Kw取1.1。

（2）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。

该工程地下室柱网局部为8.4m×11.05m、7.2m×11.05m，柱网相对较大，单柱下的浮力作用值（单位：kN）较大，单柱下浮力为8.4×11.05×136=12623kN、7.2×11.05×136=10820kN。单柱下自重及压重之和远小于以上数值，基础在浮力作用时抗浮稳定性验算不能满足设计要求，这将导致设置的钢筋混凝土抗拔桩数量较多，施工的工期和房屋的造价增加较多。

地下室底板及外墙设计时也应该考虑水压力的作用，由于抗浮水头较高，直接导致了地下室的底板及外墙的厚度增加较多，底板及外墙的配筋增加较多。

3.2.2 增加排水设计措施

按常规设计时，水头较高，导致抗浮稳定性验算不能满足要求，增加的抗拔桩数量较多，另外，底板抗浮验算及外墙设计均较困难，建造成本及施工工期增加较多，建设方较难接受。

该工程为山地建筑，地下室底板板面标高为1076.15m，而场地东北角最低，约为黄海高程1076.8m。为了使设计合理化、精细化，节约施工工期及建造成本，本设计根据当地工程经验，采用了排水盲沟[7-8]的设计措施，对汇集的地表水及上层滞水作有效引排或保护，避免排入地下室基坑内产生积水，对地下室底板造成破坏。排水盲沟做法见图3所示。

图3 排水盲沟结构示意图

当建筑场地或总图中有一侧或几侧标高高出周边市政道路或场地，而且地下室周边土层为弱透水性土层，地下水量不大，排水面积较小，常年水位相对较低时，可通过在地下室周边设置排水盲沟，用来降低抗浮水位，从而节约工程造价。该方法是通过隔、排结合，将地下水位控制在排水盲沟标高以下。

该工程在地下室二层底板标高处，沿房屋四周设置了排水盲沟，盲沟底标高约为黄海标高1079m，该工程为山地建筑，场地东面、北面地势相对较低，东北角地势约为黄海标高1076.8m。通过给排水专业设计将地表水及上层滞水引排至场地东北角的市政排水管网中，以达到降低该工程抗浮水位的目标。

3.2.3 抗浮水位确定

通过采取该设计措施，并组织拟建场地抗浮设防水位的专项专题会议后，最终确定场地内的抗浮设防水位为黄海标高1081.45m，抗浮水头高度=1081.45-1075.4=6.05m，底板水浮力标准值最大约为60.5kPa。通过排水盲沟的设计，很大程度降低了抗浮水位，降低了工程的建造成本[9]。

4 结束语

本文介绍了贵阳经开区吾悦广场城市综合体酒店项目地下室抗浮水位的确定过程，其抗浮设计突破了传统的设计理念，采用地方经验，降低了工程的建造成本。

该地下室抗浮设计通过采取排水盲沟的设计措施，并组织拟建场地抗浮设防水位的专项专题会议进行论证，该设计大幅度地降低了抗浮水位标高，使抗浮水头降低至6.05m。

总之，设计是工程建设的灵魂，设计者需要结合具体工程的特点，利用各地地方经验，精细设计、合理布设，以实现节约建造成本的目的。希望本文能够为相关工作人员提供帮助，推动我国建筑设计质量进一步提高，构建和谐稳定的社会环境，满足居民对于建筑的需求。