对于地下室设计, 水浮力是设计人员必须面对的问题。但到目前为止, 国家规范没有统一规定抗浮水位的取值方法, 只给出了取值原则, 这给勘察和设计人员带来困扰。对于抗浮验算, 不同规范有不同计算方法, 但又没有一本规范完整地对抗浮设计进行规定, 设计人员往往无所适从, 导致设计要么偏于保守, 要么不安全。笔者结合多年设计和图审经验, 对地下室水浮力问题进行探讨。

　　 随着城市建设的高速发展, 高层建筑大量兴起, 很多高层建筑的基础埋深超过10m, 甚至数十米, 且高层建筑一般都附有纯地下室。因此, 在抗浮设计、地下室外墙和防水板的内力计算配筋中, 抗浮水位的确定成为一个涉及造价、施工难度和工期的十分重要的问题。但影响抗浮水位的因素众多, 不仅与气候、水文地质等自然因素有关, 有时还与地下水开采、上下游水量调配、跨流域调水和大量地下工程建设有关, 准确确定施工和使用期间的抗浮水位非常困难, 抗浮水位一般应根据长期水文观测资料确定。现将较权威资料确定抗浮水位的原则罗列如下:

　　 (1) 规范^[1]第3.0.4条第1款第6项要求, 岩土工程勘察报告应提供用于计算地下水浮力的抗浮水位。

　　 (2) 规范^[2]第4.1.13条规定:详细勘察应论证地下水在施工期间对工程和环境的影响;对情况复杂的重要工程, 需论证使用期间水位变化, 需提出抗浮水位时, 应进行专门研究。

　　 (3) 文献[3]第7.1.4条第1款对抗浮水位的选取规定如下:抗浮水位应由勘察报告提供, 抗浮水位参照如下情况综合考虑确定:1) 设计基准期内抗浮水位应根据长期水文观测资料确定。2) 无长期水文观测资料时, 可采用丰水期最高稳定水位 (不含上层滞水) , 或按勘察期间实测最高水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定。3) 场地有承压水且与潜水有水力联系时, 应实测承压水位, 并考虑其对抗浮水位的影响。4) 在填海造陆区, 宜取海水最高潮水位。5) 当大面积填土面高于原有地面时, 应按填土完成后的地下水位变化情况考虑。6) 对一、二级阶地, 可按勘察期间实测平均水位增加1~3m;对台地, 可按勘察期间实测平均水位增加2~4m;雨季勘察时取小值, 旱季勘察时取大值。7) 施工期间的抗浮水位可按1~2个水文年度的最高水位确定。

　　 (4) 我国长江以南, 雨水丰富, 地下水位高, 特别是暴雨季节, 雨水渗入地下来不及排走, 或江、湖、河水上涨, 可能出现较高的抗浮水位。有不少工程由于未考虑这一因素, 抗浮水位取值太低, 导致地下室防水板强度和抗浮不足, 出现防水板开裂、地下室上浮和倾斜等现象。因此, 抗浮水位取值应高些。如:1) 《合肥市地下建 (构) 筑物抗浮设防管理规定》 (合建[2011]18号) 第六条规定, 如无可靠的长期观测资料, 合肥市抗浮水位建议取值如下:a) 当建设场地地势较低且较平坦时, 可取室外设计地坪下0.50m作为抗浮水位;b) 当建设场地地势较高且较平坦时, 可取室外设计地坪下1.00m作为抗浮水位;c) 当建设场地地势显著高于周边, 地表水、地下水径流条件较好时, 可结合场地情况确定抗浮水位;d) 对于地质条件复杂的重要工程, 应进行专项水文试验, 并经专家论证。2) 上海地区要求基本同合肥地区。3) 福建省防洪设计暂行规定要求, 对重大工程按室外地面以上0.50m高度确定地下室的抗浮水位。

