随着城市经济的快速发展,地下室的埋深也在不断加大,地下空间的开发与利用日益受到重视。这使得建筑物的抗浮问题日益凸显,地下室的抗浮设计成为了确保工程安全与造价的关键因素。尤其在大底盘结构上存在不同高度的建筑物或存在局部楼板缺失开洞现象时,整体抗浮与局部抗浮的考量尤为重要。
抗浮设计需严格遵循相关规定,其核心在于确保建筑物在受到水浮力作用时,能保持稳定。《地基规范》提出,在基础存在浮力作用的情况下,应进行抗浮稳定性验算,并需满足一定条件。例如,计算中需考虑建筑物自重、压重、浮力等要素,以确保整个系统的稳定平衡。
对于地下室抗浮设计而言,不仅需进行整体抗浮验算,以确保整个地下室的抗浮力(压重+抗拔力)大于水的总浮力,还需进行局部抗浮验算,确保柱、桩、墙等关键部位在水浮力作用下的抗拔力或抗压力能平衡其所影响区域的水浮力,从而避免局部上浮破坏。
在局部抗浮验算中,还需特别关注大面积地下室上部无建筑或建筑层数不多的局部区域,这要求对这些区域进行更为细致的抗浮能力分析。当整体满足抗浮稳定性要求,但局部不满足时,可通过增加结构刚度或采取其他措施,如增设抗浮构件、增加压重等来解决。
整体抗浮验算是指针对整体结构的抗漂浮稳定性的评估,如某纯地下室范围的抗力与浮力计算。以某地下室为例,通过计算得出水浮力、底板外伸部分回填土重、高层部分筏板总重、桩基承台总重、桩自重、高层部分地下室顶板以上部分自重总和、地下室部分和裙房部分恒荷载总值等关键参数,进而计算出抗浮全重。通过比较抗浮全重与水的总浮力,验证地下室整体抗浮验算是否满足要求。
设计过程中,需综合考虑整体和局部抗浮稳定性,确保建筑物在不同条件下的安全。局部抗浮的考量尤为关键,因为仅计算上部结构总自重标准值大于总的水浮力设计值,并不能确保局部范围的抗浮稳定性。在设计中,需要详细分析上部结构荷载的分布范围与抗浮力的关系,以避免局部范围因抗浮压力或拉力小于水浮力而产生上浮问题。
在整体抗浮满足的情况下,如果基础局部的水浮力超过上部结构荷载,可能导致上浮现象。此时,可以通过加强筏板配筋、加厚筏板厚度、增设抗拔桩等措施来解决,以确保筏板、防水板的抗弯能力及抗拔桩的抗拉能力,从而满足结构的刚度与强度要求。
综上所述,进行建筑物抗浮设计时,需全面考虑整体与局部抗浮稳定性,遵循相关规范,合理计算关键参数,采取有效措施,确保建筑物在不同条件下的稳定与安全。