抗浮系数取值合理性及成本影响浅析

《抗浮标准》 3.0.3条规定了抗浮稳定性验算公式，抗浮稳定安全系数与抗浮工程设计等级关联，浮力设计值分项系数见3.0.9条。

▲《抗浮标准》3.0.3条——抗浮稳定安全系数

《抗浮标准》 3.0.9条规定了抗浮设计作用效应组合系数，抗浮稳定性验算时，水浮力分项系数取1.0，确定抗拔桩数量时，水浮力作用效应采用标准组合，即水浮力组合系数取1.0。

▲《抗浮标准》3.0.9条——水浮力分项系数与组合系数

《抗浮标准》 7.1.8条规定了抗浮结构及构件结构设计时，不同抗浮设计等级采用的重要性系数。 《抗浮标准》编制组文件指出 结构及构件的 “结构设计”包括长度、配筋、裂缝等，此时才考虑重要性系数。

▲《抗浮标准》——抗浮结构重要性系数

本工程为上海住宅项目，地下室基本情况如下：

结构形式：钢筋砼框架；

层数及层高：地下一层，层高3.8m；

标准柱跨：8.1m×（4.75m+6.7m+4.75m）；

荷载：顶板覆土按1.5m，地下室面层按100mm；

抗浮水位：取室外地面下0.5m；

桩型：抗压兼抗拔管桩。

本工程抗浮设计等级为甲级， 结构重要性系数与抗浮稳定安全系数按 《 抗浮标准 》 取值 ，软件不重复考虑，软件参数如下所示：

▲ YJK软件——抗浮稳定安全系数与结构重要性系数

由于部分设计认为算单柱下桩拔力时，水浮力计算要考虑 1.1重要性系数（具体软件执行为定义1.1水浮力组合系数）， 故桩基对比方案采用 PHC500(100)-AB管桩和PHC400(95)-AB管桩分别考虑高水组合系数1.1和高水组合系数1.0，统计范围为2个车位+1个车道柱跨内桩基工程量。

水浮力计算考虑高水 1.1和高水1.0标准组合系数，软件参数如下：

         

         

▲ YJK软件——高水1.1和高水1.0标准组合系数

水浮力计算考虑高水 1.1标准组合系数，PHC500(100)-AB和PHC400(95)-AB相应抗拔桩布置如下：

         

PHC500(100)-AB （高水 1.1）                    

         

          PHC400(95)-AB（高水1.1）          

水浮力计算考虑高水 1.0标准组合系数，PHC500(100)-AB和PHC400(95)-AB相应抗拔桩布置如下：

         

PHC500(100)-AB（高水1.0）                    

         

          PHC400(95)-AB（高水1.0）          

水浮力计算考虑高水 1.1标准组合系数：采用 PHC500(100)-AB大小跨均为一柱一桩； 采用 PHC400(95)-AB大跨为一柱两桩，小跨为一柱一桩；

水浮力计算考虑高水 1.0标准组合系数：采用 PHC500(100)-AB大小跨均为一柱一桩 ，桩长可减短 ； 采用 PHC400(95)-AB大小跨均为一柱 一 桩 ，即可满足要求 ；

不同水浮力组合系数桩基经济性对比如下表：

▲ 不同水浮力组合系数成本对比表

由上表可知，高水 1.1标准组合系数，采用 PHC500(100)-AB 更经济；高水 1.0标准组合系数，采用 PHC400(95)-AB 更经济；而两者单方造价却相差近 1/3。由此可见，水浮力组合系数影响 桩基经济性选型结论 ，对抗浮成本影响很大。

3.1.1  在《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019主要问题释义中（标准编制组出的文件），新抗浮标准对工程结构设计的影响问题举了一个例子。可以看出，抗浮设计等级甲级，水浮力计算及抗浮稳定性验算均未体现1.1组合系数或重要性系数。

▲《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019主要问题释义

3.1.2  2021年苏州市建设工程施工图设计审查疑难技术问题指导2.1条也明确了计算抗拔桩数量时并未要求执行该标准第7.1.8条重要性系数的规定，仅抗浮结构及构件设计时执行。

▲2021年苏州市建设工程施工图设计审查疑难技术问题指导

3.1.3  YJK软件执行情况：《抗浮标准》刚实施之际，YJK3.1.0版本，抗浮稳定验算时确实考虑了结构重要性系数，此处编制疑似有误。

▲ YJK3.1.0抗浮设计的结构重要性系数

而后续版本如 YJK5.2.1抗浮稳定验算已删除结构重要性系数 。即使设置高水分项系数 1.1， 抗浮稳定验算 也是 考虑高水分项系数 1.0的组合 。

▲ YJK5.2.1无抗浮设计的结构重要性系数、高水分项系数1.0

《抗浮标准》7.1.8条指出抗浮结构及构件结构设计时，需要考虑重要性系数γ0，但此重要性系数γ0仅用于在抗浮梁板强度计算，重要性系数γ0是根据抗浮等级确定的，而抗浮稳定性计算时，由于已经考虑了抗浮等级系数Kw，因此不需要重复考虑；在计算水浮力和抗浮桩根数时，均采用标准值即组合系数1.0，更无需考虑重要性系数γ0。如抗浮系数选取不当，必将带来抗浮成本大幅上升。