　　 (5) 我国北方广大缺水地区, 地下水位较低, 应根据水文地质情况及其地下水位的变化规律综合确定抗浮水位。如:1) 《北京市建筑设计技术细则》 (结构专业) 第3.1.8条第3、第4款规定:地下室外墙、独立基础加防水板基础中的防水板等结构构件进行承载力计算时, 抗浮水位取最近3~5水文年的最高水位 (水位高度不包括上层滞水) 。2) 考虑到南水北调工程, 北方地区抗浮水位应适当提高。但也有观点认为, 南水北调工程对抗浮水位的提高影响不大, 如文献[4]第361页认为:由于我国是缺水国家, 考虑到经济因素, 南水北调的目的仅仅是解决北方地区工业与生活用水, 兼顾生态和农业用水, 不可能用于地下水回灌, 因此, 不会引起北方地区地下水位的明显改变。

　　 (6) 对重大工程或抗浮水位对结构投资影响较大的工程, 可组织专家论证, 采取切实可行措施, 如设盲沟或明沟将地下水排走, 降低抗浮水位。

　　 (1) 文献[3]第7.1.2条第2款规定 (规范^[1]第5.4.3条第1款与之相同) , 按下列公式进行抗浮验算:

　　 式中:G为结构自重及其上作用的永久荷载标准值的总和 (不包括活荷载) , k N;S为地下水对建筑物的浮托力 (浮力) 标准值, k N;K为地下结构抗浮安全系数, 一般取1.05。

　　 (2) 文献[3]第7.1.2条第3款规定, 在进行整体抗浮验算的同时, 应对结构自重较小的区域进行局部验算, 特别是上部结构缺层或大范围楼板缺失开洞部位。规范^[1]第5.4.3条第2款规定, 在整体满足抗浮稳定性要求而局部不满足时, 也可采用增加结构刚度的措施。

　　 (1) 当抗浮水位低于地下室顶时

　　 当抗浮水位低于地下室顶时 (图1 (a) ) , 有S=Ah₂r_w, G₂=Ah₃r, 其中, G₂为地下室顶覆土荷载标准值, k N;r_w, r分别为水的重度和土的容重, k N/m³;A为地下室面积或局部抗浮验算时的计算单元面积, m²。

　　 按式 (1) 抗浮验算应满足: (G₁+G₂) /S≥1.05, 即:

　　 式中G₁为地下室结构自重标准值, k N。

　　 将h₂=h₄+h₃-h₁代入式 (2) 得:

　　 若将G₁换算成厚度为c的混凝土板来计算, 则G₁=25c A, 则有:

　　 这样可求出不同c, h₁, h₃时的h₄值。表1列出了抗浮水位距地面距离h₁=0.5m时, 不同c, h₃对应的h₄值。

　　 由式 (3) 可看出:当抗浮水位距地面距离h₁增加或减小0.10m时, 允许的地下室高度h₄相应增加或减小0.10m。因此, 可利用表1求出不同h₁时的允许地下室高度h₄。例如h₁=0.9m, c=1.0m, h₃=1.2m时, 允许地下室高度h₄的求解方法如下:查表1可知, h₁=0.5m, c=1.0m, h₃=1.2m时, 允许地下室高度h₄=3.74m;所以, h₁=0.9m, c=1.0m, h₃=1.2m时, h₄= (0.9-0.5) +3.74=4.14m。当然, 也可用式 (3) 直接求得:h₄=2.4c+h₁+0.7h₃=2.4×1.0+0.9+0.7×1.2=4.14m。

　　 由式 (3) 还可看出:当混凝土板的厚度c增加或减小0.10m时, 允许的地下室高度h₄相应增加或减小0.24m;当地下室顶板覆土厚度h₃增加或减小0.10m时, 允许的地下室高度h₄相应增加或减小0.07m。

