抗浮设计论文范文

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1)在地下结构施工阶段,应根据施工期间的抗浮设计水位和抗力荷载进行抗浮验算[3],特别应考虑暴雨的影响,采取可靠的降、排水措施，满足抗浮稳定要求。

2)在地下结构使用阶段,应根据设计基准期抗浮设防水位进行抗浮验算。

3)抗浮验算的公式。抗浮验算除有关现行国家或行业规范规定外一般采用以下公式进行验算。G/S≥K(1)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;S为地下水对地下结构的浮力标准值;K为地下结构抗浮安全系数,一般取1.05。

常用的地下结构抗浮措施

当地下结构抗浮验算不满足公式(1)要求时,必需采取适当的抗浮措施,保证地下结构的安全。常用的方法有:加大结构自重法、利用顶盖覆土、底板外挑、设置抗拔桩、布置抗浮锚杆、底板下释放水浮力的方法。常用的抗浮措施一般设计与施工结合不是很紧密,安全可靠,但未考虑施工阶段必要的一些措施,经济性较两者结合考虑要差,同时工期相对更长。

地下结构特殊方法抗浮工程案例

1)利用基础基坑支护进行抗浮设计。地下结构的施工通常需要开挖较深的基坑，在无法放坡开挖的情况下,往往需要进行基坑支护。基坑支护常常采用挡土挡水结构,有桩基础、有土钉墙;形成了很强的挡墙,通常作为施工阶段一次性使用,将基坑支护结构与地下结构结合考虑,用作抗浮经济效益十分可观。广东韶关某冶炼厂污水零排放工程关键项目,10m深的全厂雨水收集池，就是设计时考虑到施工过程必须采用嵌岩排桩基坑支护,利用在排桩中植入抗剪钢筋,并利用嵌岩排桩基坑支护作为污水池侧板外模,把抗剪钢筋与侧板浇为一体,通过抗浮验算,完全满足抗浮要求,节省了巨额的配重抗浮费用。工程已经投入使用6年,安全可靠。

2)利用施工过程形成的隔水层进行抗浮。在地下结构基坑回填方案和材料会直接影响地下结构的抗浮能力,尤其表现在以隔水层土质如粘性土和粉土为基础底板持力层的地下结构,而且地下潜水位低于基础底板。在地上室外墙与基坑侧壁间采用三、七灰土等不透水材料进行回填,地表排水良好,而且在一定范围内做好隔水层,地下室可不做抗浮设计。否则,同样要考虑上层滞水浮力作用。江西德兴某矿山的原料库为地下结构,地上有钢结构顶盖,建设在半山腰上,原料库的底板大大高于地下水位,并全部在挖方区。设计未考虑抗浮设计，施工过程中，在底板、侧板施工完成后,施工方未按设计回填不透水材料,恰逢大雨,山上的雨水涌入施工场地,造成地板和侧板开裂漏水。通过现场查勘分析,上层滞水浮力作用是破坏结构的主要原因,混凝土浇筑质量是次要原因。因此，采用在侧板四周进行注水泥浆形成不透水层施工，地表一定范围内进行硬化,并做截水沟进行处理,处理后效果良好。

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2康复景观

2.1康复景观的概念

康复景观或称康复花园，是近40年来兴起于美国的一类带有康复功能或者治疗功效的景观类型，主要是指与治疗或恢复身体健康有关联的各种类型环境所包围的场所，这类景观以能够实现身体、精神与心灵的协调健康而闻名。

2.2康复景观相比普通景观的特色

普通景观类型可能具备改善环境，优化生态，促进人的公共交流活动等多种功能，而康复性景观自始至终以具有康复作用为先，当康复景观的一般功能与康复功能发生冲突时，优先景观的康复功能。康复性景观的主体服务人群具备特殊性，在养老地产景观设计中植入康复景观设计非常适合老年人生理和心理的特征，除了满足老年人的安全、审美需求以外，还能够让老年人在每天的生活接触中维护身心健康，预防疾病，缓解身体不适。

