大型地下車庫的抗浮設計探討

徐偉偉　周輝

【摘要】隨著經濟的不斷發展，社會的不斷進步，我國的人口逐漸開始增加，越來越多的高層建筑被建造了出來。科學技術的不斷進步使得車輛逐漸開始普及，私家車已經開始普及，停車場就成了現在需要面對的主要問題。為了更好的滿足現在私家車對于停車場的要求，越來越多的地下停車場被建造了出來。但是地下停車場的建造過程中面臨著很多的問題，本文主要介紹了地下停車場建造過程中的抗浮設計的問題，對于地下工程常用的抗浮措施進行了相應的比較，并結合一定的工程實例進行了相關的探討。

【關鍵詞】地下車庫；抗浮；水浮力

近幾年來我國的高層建筑開始逐漸的增多，這也就導致了我國現在的地下工程建筑的面積越來越大。為了更好的滿足私家車的停車問題，在每一幢高層住宅區地下都與若干的高層建筑物設計了貫通的大型車庫，這些地下車庫的深度都是非常深的。同時為了更好的利用地下空間，不僅僅是在主樓或者是裙房下設置了地下停車場，在各個建筑物中間的空地下面也設置了地下的停車場。這些地下停車場一般情況下都是連到一起的，這就造成了施工設計不叫困難。而且深度的加深、面積的加大造成了地下水庫的抗浮設計問題日益突出。抗浮設計是否合理直接關系到了地下工程的質量，關系到地下車庫能否正常使用，關系到地下車庫使用過程中的安全問題。本文介紹了抗浮力的計算方式以及在大型地下設施中常見的幾種抗浮措施。

一、水浮力與抗浮力的計算

1、抗浮設計水位的確定

在進行抗浮設計之前，需要確定工程的抗浮設計水位。在工程開始之前對當地進行工程地質勘察的時候一般只是會對勘察期間的地下水位計其變化范圍進行勘察，同時會提到的就是常年該地區的地下水最高水位。但是在大型的地下車庫建設的過程中，需要對地下水水位有更加深刻的認識，需要在工程開始之前對地下水的水位進行更進一步的研究，從而針對此次工程，確定好工程建筑的防水設計水位以及抗浮設計水位。大型地下停車場的抗浮設計水位不是指常年的最高水位，也不是在勘察的過程中地下水的水位，需要對該地區地下水水位歷年以來的變化進行綜合分析，同時需要考慮到的因素還有地下水水位的補給、排泄，再充分的結合此次工程的重要性以及在工程完工之后地下水水位變化的可能性來準確的確定大型地下車庫的抗浮設計水位。一般來說，選取的抗浮設計水位應該就是在工程建成使用的整個過程中，該地區地下水水位的最高水位。但是也有特殊的情況，比如說某個地區的最高地下水水位超過了工程施工的地面，那么就只能選取工程施工地面作為抗浮設計水位。

2、水浮力的計算

地下水在對地下停車場等地下建筑產生作用的時候是跟水直接作用于水中的物體是不一樣的，作用機制比較復雜，所以說想要十分準確的確定地下水對于地下建筑物的壓力還是比較困難的。在不用的地質條件之下，地下水對于相同的地下建筑物的作用力是不一樣的，也就是說在計算水浮力的時候還需要考慮當地的地質狀況。在一些透水性比較好的地方，地下水的水浮力是不應該進行折減的。而在透水性不好的地質條件之下就需要對水浮力進行一定的折減，如果當地巖層的透水性極差的情況下甚至于可以不考慮地下水浮力的作用。對于需要對地下水的水浮力進行折減的情況下，需要根據當地具體的地質狀況進行詳細的研究來確定。本文詳細介紹一下不考慮水浮力折減的情況下水浮力的計算。

一般的情況下，地下水的抗浮水位與地下建筑物的位置關系一般有兩種，分別通過圖一和圖二進行表示。

圖一 抗浮設計水位與地下建筑物的位置關系一

圖二 抗浮設計水位與地下建筑物的位置關系二

圖一和圖二中表示的兩種水浮力與地下建筑物位置關系中，單位面積的水浮力標準值計算公式分別用一下兩個表達式進行表示：

Sk = γs（ h3 - h2）

Sk = γs（ h3 - h1）

在上面兩個表達式中Sk表達的是單位面積的水浮力標準值，單位是千牛每平方米。，γs表示的是水的容重，單位是千牛每立方米。，h1表示的是抗浮設計水位到地面的距離，單位是米。，h2表示的是工程頂板上表面到地面的距離，單位是米。h3表示的是工程底板下表面到地面的距離，單位是米。

水浮力效應的設計值應該是：S = γk × Sk 表達是中γk 表示的是水浮力的分項系數。

二、大型地下車庫抗浮的措施及比較

1、增加質量

地下水對于地下車庫的作用主要是浮力，當地下車庫的總體質量小于地下水產生的浮力的時候，地下停車場就會發生上浮。從這個原理中我們可以想到，只要我們加大地下停車場的質量，使其超過地下水對停車場產生的浮力，就可以解決地下水浮力的問題。增重法主要可以通過對一下幾種方法來實現：頂板覆土增載、地下車庫底板增厚、室內堆載以及邊墻加載。這種方法的優點是顯而易見的，那就是施工過程簡單，技術含量不高。但是缺點也同樣明顯，增加質量的同時，增加的質量可能被增加埋深造成的浮力完全抵消掉，這樣就得不償失了。

2、抬高地下室底板法

抬高地下室底板，一般有兩種方法可以實現，第一種就是將建筑物的高度進行整體上的上移。第二種方法是降低地下建筑物的層高。這兩種方法都能夠有效的對地下室的地板進行抬高，從而實現地下水浮力對于地下建筑物的作用。這種方法的缺點十分的明顯，降低地下建筑物的層高有可能會影響到地下建筑物的功能。增加建筑物的總高會增加施工的難度。

三、結術語

我國的人口數量正在逐漸增多，隨著社會科技的不斷進步，經濟的不斷發展，私家車已經開始越來越普遍，我國私家車的數量已經名列世界前茅了。但是私家車的普及也帶來了一個問題，那就是停車位供不應求，為了提供更多的停車位，地下停車場慢慢發展起來，但是與很多的地下建筑一樣，地下車庫面臨著抗浮問題。本文介紹了地下水浮力的計算，以及地下車庫抗浮的幾項措施。

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