　　 (2) 当抗浮水位在地下室顶和地面之间时

　　 当抗浮水位在地下室顶和地面之间时 (图1 (b) ) , 此时的水浮力S与图1 (a) 不同, S为地下室底和地下室顶的水压力差值。此种情况下, 地下室受到的水浮力等于地下室排开水的重量, 因此有:S=Ah₄r_w=A (h₁+h₂-h₃) r_w, G₂=A[h₁r+ (h₃-h₁) r']。其中r'为土的浮容重, k N/m³。

　　 按式 (1) 抗浮应满足:

　　 即:

　　 即:

　　 将h₂=h₄+h₃-h₁代入式 (4) 得:

　　 若G₁换算成厚度为c的混凝土板计算, 即G₁=25c A, 则:

　　 这样, 可求出不同c, h₁, h₃时的h₄值。

　　 (3) 当抗浮水位不仅高于地下室顶, 而且高于地表时

　　 当抗浮水位不仅高于地下室顶, 而且高于地表时 (图2) , 此时水浮力S与图1 (b) 相同, 即S为地下室底和地下室顶的水压力差值。因此有:S=Ah₄r_w, G₂=Ah₃r'。

　　 按式 (1) 抗浮应满足:

　　 即:

　　 若G₁换算成厚度为c的混凝土板计算, 即G₁=25c A, 则:

　　 从式 (7) 可以看出, h₄与h₁无关, 这样可求出不同c, h₃时的h₄值。

　　 (4) 对抗浮水位在地下室顶和地面之间时的抗浮验算, 采用抗浮水位低于地下室顶时的抗浮验算方法是否合理的探讨

　　 笔者在审图中发现有些设计人员, 对抗浮水位在地下室顶和地面之间时 (图1 (b) ) 的抗浮验算, 采用抗浮水位低于地下室顶时 (图1 (a) ) 的抗浮验算方法, 即用式 (2) , (3) 分别代替式 (4) , (5) 进行抗浮验算。下面分析这样做是否安全:由于式 (4) 比式 (2) 右边多出“0.05A (h₃-h₁) r_w”项, 因此, 满足式 (2) 时, 必然满足式 (4) 。也就是说, 对抗浮水位在地下室顶和地面之间时 (图1 (b) ) 的抗浮验算, 采用抗浮水位低于地下室顶时 (图1 (a) ) 的抗浮验算方法, 是安全的, 但偏于保守。下面分析保守幅度有多大:对于“0.05A (h₃-h₁) r_w”项, h₃越大、h₁越小, 该项数值就越大。当h₁为最小值0, h₃分别为1.0, 2.0, 3.0m时, 若c=0.7m, 按式 (5) 分别求得h₄为2.44, 3.2, 3.96m, 按式 (3) 分别求得h₄为2.38, 3.08, 3.78m, 误差 (即保守幅度) 分别为2.5%, 3.8%, 4.5%。而在绝大多数情况下, h₁≥0.5m, h₃≤1.5m, 假设c=0.7m, 则按式 (5) 可求得h₄≤2.4×0.7+0.95×0.5+0.76×1.5=3.30m, 而按式 (3) 可求得h₄≤2.4×0.7+0.5+0.7×1.5=3.23m, 误差为 (3.30-3.23) /3.30=0.021=2.1%。以上误差均小于5%, 即保守幅度不大。

　　 综上所述, 对抗浮水位在地下室顶和地面之间时 (图1 (b) ) 的抗浮验算, 采用抗浮水位低于地下室顶时 (图1 (a) ) 的抗浮验算方法, 不仅安全, 而且保守幅度也不大。

　　 对于上部有建 (构) 筑物的地下室, 也可以按纯地下室抗浮验算方法进行抗浮验算, 但G₁应为地下室自重标准值及上部结构的自重及永久荷载标准值之和, 不包括活荷载。下面给出2个抗浮验算的算例。