3康复景观设计在老年地产中的应用

3.1借鉴中国传统养生理论

中国传统养生的门类丰富，各臻其妙，简捷适用，如:针灸、推拿、按摩、食疗食补等，每种养生门类都有其各自的妙处，如帮助老年人坚固牙齿、延缓老年人视力衰退、改善老年人听力，促进老年人镇静安神等功效，老年人都很喜闻乐见。传统的中医养生学综合了阴阳、五行等学说，强调在养生中环境的重要性，遵从天人合一，尊崇自然的原理。康复景观的设计应借鉴中国古典园林在传统养生文化方面的手法，汲取在建筑营造、筑山理水等方面的养生思想，根据中医五行把景观各要素与人的身心联系起来，使养老地产中的康复景观更加符合老年人的文化背景，更好的调节老年人的身心健康。

3.2利用植物的药用价值

基于大众认知，药用植物是指具备强健身体、医治疾病等医疗功效的植物。药用植物在景观中具有营造景色、展示文化内涵和保健康复的作用，人们融入到用药用植物打造的环境中，可以达到恢复身心，保持健康的效果。药用植物的保健、药用价值系统归纳并积极探索药用植物在康复景观设计中的应用，将药用植物有意识地融入康复景观的设计中，将营造一种新型的融艺术、保健、传统文化、科学为一体的养生康复景观。按照药用植物在景观中的不同用途及其自身特征可将药用植物分为以下几类:嗅觉型的药用植物，外疗型的木本植物，内疗型的中草药，综合型的中草药。药用植物在康复景观设计中的运用，能够起到弘扬中草药文化的效果。

3.3注重植物的形态影响

一般来讲老年人的生理上会表现出新陈代谢放缓、抵抗力下降、生理机能下降等特征，老年人对环境的依赖感也会越来越强，研究发现:1)自然型植物景观，舒张压显著降低，心脏速率显著降低，收缩压降低但不显著;2)几何型植物景观，舒张压和收缩压显著降低，而心脏速率略有升高;3)在主观评价中自然型植物景观舒适性较好，观赏后呈现正性情绪状态，植物几何型植物景观促进作用相对较小，不适宜缓解紧张情绪。结果综合表明，不同形态类型的植物景观环境对人生理和心理产生不同影响。

3.4强调参与性、体验性

老年人怀旧、怕孤单、返老还童、喜欢参与式活动，从老年人与自然、老年人与科学知识、老年人与家庭、老年人与邻里四个方面增强康复景观互动性，如:种植劳作活动、家庭亲子活动、科普教育活动、农作物产品交换活动和其他生活互助活动。增强老年人与环境中的晴雨变化、土地更新、植物生长等自然过程的全面体验和互动，增强对社区环境的主人翁意识和认同感，增强老年人对亲自动手改善生活环境主动性和合理的途径，满足老年人的各类心理需求。

3.5公共设施适老化

老年地产的康复景观设计要创造老年人喜爱甚至热爱的环境场所，让老年人喜欢走到室外，体验自然，沐浴阳光，实现轻松愉悦交流的场所。康复景观设计要充分考虑老年人的体能状况，增设户外休憩模块，设计时要充分考虑老年人看护者视线的顺畅，设计尺度上符合残障老人的活动，同时注意考虑四季节气变换对自然条件的改善。考虑到老年人对子女、小孩的亲情交流需求，将老人活动区与儿童活动区临近设置，全程实行无障碍设计。

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中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

