地下车库抗浮设计要点及简便实用计算方法

地下车库抗浮设计要点及简便实用计算方法

陈功

江苏省华建建设股份有限公司，江苏 扬州 225000

摘要：随着《建筑工程抗浮技术标准》（JGJ 476-2019）的实施、结构计算软件不断更新，抗浮设计已较过往经验方法发生了较大变化。本文对标准中部分设计要点进行阐述，并通过工程实例，介绍大底盘地下车库抗浮设计的简便实用计算方法，该方法计算原理简单明了，适用范围广，设计效率高；结果表明此方法计算可靠，并得到审图专家一致认可。

关键词：地下车库；抗浮设计；实用方法

引言

近年来，建筑工程因设计师经验不足，或因施工过程中地下水控制不当，或因抗浮设计稳定性储备不足等，从而导致建（构）筑物上浮，以及防水板抗力不够导致地下结构底板开裂、渗水甚至地下结构底板隆起变形。随着《建筑工程抗浮技术标准》（JGJ 476-2019）（以下简称标准）的实施，地下建筑工程的抗浮设计较之前已发生变化，本文将对标准更新的部分内容进行解读，阐述抗浮设计时的重要注意点。随着房地产开发企业高周转运营模式的普遍执行，工程设计周期被大大压缩，设计人员工作时间紧、任务重，如何在短时间内完成设计工作已成为一大难题；本文依托最新结构电算软件，通过笔者最近设计工程实例，就地下车库抗浮设计工作提出简便快捷计算方法，从而提高结构设计师工作效率。

1 《建筑工程抗浮技术标准》设计要点

1.1 建筑工程抗浮稳定安全系数

标准第3.0.1条规定了建筑抗浮工程设计等级，3.0.3条规定了不同抗浮工程设计等级所采取的抗浮稳定安全系数，设计人员应首要把握（需要注意的是此处规定与文献[2]第5.4.3条规定有所不同，建议设计人员按抗浮标准取用），现将标准规定摘抄如下：

表1 建筑抗浮工程设计登记

表2 建筑工程抗浮稳定安全系数

1.2 抗浮力组合系数

标准6.3.7条规定了用于抗浮稳定性验算的总抗浮力组合系数，现摘抄如下。需要注意的是，标准规定结构上部填筑体、结构内部填筑体对抗浮有利时，应考虑此部分荷载折减系数，典型的如地下车库顶板覆土压重需要按此条要求进行折减，对抗浮设计影响较大。

表3 建筑工程抗浮稳定安全系数

1.3 其他设计要点

本文受篇幅限制，标准中其他设计要点无法一一列出，如抗浮水位标高选取、稳定验算分项系数、结构及构件内力设计分项系数、抗浮方案选择、施工阶段抗浮稳定等等。笔者建议设计人员应对标准进行通读，以保证工程抗浮设计能够满足标准要求。

2 地下车库抗浮设计简便实用计算方法

2.1 工程概况

笔者选用工程为江苏省扬州市江都区NO.2021G05地块房地产开发项目。工程包括15栋高层住宅、1个地下车库、1栋商业、配套用房若干。其中住宅为地下1层，地上11层~26层，地下室层高5.2m，地上高度33.25m~77.5m；地下车库为1层，层高3.4m，地库顶板覆土厚1.5m；室内外高差为0.3m。本工程±0.00相当于绝对标高为6.300m；整个工程地下室底板板面平，结构板面相对标高为-5.3m；总建筑面积约为18.7万平米。住宅采用剪力墙结构，基础采用桩筏基础；地下车库采用框架结构，基础采用平板式筏板基础+抗拔桩。

2.2 抗浮荷载软件电算过程

本工程基底土地基承载力特征值fak=190Kpa；抗浮设计水位取至室外地面，即-0.3m，地库底板板面标高为-5.3m，底板厚度为0.4m，则抗浮水位计算高度为5.3-0.3+0.4=5.4m；抗浮设计等级为甲级；结构电算软件为PKPM。因地库轴网尺寸规格较多，且整个地库面积较大，为准确计算地库各根柱下所需抗拔力，从而满足各根框柱受荷范围内局部抗浮要求，故本工程采用PM输入水浮力（水浮力考虑抗浮稳定安全系数1.1）方式，由软件对水浮力+抗浮自重进行竖向导荷（竖向导荷荷载分项系数均取为1.0），从而得出扣除抗浮自重后单根框柱所需抗拔力，所得结果即可作为抗拔桩布置依据。具体流程如下，地库顶板输入楼板活荷载：水浮力-基础底板自重；地库顶板输入楼板恒荷载：覆土压重（需注意此处覆土压重应考虑折减系数0.9）；边跨筏板外挑，外挑覆土压重按外墙线荷载输入模型（需注意因地库轮廓模型不包含筏板外挑范围，则此处覆土压重应按浮容重进行计算）；其余地库结构构件自重均为软件自动计算，此处不再赘述。现将大底盘电算模型、抗浮荷载计算过程、模型顶板荷载输入局部简图、竖向导荷后所得单根框柱抗拔力局部简图摘抄如下：

2.3 抗拔桩布置

上述方法已经得出地库单根框柱抗拔力简图，设计人员仅需根据此简图进行抗拔桩布置；根据文献[3]第5.4.5条，单柱下抗拔力/单桩抗拔力，n=Nk/（Ra+Gp）即为单根框柱下抗拔桩根数。受篇幅限制，抗拔桩及底板其余设计内容不再赘述。

上述各计算简图亦可作为抗浮设计部分结构计算书，提交审图机构审查。本工程截止发稿前已完成图纸审查，现场也已陆续施工。诚然，地下车库抗浮设计仍有其余方法，但本文所述方法简便快捷，计算受力传导过程简单明了，适用范围广，便于设计师及审图专家理解。

3 结语

本文阐述了《建筑工程抗浮技术标准》（JGJ 476-2019）部分设计要点，并通过工程实例简易介绍了地下车库简便实用计算方法。随着标准的实施，实际工程抗浮设计时应按标准最新规定执行；笔者所介绍抗浮设计方法已得到多方认可，设计人员可以参考使用。

参考文献：

[1]JGJ 476-2019 建筑工程抗浮技术标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2019.

[2]GB 50007-2011 建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[3] JGJ 94-2008 建筑桩基技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.