　　 例1:某地下室上部有两层框架结构, 地下室顶覆土厚度h₃=0.3m, 抗浮水位距离地面距离h₁=0.5m, 地下室高度h₄=4.0m。

　　 一般框架结构每层结构自重及永久荷载标准值之和约为10k N/m², 两层结构自重及永久荷载标准值之和共计为20k N/m², 折合成混凝土板厚计算, 则混凝土板厚c₁=20/25=0.8m, 将地下室结构自重标准值折合成混凝土板厚计算, 则混凝土板厚c₂至少为0.6m, 则c=c₁+c₂=1.4m。抗浮水位低于地下室顶, 应按式 (3) 验算, 将c=1.4m, h₁=0.5m, h₃=0.3m代入式 (3) 右边得:2.4c+h₁+0.7h₃=2.4×1.4+0.5+0.7×0.3=4.07m>h₄=4.0m。故抗浮满足要求。

　　 例2:某地下室长50m, 宽20m, 顶板、底板厚均为0.3m, 顶板、底板均为梁板结构, 底板面建筑找坡厚度为0.05m, 底板上覆土厚度为0.3m。上部结构长、宽同地下室, 自重及永久荷载标准值之和为25 000k N, 地下室顶覆土厚度h₃=1.2m, 抗浮水位距离地面距离h₁=0.5m, 地下室高度h₄=6.1m。

　　 上部结构自重及永久荷载标准值之和折合成混凝土板厚计算, 则混凝土板厚c₁=25 000/ (50×20×25) =1.0m;地下室顶板和底板的梁自重折算成混凝土板厚计算, 混凝土板厚约为0.15m, 顶板、底板厚各为0.3m, 底板面建筑找坡厚度为0.05m, 底板上覆土厚度为0.3m, 折算成混凝土板厚计算, 混凝土板厚为0.3×18/25=0.22m。因此, c₂=0.15+2×0.3+0.05+0.22=1.02m, c=c₁+c₂=2.02m。抗浮水位在地下室顶和地面之间, 应按式 (5) 验算, 将c=2.02m, h₁=0.5m, h₃=1.2m代入式 (5) 右边得:2.4×2.02+0.95×0.5+0.76×1.2=6.24m>h₄=6.1m, 抗浮满足要求。如按照式 (3) 计算, 将c=2.02m, h₁=0.5m, h₃=1.2m代入式 (3) 右边得:2.4×2.02+0.5+0.7×1.2=6.19m, 误差为 (6.24-6.19) /6.24=0.8%。两种方法计算结果差别非常小。

　　 当地下室抗浮不满足式 (1) 时, 可设置抗拔桩或抗浮锚杆。按文献[3]第7.1.5条, 采用抗拔桩或抗浮锚杆, 应满足下式要求, K按文献[3]第7.1.2条第2款规定取值, 即一般为1.05。

　　 式中:R为单根桩或锚杆抗浮承载力特征值, 取群桩 (群锚) 基础呈整体破坏或非整体破坏时基桩抗拔力较小值;n为抗拔桩或抗浮锚杆的数量。

　　 抗拔桩或抗浮锚杆的设计可分别按文献[3]第7.2节、7.3节方法进行。

　　 群桩基础呈整体破坏时基桩抗拔力可按文献[3]第7.2.2条第2款计算, 但文献[3]中没有给出群锚基础呈整体破坏时基桩抗拔力计算方法, 此时基桩抗拔力可采用基础下锚杆范围内总的土体重量 (此时采用浮重度计算土体重量) 除以锚杆数量。基础下锚杆范围内总的土体重量为规程^[5]第4.4.9条中的W' (W'为基础下锚杆范围内总的土体重量, 计算时采用浮重度) 或规范^[10]第11.2.4条中的W (W为基础下锚杆范围内总的土体重量, 计算时采用浮重度) 。