近些年来，在城市建筑设计中，经常会伴随着各种功能的地下室或者是地下车库，很多高层建筑为了充分利用建筑空间，将一些设备或者是消防池等设置在地下室，不仅仅更大程度的利用了建筑空间，节省了相关的成本费用，更大大深埋了地基，加强了整体建筑结构的稳定性，增强了建筑的抗震性能，确保了建筑的安全性，同时，也使得整个地下室的功能得到了最大程度的挖掘，避免了建筑价值的浪费。在建筑地下室结构设计中，设计人员要综合分析整体建筑结构的具体情况，综合考虑到建筑的防火，防震，通风，采光等各个方面的的因素，在满足建筑基本功能的的前提下，做出创意设计，选择合理的结构方案。

二、地下室结构设计存在的问题

地下室工程涉及到的专业领域非常广泛、专业知识相对复杂。在对建筑工程的地下室进行结构设计时,要综合考量到使用功能、防火功能、人防需要,还要顾及到管道、通风、摊水、采光等各个专业的相互联系配合。对于拥有大底盘的建筑群体来说,一般来讲,在塔楼部分的使用时期,基本不会发生抗浮问题。但是地下室以及裙房部位却会有抗浮不能满足实际要求的毛病。

其设计上的主要问题表现在:

(1)结构平面的设计。

(2)抗震设计。

(3)地下室抗渗、抗浮设计。

(4)地下室的结构超长。

(5)外墙的结构设计。

三、地下室结构平面设计

建筑工程的地下室结构设计，需要多个部门的共同配合，要坚持在满足基本的使用功能基础上，综合分析建筑的防火，抗震，设备用房，管道铺设，排水通风等多个方面因素，并促使多个专业领域人员通力协作。设计人员在设计过程中，可以选择使用设计后浇带或者是混泥土外加剂，也可以选择地上设缝或者地下不设缝等方式，这些方式，都可以满足不设缝的目的，在地下室的设计施工过程中，很容易出现地下室过长的问题，这时候，仅仅依靠后浇带的设计难以解决问题，可以再实地测量勘察的基础上，将地下室平面做出科学的调整，并进行严密分割，根据需要，设计一些比较窄的通道，使得管道可以相连。为了让接缝变得更少，且最大程度的减少接缝的受力，方便维修补救。可以将变形缝设计安装在通道的外部。最后，要充分考虑采光井的位置，做出科学的采光设计。

四、地下室外墙结构设计

地下室外墙的设计是整个建筑工程地下室结构设计的关键环节，对整个建筑工程地下室结构的合理性有着十分重要的影响。在设计时候，要综合考虑到水，土压力因素，并通过这些因素来验算外墙的抗裂性能。总体而言，要在综合考虑多种因素的基础上，从以下几个方面做出科学合理的设计。

(一)荷载

地下室外墙在整体的荷载中占据着重要地位，其承受的荷载总体而言分别有水平荷载和来自建筑主体和地下室楼盖的传重和自重的竖向荷载。地下室外墙水平的荷载一般都包括侧向的土压力，地下水侧向压力等。在地下室外墙结构设计中，竖向荷载和地震等作用所产生的内力一般而言不会起到控制的作用，在此过程中，要充分重视水平荷载，当水平荷载垂直于墙面时候，会产生弯矩，这对墙体的配筋有着十分重要的意义。

(二)地下室外墙截面设计

土压力引起的效应为永久荷载效应。地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力，静止土压力宜由试验确定。当不具备试验条件时，砂土可取0.34～0.45，黏性土可取0.5～0.7。水位稳定的水压力按永久荷载考虑，分项系数可取1.2；水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑，分项系数宜取1.3。有人防要求的地下室外墙的永久荷载分项系数，当其效应对结构不利时取1.2，有利时取1.0；抗爆等效静荷载分项系数取1.0。

(三)地下室外墙的配筋计算

实际设计时，配筋的计算，对于带扶壁柱的外墙，不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算，而是均按双向板计算配筋；扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋，不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理，这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。

