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【摘 要】 随着地下建筑结构的不断发展，研究其抗浮设计及措施凸显出重要意义。本文首先介绍了地下水对地下建筑物的危害，进而分析了地下建筑结构的抗浮设计方案，最后在结合相关实践经验的基础上，探讨了地下建筑结构的抗浮措施。
【关键词】 地下；建筑结构；抗浮设计；措施；探讨
一、前言
地下建筑结构的稳定离不开科学合理的抗浮设计，以及一定的抗浮措施。在地下建筑结构不断丰富化、立体化、多元化的今天，有必要更为深入地研究其抗浮设计及相关控制措施。本文从介绍地下水对地下建筑的多方面危害着手研究。
二、地下水对地下建筑物的危害
近几年来，随着我国经济的不断发展与提高，建筑行业在我国经济快速增长的趋势中占据着非常重要的地位。同时随着建筑行业的不断创新与发展，地下室与地下建筑工程也开始越来越多，所以，在地下建筑中遇到的抗浮问题也随之引起了人们的重视。
1.水位变化对地下建筑的危害
就地下水而言，它的水位升降一般是受到降雨、气候以及季节变化等各种因素的影响，然而地下水水位的上升与下降，会严重影响到地下建筑的设计。
（一）当地下水的水位上升时，它不仅会造成地震沙土液化的加快，所涉及的范围更大，还会使地下建筑结构下的岩土、岩石发生断裂、扭曲的现象，导致山体滑坡，崩塌等多种地质灾害，从而也严重降低了在建筑结构中对建筑地基的承载能力，使地下建筑结构不稳定，抗震性能也不高。
（二）当地下水的水位过度下降时，就会引发地面的塌陷、地裂的沉降等各种地质灾害，同时还会引起地下水资源的枯竭以及水质恶化等各种环境问题，这些因素都对地下建筑物的稳定性、安全性以及人民的居住环境造成了很大的威胁，从而也导致了对地下建筑工程的设计产生消极的心理。
2.地下水对地下建筑构件造成了很大的侵蚀性
就地下水而言，它对地下建筑构件中的可溶性石材、混泥土、管道、金属构件等各种建筑材料都造成了很大的侵蚀，这样的腐蚀不仅加快了地下建筑中各种构件的老化、破损与寿命周期的缩短，还更严重的影响了整个地下建筑结构的稳定性、安全性与牢固度。
3.地下水的水力状态的改变
地下水的水力状态很容易发生改变，以至于在很大程度上都加大了在饱和的砂型土质中对地下建筑结构的设计难度。因为地下水的水力发生改变的时候，土质的效应力也会大大的降低，这样就很容易形成流砂，导致在建筑结构下的土体发生流动，造成地面地基的坍塌，从而严重威胁到地下建筑结构的稳定性与安全性。
三、地下建筑结构抗浮设计方案
就地下建筑结构抗浮设计与措施而言，常用的抗浮设计方案主要有以下几种：
1.盲沟排水法
盲沟排水法主要适用与在常年水位都低于地下室的底板标高。要沿着地下室的四周和底板下设置排水管道与滤水层，将水流汇集在一起引导到排水井内，用水泵将其抽排，同时地下水位要一直保持在地下室底板下的某一标高处，使底板不受水的浮力。这种盲沟排水法不仅有效的解决了地下室的抗浮问题，還解决了地下室底板的局部抗浮，从而增加其经济效益。
2.配重法
配重法是由于抗浮安全度不够而增加结构自重或者增加其上恒载的一种方法，它是利用底板外延的部分来增加回填土的重量。因为在底板上增加配重，就能有效的降低底板局部的压力，从而有利于减小底板与基础梁的尺寸。但是，实施配重法必须要注意的问题就是，虽然增加底板的厚度与覆土的厚度对地下室的抗浮有效，但同时也会增加基础的埋深，使地下水的浮力也相应增加，从而导致增加结构重量的作用会部分地被基础埋深所引起的浮力相抵消，所以，在使用配重法抗浮技术措施时，必须要对其进行认真的核算。
3.抗浮桩法