　　 如按规范^[10]第11.2.1条式 (11.2.1-2) 进行抗浮计算, 参照式 (8) , 宜将式 (11.2.1-2) 中T_k≥ (F_f-G) /n改为T_k≥ (1.05F_f-G) / (1.05n) , 其中, T_k为单根抗浮锚杆的抗拔力特征值, F_f为地下水对建筑物的浮托力标准值;对于高压喷射扩大头锚杆, 如按规程^[5]第4.4.9条式 (4.4.9-1) 进行抗浮计算, 参照上述式 (8) , 宜将式 (4.4.9-1) 中n≥ (F_w-W) /T_ak改为n≥ (1.05F_w-W) / (1.05T_ak) , 其中, F_w为地下水对建筑物的浮托力标准值, W为结构自重及其上作用的永久荷载标准值的总和, 不包括活荷载, T_ak为单根抗浮锚杆的抗拔力特征值。如不按上述处理, 则偏于不安全。

　　 对于抗拔桩的承载力确定, 不同规范要求稍有区别, 设计可从严执行:1) 规范^[1]第8.5.9条规定, 应通过单桩竖向抗拔载荷试验确定单桩竖向抗拔承载力特征值。2) 规范^[6]第5.4.6条及条文说明规定, 甲、乙级应通过单桩上拔静载荷试验确定单桩竖向抗拔承载力;群桩基础和丙类桩基可按规范^[6]第5.4.6条第2款计算确定单桩竖向抗拔承载力, 不试桩 (该条条文说明指出, 事实上群桩抗拔难以通过试验确定) , 但该条文说明要求丙类桩基应进行工程桩抗拔静载试验 (验收) 检测。3) 文献[3]未对试桩要求做具体规定, 承载力估算可按文献[3]第7.2.2条、7.2.7条进行, 但第11.3.11条规定, 抗拔工程桩完成后应采用静载荷试验进行抗拔承载力检验。4) 规程^[7]第5.2.8条规定, 甲、乙级应通过单桩静载荷试验确定单桩竖向抗拔承载力, 丙级可按规程^[7]第5.2.8条第2款计算确定单桩竖向抗拔承载力。5) 规范^[8]第3.3.1条规定, 为设计提供依据的试验桩, 应依据设计确定的基桩受力状态, 采用相应的静载试验方法确定单桩极限承载力。6) 规范^[9]第8.6.7条规定, 高层抗拔桩的抗拔承载力应通过现场抗拔静载荷试验确定, 也可按规范^[9]第8.6.8~8.6.10条估算抗拔承载力, 但第8.6.8~8.6.10条条文说明指出, 正式施工前仍应进行抗拔静载荷试验验证。

　　 对于抗浮锚杆的承载力确定, 不同规范要求也有区别, 设计也可从严执行:1) 规范^[1]未涉及抗浮锚杆, 只涉及岩石锚杆。2) 文献[3]第7.3.2条第1款规定, 设计等级为甲级的建筑物, 单根锚杆轴向抗拔承载力应通过现场试验确定;对其他建筑物可按文献[3]第7.3.2条第1款进行单根锚杆轴向抗拔承载力估算, 分别按文献[3]第7.3.2条第2款、第3款进行锚杆杆体的横截面积及锚杆杆体与砂浆之间的锚固长度验算, 同时, 第11.3.13条规定, 抗浮锚杆完成后应采用静载荷试验进行抗拔承载力检验。3) 对于高压喷射扩大头锚杆, 按规程^[5]第4.6.3条规定, 锚杆抗拔力应通过现场原位基本试验确定;无试验资料时, 可按该条计算, 但实际施工时必须经过现场基本试验验证确定。4) 规范^[9]第8.6.7条规定, 高层抗浮锚杆的抗拔承载力应通过现场抗拔静载荷试验确定, 但初步设计估算时可按规范^[9]第8.6.11条进行。5) 规范^[10]第11.2.2条规定, 锚杆承载力可按该规范第4.6节计算;规范^[10]第12.1.6条规定, 永久性锚杆工程 (地下室抗浮锚杆属永久性锚杆) 应进行锚杆基本试验;规范^[10]第12.1.14条规定, 塑性指数大于17的土层锚杆、强风化的泥岩或节理裂隙发育张开且充填有黏性土的岩层中的锚杆应进行蠕变试验。