五、抗渗抗浮设计与抗震设计

1、抗渗抗浮设计分析

如果是在地下水位浅,或者在雨水相对较多的地区进行施工,那么,对于地下室层数为一到二层的建筑来讲,常规都要考虑到使用阶段的抗浮问题。纯地下室的部位,以及裙房部位有可能存有抗渗抗浮不符合要求的情况出现。均对这种实际情况,应当采取下面的几个措施来应对:

(1)在设计条件允许的前提下 ,尽可能地提高基坑底设计标高,这样可以起到降低抗浮设防水位的目的。高层建筑基础底板应当应用梁板筏板基础或者是平板阀板基础。

(2)倡导应用无梁楼盖与宽扁梁。常规宽扁梁截面高在跨度的十六分之一和二十二分之一中间。宽扁梁可以有效降低地下部分高度。这样,在降低抗浮水位上就占有一定的优势。

(3)强化抗渗抗浮设计的另一个有效办

法是增大地下室自重。这个办法大体有三种情况:其一是基板加载,其二是边墙加载,其三是地下室的顶板加载。这种办法的特点是设计与施工都相对简单。但是不足之处在于当建筑物需要抵挡较大的浮力时,因为混凝土和相关的增重材料需求量太大,而使施工费用增加。

(4)设抗拔桩。此办法是抗渗抗浮设计加很常用的方法之一。抗拔均一般情况都要嵌入到埋藏浅嵌入坚硬的基岩之内。因为受施工条件和造价因素的制约,抗拔桩入岩一般不深,这就需要施工过程中对桩端进行灌浆处理。若上覆土层厚度太大,抗拔桩进不到基岩处,那就需要在桩下部设扩大头,提高抗拔桩的抗拔能力。

2.地下室抗震设计问题

地下室结构设计对整个建筑工程的抗震性能有着十分重要的影响，结构设计的是否合理，不仅仅关系到整个高层建筑的工程造价，也会密切的关系到整个建筑的稳定性和安全性，因此，在进行高层建筑地下室结构设计中，要严格把握施工图纸的审核要点，地下室整体结构埋置的深度一般都要大于地面建筑的高度，同时，总体的建筑高度要从地下室外部的地面开始算。地下室的墙柱同地面建筑主体的墙柱设计之时，要通过科学的处理，保持协调一致。

3. 人防地下室的结构设计

由于人防的要求, 高层建筑的地下室常兼作人防地下室。普通民用建筑的防空地下室人防等级一般以五、六级居多。人防地下室和非人防地下室相比, 由于增加了核爆动荷载以及对辐射等方面的要求,二者在结构设计上有较大区别, 主要体现在荷载及荷载组合、材料强度、内力计算和构造规定等方面。人防底板的荷载控制问题。人防地下室位于主体结构部分时,人防底板一般是平时荷载起控制作用；人防地下室位于纯地下室部分时, 当仅有一层地下室且顶部有覆土时, 人防底板一般是战时荷载起控制作用, 当有两层或两层以上的地下室且顶部有覆土时, 人防底板一般是平时荷载起控制作用。

六、结束语

总之，加强对建筑工程地下室结构设计的分析，可以不断的提高建筑工程的地下室结构的质量，保证整个建筑工程的安全性和可靠性。

参考文献：

[1]吴仲平 基于高层建筑地下室结构设计的分析 [期刊论文] 《广东建材》 -2012年5期

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高层建筑是社会生产的发展和人类物质生活需要的产物，是现代社会工业化、商业化和城市化的必然结果。科学技术的进步、经济的发展则为高层建筑的发展提供了坚实的物质基础。地下室的结构设计过程错综复杂我们应以遵循安全、适用和合理的原则，及合理的设计为前提，进行全面考虑，把问题减小至最低或消除，以使建筑地下室结构设计工作发挥其最大的经济作用和社会效益、战备效益，最后达成设计要求。

一、地下室的抗裂问题

地下室的抗裂措施由于地下室的混凝土体量较大，而有些地下室长度超过了结构伸缩缝的最大间距，混凝土的干缩和施工期间的水泥水化热将会导致墙体及楼板的裂缝。设计过程中一般可采用以下措施：