抗浮桩的单桩承载力是比较大的，它是利用桩侧阻力而引起抗浮作用的，同时它的抗浮能力还受桩径、桩长、桩型以及周围地质条件的影响。抗浮桩一般是设置在柱和墙下的，受环境以及施工条件的影响比较大，其造价也较高。当按照常规设置柱下桩基不能满足其抗浮要求时，就需要在抗浮底板下增设抗拔桩。同时根据《高层建筑岩土工程勘察规程》规定：对地下水水位或者使用荷载变化较大的地下室时宜选用抗浮桩，同时抗拔桩的抗拔承载力应通过对现场抗拔静载荷的试验来确定。
四、地下建筑结构的抗浮措施
1.施工阶段抗浮设计措施
地下工程施工期间，一般顶板的都没有覆土完全，但是底板和外墙都已完成，地下水会形成一定的浮力。在水浮力较小时，可以利用集水井、排水明沟，采用水泵抽排水，减小结构承受的水浮力。当水浮力较大时，应该在地下工程的底板中设计后浇带，将底板下的块石垫层作为倒滤层，在后浇带里插入轻型井点立管进行降水。在后浇带的浇筑过程中，应在井点的立管上焊置环形止水环，继续降水，直至地下工程地下部分顶板及顶板覆土完成后，再去掉井点立管。如若设置后浇带比较困难，也可以使用深井点降水的方法，原理和轻型井点立管降水相同。
2.永久性抗浮设计措施
目前，地下工程的永久性抗浮设计措施主要有：增加自重、锚杆设计和抗浮桩设计等。增加自重是最传统和可靠的方法，包括顶板压载、边墙压载和基板压载等，增加自重就是要保证结构本身的重力大于地下水的浮力，使得结构不上浮。锚杆设计就是通过设计抗浮锚杆，利用锚杆的抗浮力抵抗水浮力。即当地下工程建在粉质粘土、风化基岩等适宜钻孔灌浆的土层上时，可以利用这些土层，使用锚杆抗浮。抗浮锚杆易于施工、布置灵活，主要形式有：预应力锚杆和非预应力锚杆两种。但是目前国内对抗浮锚杆的设计没有明确的规范，限制了抗浮锚杆的设计和应用。
抗浮桩设计指通过设计抗浮桩，利用桩体的自重和桩的侧摩擦阻力来抵抗水浮力。目前在我国的抗浮桩设计过程中主要采用经验参数法，即利用桩的侧阻力值导入抗拔系数后作为抗浮桩的侧阻力值，抗拔系数一般取0.5～0.8。抗浮桩按照轴心受拉构件进行承载力计算，桩的配筋要求满足最小配筋率的要求。
3.控制结构上浮的措施
地下结构发生上浮事故之后，常用的处置方法有加载、洗砂和排水。加载即是设法快速增加地下室的重量，以克服水浮力及地下室侧墙与土壤间的摩擦力，使卡在土层中的地下室可沉回原位。一般将重物放在上浮量大的地方，主要放置于翘起的角落，但是要注意楼板的极限承载能力。值得注意的是淤积于底板与基地土之间的泥砂会阻止地下室下沉，继续增加载重只会使淤积的泥砂更紧密，加载并不一定能够达到所需的效果。
排水就是通过水泵将结构所在位置的地下水排出，以降低水压力从而使地下结构回归原位。在地下水头较高并且排水量小的地方，需在底板下增加倒滤层，既可以使地下水在水头作用下能够正常流出，还能保护回填土中的细颗粒不被冲走流失。排水的确是处理地下室上浮的基本动作，消灭上浮的动力后其他配套动作方可达到事半功倍的效果。
洗砂的方法有两种：一种是利用高压水枪扰动地下结构侧墙边上的土壤，降低它的摩擦力，但扰动后的土可能顺势流入底板下方，容易造成底板下淤泥沉积，不利于后续作业，采用侧壁洗砂须加倍谨慎；另一种方法是用高压水枪经由洗砂孔冲散并洗出基础底板下的泥沙，使结构得以顺利下沉。
五、结束语
通过对地下建筑结构抗浮设计及措施的研究，我们可以发现，地下水对地下建筑的影响是多方面的，这些影响决定了要采取不同的地下建筑结构抗浮设计方案，以消除此方面的影响。有关人员应该结合客观实际，制定出最为优化的抗浮措施。
参考文献：
[1]吴竞.地下结构抗浮设计中抗拔桩的应用研究[D].南昌大学学报.2010（12）：88-89.
[2]魏刚.大面积地下建筑的结构设计[J].炼油技术与工程.2012（5）：18-21.
[3]林文新.探讨建筑结构设计中地下水的影响及措施[J].城市建设与商业网点.2011（16）：55-56.
[4]郑伟国.地下结构抗浮设计的思路和建议[J].建筑结构.2013（05）：201-202.