　　 抗拔桩还要进行桩身承载力与裂缝控制计算算, 可按文献[3]第7.2.3条进行。

　　 (1) 抗拔桩:规范^[1]第10.2.17条、规范^[6]第9.4.6条、规范^[8]第3.3.8条规定, 单桩竖向抗拔桩承载力验收检测应进行单桩抗拔静载试验。检测数量不应少于3根, 且不应少于总桩数的1%;当工程桩总数在50根以内时, 不应少于2根。另外, 抗拔桩还应进行桩身完整性检测。

　　 (2) 抗浮锚杆:文献[3]第11.3.13条、规程^[5]第5.8.2条、规范^[10]第12.1.19条规定, 抗浮锚杆完成后应采用静载荷试验进行抗拔承载力检验。检测数量, 文献[3]第11.3.13条规定, 不应少于总数的5%, 且不少于6根;规程^[5]第5.8.2条规定, 不应少于总数的5%, 且不少于3根;规范^[10]第12.1.19条规定, 占锚杆总量5%且不少于3根的锚杆应进行多循环张拉验收试验, 占锚杆总量95%的锚杆应进行单循环张拉验收试验。

　　 当高层采用天然地基基础且高层与裙房间未设缝时, 由于高层沉降较大, 为减小沉降差, 使裙房沉降量不至过小, 裙房应该优先采用独立基础或条基 (如有防水板, 防水板下应设褥垫) , 不宜采用满堂筏基。如裙房抗浮不满足, 不能设置抗拔桩抗浮, 因为抗拔桩的支承作用将导致裙房的沉降受到限制, 从而加大了高层与裙房的沉降差。规范^[9]第8.6.6条也指出, 高层建筑附属裙房宜推荐使用抗浮锚杆。

　　 抗拔桩和锚杆宜布置在独立基础或条基下, 板厚较小的筏板的柱和墙下, 不宜布置在防水板 (刚度较小) 或厚度较小的筏板下 (对于板厚较大的筏板, 可在板下布置) 。对于防水板及板厚较小的筏板, 如果将抗拔桩和锚杆均匀布置在板下, 则由于防水板及板厚较小的筏板, 不足以调整桩顶作用力的均匀分布, 底板受到水的浮力作用而上拱, 使得靠近柱的基桩分担的水浮力较小, 远离柱的基桩分担的水浮力较大。如果按照所有桩均匀分担水浮力设计, 则由于远离柱的基桩实际分担的水浮力比计算分担的水浮力大而率先破坏, 然后其余桩各个被破坏, 从而导致整个结构抗浮失效。

　　 文献[3]第5.2.3条第1款指出, 防水板下设易压缩材料褥垫, 如聚苯板时, 防水板设计配筋应按两种情况包络设计:第一种情况为水浮力 (向上) 减去板自重 (板上有找平层或回填土及面层时也应扣除) 产生的作用;第二种情况为板自重 (板上有找平层或回填土及面层时也应计入) 与板上恒、活载 (向下) 产生的作用。笔者认为:当水浮力较大时, 防水板配筋实际上是由第一种情况控制。

