抗浮设计小议

发布于：2021-02-24 11:39:24 来自：建筑结构/地下室设计 [复制转发]

建筑抗浮设计是个大话题，综合性强，由抗浮引发的问题时有发生。近期法院宣判了几起因抗浮引起的工程事故，对相关单位尤其是设计院进行了处罚，引起了社会特别是业界的强烈反响。

结构的抗浮设计通常指地下水的抗浮问题。抗浮设计是结构设计的重要环节，细分起来可以包括结构整体抗浮设计和地下室底板抗水压力设计(严格的说后者不是抗浮设计)。这两个设计要给出抗浮设防水位，一般由地勘部门提供。因抗浮设计的重要性所在，设计单位和地勘单位在这个环节都有严格和明确的工作程序，一般来说地勘单位给出的抗浮设防水位和设计单位的抗浮设计都不会出错，因此本文不讨论这个意义上的抗浮设计问题。

图 1

近期出现的建筑抗浮问题属地表水的抗浮问题。浙江义乌的项目很有代表性，图1节录了部分法院的判定结果。注意以下结论：地表水的抗浮不属于勘察范围，地下水位低不存在其抗浮问题;地下室受损系由于暴雨时地表水经肥槽渗入建筑基坑四周以至联通地下室底板下部，使建筑物形成水盆，造成抗浮失效引起结构损坏。

可以说，所谓的建筑抗浮失效问题绝大部分是地表水的“水盆效应”(图2)。

图 2

对于建筑物地下室四周的肥槽回填，“高规”有明确规定。“高规”第12.2.6条指出：高层建筑地下室外周回填土应采用级配砂石、砂土或灰土，并应分层夯实。对此条文说明解释为：控制和提高高层建筑地下室周边回填土质量，对室外地面建筑工程质量及地下室嵌固、结构抗震和抗倾覆均较为有利。由此可见，“高规”的肥槽回填要求，是基于嵌固的概念，体现在对回填土的压实。对回填土的抗渗性未给出要求。实际上砂石、砂土具有透水性，不能用于肥槽回填。

“地下防水工程技术规范”对肥槽回填土的要求是从地下室混凝土外墙防水角度考虑，为避免肥槽形成积水区，故不能用砂石，而采用灰土、黏土、黄土，通过分层夯实也同时起到了对地下室的侧限作用。该规范的这种回填土要求也起到了防止水盆效应的作用。

综上，地下室肥槽的回填应采用灰土等分层夯实形成不透水层，或采用水泥土、素混凝土、毛石混凝土回填，以避免建筑物因地表水形成水盆效应引起抗浮失效。

讨论

1.地下水位很高，比如在地面，是否还需要用不透水的回填土回填肥槽

初看起来的确不用，因为设防水位已到地面标高了。但有一种情况应当注意，如果建筑物地势低，暴雨时在建筑物四周形成高于地面的水池，这时肥槽回填不好仍会形成水盆，这时水位将超过设防水位，如果是纯地下室可能会漂起来了。

2. 岩石地基

如图3，岩石地基基岩面位于地下室深度中部，地下水位位于地下室底板以下。由于基岩为不透水层，通常认为不存在抗浮问题(因为此时底板底部无水压存在)。但如果肥槽回填不好，岩石中的裂隙水会通过节理裂隙渗入肥槽，从而形成肥槽至底板底部的积水通路，把本没有抗浮问题的建筑引导出抗浮失效。因此，这时建议基岩部分的肥槽(阴影部分)采用水泥土等不透水材料回填。

图 3

3. 大水盆会不会出现

图4

说到水盆效应，自然会想到，即使肥槽用不透水层回填，但暴雨时肥槽以外会不会形成大水盆。一般来讲不会，一是肥槽厚度小，暴雨很容易灌满，而肥槽以外面积大不容易积水至地表高度;二是自然状态的土通常具有一定的不透水性，比如义乌这个例子(图4)，场地土上层填土层为含砾黏土层，透水性差，可视为不透水层。当然，如果建筑物建在沙滩上，那就另当别论了。