[5]葛英华.浅谈地下水池建筑结构抗浮设计[J].广东科技.2012（19）：114-116.
【关键词】 地下；建筑结构；抗浮设计；措施；探讨
一、前言
地下建筑结构的稳定离不开科学合理的抗浮设计，以及一定的抗浮措施。在地下建筑结构不断丰富化、立体化、多元化的今天，有必要更为深入地研究其抗浮设计及相关控制措施。本文从介绍地下水对地下建筑的多方面危害着手研究。
二、地下水对地下建筑物的危害
近几年来，随着我国经济的不断发展与提高，建筑行业在我国经济快速增长的趋势中占据着非常重要的地位。同时随着建筑行业的不断创新与发展，地下室与地下建筑工程也开始越来越多，所以，在地下建筑中遇到的抗浮问题也随之引起了人们的重视。
1.水位变化对地下建筑的危害
就地下水而言，它的水位升降一般是受到降雨、气候以及季节变化等各种因素的影响，然而地下水水位的上升与下降，会严重影响到地下建筑的设计。
（一）当地下水的水位上升时，它不仅会造成地震沙土液化的加快，所涉及的范围更大，还会使地下建筑结构下的岩土、岩石发生断裂、扭曲的现象，导致山体滑坡，崩塌等多种地质灾害，从而也严重降低了在建筑结构中对建筑地基的承载能力，使地下建筑结构不稳定，抗震性能也不高。
（二）当地下水的水位过度下降时，就会引发地面的塌陷、地裂的沉降等各种地质灾害，同时还会引起地下水资源的枯竭以及水质恶化等各种环境问题，这些因素都对地下建筑物的稳定性、安全性以及人民的居住环境造成了很大的威胁，从而也导致了对地下建筑工程的设计产生消极的心理。
2.地下水对地下建筑构件造成了很大的侵蚀性
就地下水而言，它对地下建筑构件中的可溶性石材、混泥土、管道、金属构件等各种建筑材料都造成了很大的侵蚀，这样的腐蚀不仅加快了地下建筑中各种构件的老化、破损与寿命周期的缩短，还更严重的影响了整个地下建筑结构的稳定性、安全性与牢固度。
3.地下水的水力状态的改变
地下水的水力状态很容易发生改变，以至于在很大程度上都加大了在饱和的砂型土质中对地下建筑结构的设计难度。因为地下水的水力发生改变的时候，土质的效应力也会大大的降低，这样就很容易形成流砂，导致在建筑结构下的土体发生流动，造成地面地基的坍塌，从而严重威胁到地下建筑结构的稳定性与安全性。
三、地下建筑结构抗浮设计方案
就地下建筑结构抗浮设计与措施而言，常用的抗浮设计方案主要有以下几种：
1.盲沟排水法
盲沟排水法主要适用与在常年水位都低于地下室的底板标高。要沿着地下室的四周和底板下设置排水管道与滤水层，将水流汇集在一起引导到排水井内，用水泵将其抽排，同时地下水位要一直保持在地下室底板下的某一标高处，使底板不受水的浮力。这种盲沟排水法不仅有效的解决了地下室的抗浮问题，還解决了地下室底板的局部抗浮，从而增加其经济效益。
2.配重法
配重法是由于抗浮安全度不够而增加结构自重或者增加其上恒载的一种方法，它是利用底板外延的部分来增加回填土的重量。因为在底板上增加配重，就能有效的降低底板局部的压力，从而有利于减小底板与基础梁的尺寸。但是，实施配重法必须要注意的问题就是，虽然增加底板的厚度与覆土的厚度对地下室的抗浮有效，但同时也会增加基础的埋深，使地下水的浮力也相应增加，从而导致增加结构重量的作用会部分地被基础埋深所引起的浮力相抵消，所以，在使用配重法抗浮技术措施时，必须要对其进行认真的核算。
3.抗浮桩法
抗浮桩的单桩承载力是比较大的，它是利用桩侧阻力而引起抗浮作用的，同时它的抗浮能力还受桩径、桩长、桩型以及周围地质条件的影响。抗浮桩一般是设置在柱和墙下的，受环境以及施工条件的影响比较大，其造价也较高。当按照常规设置柱下桩基不能满足其抗浮要求时，就需要在抗浮底板下增设抗拔桩。同时根据《高层建筑岩土工程勘察规程》规定：对地下水水位或者使用荷载变化较大的地下室时宜选用抗浮桩，同时抗拔桩的抗拔承载力应通过对现场抗拔静载荷的试验来确定。