　　 若防水板下不铺设易压缩材料褥垫, 应考虑地基反力对防水板的影响。此时实际是变刚度筏基, 须用有限元法分析防水板和基础承担的地基反力, 对基础和防水板进行配筋。

　　 前已述及, 当高层采用天然地基基础且高层与裙房间未设缝时, 由于高层沉降较大, 为减小沉降差, 使裙房沉降量不至过小, 裙房应优先采用独立基础或条基, 如有防水板, 防水板下必须设褥垫。除此之外, 防水板下是否必须设褥垫呢?文献[3]第5.2.3条认为, 防水板下宜铺设有一定厚度的压缩材料 (如聚苯板) , 若防水板下不铺设易压缩材料褥垫, 应考虑地基反力对防水板的影响。笔者认为, 是否设褥垫应经经济分析比较后确定, 当层数较多, 即竖向荷载较大, 而水浮力较小时, 防水板下设褥垫, 按有水浮力参与计算的配筋, 比不设褥垫按变刚度筏基采用筏板有限元法计算的配筋小, 此时应设褥垫, 使防水板仅承担水浮力, 不承担地基反力, 从而节约造价;反之, 当层数较少, 特别是纯地下室, 水浮力较大时, 情况正好相反, 此时设褥垫已无意义, 可不设褥垫。下面给出2个算例加以说明。

　　 例3:某地下室为独立基础加防水板, 地下室结构自重标准值换算成混凝土板厚计算, 混凝土板厚为0.8m, 地下室顶板覆土厚度为0.9m, 地下室高度为3.2m, 抗浮水位在地面以下0.5m, 地面及地下室底板 (防水板) 活荷载均为5.0k N/m²。查表1可知, 允许的地下室高度为3.05m (也可按式 (3) 求得) , 稍小于3.2m, 抗浮不满足, 采用抗拔桩或抗浮锚杆解决。如底板已进入较好持力层且不设褥垫的话, 底板地基反力设计值为永久荷载控制的组合, 按规范^[11]第3.2.3条第2款, 平均地基反力设计值为1.35× (0.8×25+0.9×18) +1.4×0.7×2×5.0=58.67k Pa;地下室底板水浮力标准值为10× (3.2+0.9-0.5) =36k N/m², 水浮力设计值为1.35×36=48.60k Pa。地基反力设计值58.67k Pa大于水浮力设计值48.60k Pa较多, 因此, 按变刚度筏基计算的配筋可能大于按水浮力计算的配筋, 此时应设褥垫, 使防水板不承担地基反力, 仅承担水浮力, 按水浮力计算配筋, 从而节约造价。

　　 例4:将例3中地下室高度改为4.0m, 其余参数不变。经计算允许的地下室高度为3.05m, 比地下室高度4.0m小得较多, 抗浮不满足, 采用抗拔桩或抗浮锚杆解决。如底板已进入较好持力层且不设褥垫的话, 地下室底板平均地基反力设计值与例3相同, 为1.35× (0.8×25+0.9×18) +1.4×0.7×2×5.0=58.67k Pa;地下室底板水浮力标准值为10× (4.0+0.9-0.5) =44k N/m², 水浮力设计值为1.35×44=59.40k Pa。可见, 水浮力设计值59.40k Pa大于平均地基反力设计值58.67k Pa。无水浮力时, 基础和底板按变刚度筏基, 采用筏板有限元法求得的基础下和基础附近的底板下地基反力设计值将大于平均地基反力设计值58.67k Pa, 其他部位的地基反力设计值将小于平均地基反力设计值58.67k Pa。这种情况下计算的配筋将小于基础和底板下地基反力设计值均为58.67k Pa时计算的配筋, 更小于水浮力设计值为59.40k Pa时计算的配筋。也就是说, 此时按水浮力计算的底板配筋, 大于不设褥垫且无水浮力时上部荷载作用下底板按变刚度筏基采用筏板有限元法计算的配筋。因此, 此种情况下设褥垫已无意义, 可不设褥垫, 从而节约造价。

　　 从例3、例4可知, 不能认为抗浮不满足时就可不设褥垫 (如例3) , 必须在抗浮相差较多, 且超过一定数值后才可不设褥垫 (如例4) , 是否设置褥垫应通过计算确定。原因是, 抗浮计算时水浮力乘以1.05的安全系数, 也就是将水浮力放大了1.05倍;而抵抗水浮力的G值又不计入活荷载, 因而双重加大了水浮力与计入活荷载的地基反力之间的差值。

