地下车库抗浮方案比选

张晖

摘 要：随着我国建筑行业的不断发展，大型、多层地下车库越来越多，住建部在2019年发布了最新的建筑工程抗浮技术标准，进一步加强了对地下建筑的抗浮要求。在此种大环境下，对于地下工程抗浮方案的安全性就有了更高的要求，与此同时，抗浮方案的经济性也是不可忽视的。本文立足于工程实例，对目前地下工程的几种常用抗浮方案进行了综合的比选，可为类似工程选择抗浮方案提供参考。

关键词：多层地库;抗浮;灌注桩;管桩土;囊式预应力锚杆

1 地库方案简介

1.1 工程概况

本工程位于合肥市市区，为3层地下车库，负一层层高4.8 m，负二、三层层高3.8 m，本项目±0.000 绝对标高为吴淞高程28.95 m，地库底板建筑标高为-13.80 m（绝对高程：15.15 m）;单层地库面积约3.0万平方米（不含塔楼面积）。

剖面图：

1.2 地层岩土性质

场地勘探深度范围内可划分为6个工程地质层。现自上而下详细描述如下：①层杂填土——以粘性土为主。②层粘土——可塑～硬塑状态，稍湿。③层粘土——硬塑～坚硬状态。④层粉质粘土夹粉土——可塑～硬塑状态，干强度中等。⑤层强风化泥质砂岩——密实状态，岩石为极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。⑥层中风化泥质砂岩——岩体完整程度为较完整，属极软岩，其岩体基本质量等级为Ⅴ类。

地下水对结构物的上浮作用：根据《合肥市地下建（构）筑物抗浮设防管理规定》合建[2011]18号有关规定，取地下室外围环境地坪标高下1.00 m作为抗浮水位。

1.3 纯地下室部分抗浮形式比选

选取标准跨柱网（8.4 m×9.0 m）进行抗浮验算。

地下室抗浮计算：

取最不利情况下（筏板厚为550 mm时），水头高度13.35 m，柱网8.4×9.0 m

水浮力=13.35×10×1.1=146.85 kN/m2

覆土重=1.3×18.5×0.9=21.65 kN/m2

负一层顶板荷载折算=（0.25+0.6×0.65×8.4+0.4×0.55

×9.0×3）×25/（8.4×9.0）=3.1 kN/m2

负二、三层顶板荷载折算=（0.11+0.3×0.59×8.4+0.3×

0.59×9×3）×25×2/（8.4×9.0）=4.2 kN/m2

柱荷载折算=10×0.8×0.8×25/（8.4×9.0）=2.12 kN/m2

基础底板=0.55×25+0.1×20=15.75 kN/m2

抗力=21.56+3.1+4.2+2.12+15.75=46.82 kN/m2

抗力差值=146.85-46.82=100.03 kN/m2

每根柱下抗浮差值F=100.03×8.4×9.0=7 562.27 kN

方案一、钻孔灌注桩（600，承台下布桩）

注：桩身混凝土等级C35，桩长15 m，单桩抗拔承载力特征值900 kN，平均每个柱下布置9根抗拔桩，抗拔承载力ΣF=9*900=8 100 kN>7 562.3 kN，抗浮满足要求！

方案二、钻孔灌注桩（400，筏板下布桩）

注：桩身混凝土等级C35，桩长13 m，单桩抗拔承载力特征值500 kN，平均每个柱下布置16根抗拔桩，抗拔承载力ΣF=16*500=8 000 kN>7 562.3 kN，抗浮满足要求！

方案三、PHC管桩（600，承台下布桩）

注：桩基采用PHC-600（130）AB-C80，桩长14 m，单桩抗拔承载力特征值900 kN，平均每个柱下布置9根抗拔桩，抗拔承载力ΣF=9*900=8 100 kN>7 562.3 kN，抗浮满足要求！

方案四、PHC管桩（400，筏板下布桩）

注：桩基采用PHC-400（95）B-C80，桩长12 m，单桩抗拔承载力特征值500 kN，平均每个柱下布置16根抗拔桩，抗拔承载力ΣF=16*500=8 000 kN>7 562.3 kN，抗浮满足要求！

方案五、PHS方桩（B500，承台下布桩）

注：桩基采用PHS-B500（310）-C80，桩长14 m，单桩抗拔承载力特征值1 020 kN，平均每个柱下布置8根抗拔桩，抗拔承载力ΣF=8*1 020=8 160 kN>7 562.3 kN，抗浮满足要求！

方案六、PHS方桩（B350，筏板下布桩）

注：樁基采用PHS-B350（170）-C80，桩长13 m，单桩抗拔承载力特征值670 kN，平均每个柱下布置12根抗拔桩，抗拔承载力ΣF=12*670=8 040 kN>7 562.3 kN，抗浮满足要求！

方案七、预应力锚杆（200-700，筏板下布置）

注：本方案采用预应力囊式扩体锚杆200-700，单根锚杆长度10 m，单根锚杆抗拔承载力特征值500 kN，平均每个柱下布置16根锚杆，抗拔承载力ΣF=16*500=8 000 kN>7 562.3 kN，抗浮满足要求！

2 经济性比较

经过对上述几种方案的材料用量比较，得出实际抗浮构件成本分析数据如下：（元/m2）

方案一： 3 557;方案二： 2 172.42;方案三： 2 198.28;方案四： 1 378.14;方案五： 2 070.67;方案六： 1 362.81;方案七： 1 505.37。综合成本排序：方案1>方案3>方案2>方案5>方案7>方案4>方案6。

3 优缺点对比

方案一、二：造价较高，施工因素对成桩质量影响较大，工期较长，对环境影响较小，适合市区。

方案三、四、五：造价较低，桩身质量可控，施工周期短，对环境影响小，适合市区。

方案六：造价最低。

方案七：造价较低，需现场张拉，质量控制一般，施工复杂，对施工水平要求较高，对环境影响最小，适合市区。

4 结语

（1）综合上述抗浮构件成本分析表，采用预应力空心方桩PHS-B350（170）-C80，土建经济成本为最优，其次为预应力管桩PHC-400-B-95-C80;（2）钻孔灌注桩成桩质量较预制桩而言受施工影响较大，工期较长;现场施工时钻孔机械可能会与基坑支护斜撑构件冲突，造成某些部位无法施工;（3）预制桩最大的问题是无法在现状地面送桩至负三层底板标高下（相对标高-14.4 m），若采取场地开挖至一定深度再送桩的施工措施，需考虑铺设施工道路让压桩机下到开挖后的场地内进行施工。因场地周边距市政道路距离很近，此条措施无法实现;（4）预应力锚杆施工复杂，对施工水平要求较高，且锚杆仅做抗浮使用，无抗压功能。经济型上不如预制桩方案。优点是受场地条件及基坑支护支撑构件影响较小，可实现程度最高。综上所述，我们最终选用方案7（囊式扩体锚杆200-700 ）作为本工程地库抗浮方案。

参考文献：

[1]GB50007-2011，建筑地基基础设计规范[S].中国建筑工业出版社，2011.

[2]GJG94-2008，建筑桩基技术规范[S].中国建筑工业出版社，2008.

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

[4]CECS22：2005，岩土锚杆（索）技术规程[S].中国工程建设标准化协会，2005.

[5]JGJT282-2012，高压喷射扩大头锚杆技术规程[S].中国建筑工业出版社，2012.