四、地下建筑结构的抗浮措施
1.施工阶段抗浮设计措施
地下工程施工期间，一般顶板的都没有覆土完全，但是底板和外墙都已完成，地下水会形成一定的浮力。在水浮力较小时，可以利用集水井、排水明沟，采用水泵抽排水，减小结构承受的水浮力。当水浮力较大时，应该在地下工程的底板中设计后浇带，将底板下的块石垫层作为倒滤层，在后浇带里插入轻型井点立管进行降水。在后浇带的浇筑过程中，应在井点的立管上焊置环形止水环，继续降水，直至地下工程地下部分顶板及顶板覆土完成后，再去掉井点立管。如若设置后浇带比较困难，也可以使用深井点降水的方法，原理和轻型井点立管降水相同。
2.永久性抗浮设计措施
目前，地下工程的永久性抗浮设计措施主要有：增加自重、锚杆设计和抗浮桩设计等。增加自重是最传统和可靠的方法，包括顶板压载、边墙压载和基板压载等，增加自重就是要保证结构本身的重力大于地下水的浮力，使得结构不上浮。锚杆设计就是通过设计抗浮锚杆，利用锚杆的抗浮力抵抗水浮力。即当地下工程建在粉质粘土、风化基岩等适宜钻孔灌浆的土层上时，可以利用这些土层，使用锚杆抗浮。抗浮锚杆易于施工、布置灵活，主要形式有：预应力锚杆和非预应力锚杆两种。但是目前国内对抗浮锚杆的设计没有明确的规范，限制了抗浮锚杆的设计和应用。
抗浮桩设计指通过设计抗浮桩，利用桩体的自重和桩的侧摩擦阻力来抵抗水浮力。目前在我国的抗浮桩设计过程中主要采用经验参数法，即利用桩的侧阻力值导入抗拔系数后作为抗浮桩的侧阻力值，抗拔系数一般取0.5～0.8。抗浮桩按照轴心受拉构件进行承载力计算，桩的配筋要求满足最小配筋率的要求。
3.控制结构上浮的措施
地下结构发生上浮事故之后，常用的处置方法有加载、洗砂和排水。加载即是设法快速增加地下室的重量，以克服水浮力及地下室侧墙与土壤间的摩擦力，使卡在土层中的地下室可沉回原位。一般将重物放在上浮量大的地方，主要放置于翘起的角落，但是要注意楼板的极限承载能力。值得注意的是淤积于底板与基地土之间的泥砂会阻止地下室下沉，继续增加载重只会使淤积的泥砂更紧密，加载并不一定能够达到所需的效果。
排水就是通过水泵将结构所在位置的地下水排出，以降低水压力从而使地下结构回归原位。在地下水头较高并且排水量小的地方，需在底板下增加倒滤层，既可以使地下水在水头作用下能够正常流出，还能保护回填土中的细颗粒不被冲走流失。排水的确是处理地下室上浮的基本动作，消灭上浮的动力后其他配套动作方可达到事半功倍的效果。
洗砂的方法有两种：一种是利用高压水枪扰动地下结构侧墙边上的土壤，降低它的摩擦力，但扰动后的土可能顺势流入底板下方，容易造成底板下淤泥沉积，不利于后续作业，采用侧壁洗砂须加倍谨慎；另一种方法是用高压水枪经由洗砂孔冲散并洗出基础底板下的泥沙，使结构得以顺利下沉。
五、结束语
通过对地下建筑结构抗浮设计及措施的研究，我们可以发现，地下水对地下建筑的影响是多方面的，这些影响决定了要采取不同的地下建筑结构抗浮设计方案，以消除此方面的影响。有关人员应该结合客观实际，制定出最为优化的抗浮措施。
参考文献：
[1]吴竞.地下结构抗浮设计中抗拔桩的应用研究[D].南昌大学学报.2010（12）：88-89.
[2]魏刚.大面积地下建筑的结构设计[J].炼油技术与工程.2012（5）：18-21.
[3]林文新.探讨建筑结构设计中地下水的影响及措施[J].城市建设与商业网点.2011（16）：55-56.
[4]郑伟国.地下结构抗浮设计的思路和建议[J].建筑结构.2013（05）：201-202.
[5]葛英华.浅谈地下水池建筑结构抗浮设计[J].广东科技.2012（19）：114-116.