　　 (1) 建筑物在施工阶段也应符合抗浮稳定性要求。

　　 (2) 在独立基础或条形基础加防水板基础中, 当水浮力大于防水板自重及其上建筑做法 (如覆土、面层等) 重量之和时, 应考虑防水板承担的水浮力对独立基础或条形基础弯矩的增大作用。具体计算方法可参见文献[4]第7.4.3条。

　　 (3) 对于筏形基础、箱形基础, 地基承载力验算不需考虑水浮力的影响, 基础底板配筋计算一般情况下也不需考虑水浮力的影响。因为水浮力和地基反力之和与上部荷载平衡, 当水浮力增大时, 地基反力就减小, 当水浮力减小时, 地基反力就增大, 当无水浮力时, 就完全由地基反力平衡上部荷载。但对于抗浮不足而设抗拔桩或抗浮锚杆的筏基地下室的底板配筋, 除按上部荷载作用下的基底地基反力设计值计算外, 还应按水浮力设计值复核, 因为后者配筋结果可能大于前者配筋结果 (参见例4) 。并且应注意, 采用水浮力计算底板配筋时, 位于同一标高的水浮力相等, 当上部结构布置及荷载分布较均匀时, 可采用倒楼盖法计算;而采用上部荷载作用下的地基反力计算底板配筋时, 应采用筏板有限元法求得基底反力, 基底反力是不均匀的。

　　 (4) 地下室侧板计算时, 应考虑地下水侧向静水压力, 且应乘以1.35的荷载分项系数。

　　 (1) 应根据当地的实际情况确定抗浮水位。

　　 (2) 虽然抗浮水位在地下室顶板和地面之间时的抗浮验算公式与抗浮水位低于地下室顶板时的抗浮验算公式不同, 但其计算结果与抗浮水位低于地下室顶板时的抗浮验算公式计算结果的误差不大, 且偏保守, 保守幅度在5%以内, 绝大多数情况下保守幅度约为2%。

　　 (3) 不同规范对抗拔桩和抗浮锚杆的承载力确定及试桩、检测方法稍有不同, 宜从严把握。

　　 (4) 当主、裙楼基础连成一体时, 若主楼采用天然基础, 裙楼不能采用抗拔桩, 应采用抗浮锚杆或压重抗浮, 否则会加大主、裙楼的沉降差。

　　 (5) 抗拔桩或抗浮锚杆不宜布置在防水板或板厚较小的筏板下, 防水板宜布置在独立基础或条基下, 板厚较小的筏板宜布置在墙、柱下。

　　 (6) 对于纯地下室或层数较少的地下室, 当地下水浮力比上部荷载大得较多, 设抗拔桩或抗浮锚杆, 以至于按水浮力计算的底板配筋不小于不设褥垫且无水浮力时上部荷载作用下底板按变刚度筏基, 采用有限元法计算的配筋时, 可不设褥垫, 以节约造价。当纯地下室与设桩基础的主楼地下室相连时, 若纯地下室部分的水浮力比上部荷载大得较多, 也可不设褥垫。但纯地下室或层数较少的地下室与天然地基基础的主楼地下室相连时, 由于主楼沉降较大, 为减小主、裙楼沉降差, 必须在纯地下室或层数较少的地下室的防水板下设褥垫, 加大其沉降。

　　 (7) 水浮力较大时, 水浮力对带防水板的独立基础和条形基础有不利影响 (弯矩增大) , 应予以考虑。

　　 (8) 水浮力与防水板、地下室侧壁配筋计算有关, 但与筏基和箱形基础的地基承载力验算无关;一般情况下与筏形基础、箱形基础底板配筋计算也无关, 但水浮力比上部荷载大得较多时, 水浮力与底板配筋计算有关。