（1）设置施工后浇带后浇带作为混凝土早期释放约束力的措施已得到广泛应用。

（2）采用补偿收缩混凝土在混凝土中掺入UEA等微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消其收缩值，从而达到控制裂缝的目的。

（3）提高构件的抗拉性能增加外墙水平分布钢筋的配筋率，减小钢筋间距。

二、地下室外墙的结构设计问题

地下室结构设计的重中之重是地下室外墙的设置，设计时以下几个问题需特别注意。①静止土压力系数。根据试验确定静止土压力，当无法进行试验时，粘性土可取 0.5～0.7，砂土可取0.34～0.45。②荷载。地下室外墙的荷载包括两部分，一部分是水平荷载；一部分是竖向荷载。水平荷载一般是效静荷载主要包括：侧向土压力、地面荷载和人防等。竖向荷载则由地下室本身的重量及楼层的传重。在实际应用中，竖向载荷和风载荷以及地震产生的力是难以控制的。墙体配筋则是由垂直于墙面的水平载荷形成的弯矩决定的，并且竖向载荷的压弯作用一般不予考虑。③地下室外墙的配筋计算。实际设计应用时，在带扶壁柱的外墙配筋计算方法是按双向板计算配筋，而不是根据扶壁柱的尺寸大小来计算。

而扶壁柱不是按外墙双向板传递荷载算其配筋，而是根据地下室结构的整体电算分析结果来配筋。这样设计会使外墙竖向受力筋配筋偏少、扶壁柱配筋不足，而外墙的水平分布筋过多。在计算地下室外墙的配筋时，除了垂直于外墙方向部分有钢筋混凝土的，内隔墙之间有相连的外墙板块或者扶壁柱横截面积较大的外墙板块需要用双向板计算之外，其他形式的外墙通常都按竖向单向板计算配筋。竖向载荷小的外墙扶壁柱，无论是外墙转角处还是内外侧的主筋部分都需做适当的加强。扶壁墙的截面积的大小则是界定外墙水平分布筋的依据。在计算地下室外墙时底部支座应固定，并且它的厚度要和配筋量匹配。侧壁的抗弯能力比底板的大，而弯矩则和底板相等。

三、混凝土浇注问题

墙板混凝土浇注一般采用赶浆法，混凝土的流向是不可控制的，可能在这里施工时，混凝土已经流到十几米之远，特别是顶板和墙板同时浇注，此现象更为严重，等浇注到那儿，可能已经初凝已过；还有顶板和墙板一起浇注，必须先浇注墙板，等墙板混凝土全部完成后，再进行顶板浇注，应该没有多大的问题。

浇筑混凝土应合理安排施工计划及工序，合理留置施工缝，浇捣混凝土应连续进行，当必须间隙时应缩短时间，并应在前层混凝土凝结前将上层混凝土浇捣完毕。混凝土运输、浇筑和间歇允许时间如下：混凝土强度等级

另外，混凝土一次下料不能过厚、不均匀、不对称。混凝土下料不均匀、不对称，影响混凝土的振捣顺序，尤其是混凝土墙板的门洞口处，如果下料不对称，混凝土的侧压力不均匀，容易将内模挤压偏位，同时混凝土一次下料过多，浇筑层过厚，振捣作用长度、半径不够，混凝土容易漏振、不密实，产生蜂窝、孔洞。

四、 地下室抗震设计问题

高层建筑的抗震性能好坏与否与地下室的设计关系重大。提高高层建筑的抗震要求，地下室与地上部分的筑墙必须相一致。而且地下室的埋深也有要求，地下室的埋深要大于地上部分的高度时，其层数可不予考虑，这时算高度时才可从上部地面开始算。为了提高抗震性能，顶板必须要求可作为上部结构的嵌固部位。若地下室顶板为无梁楼盖和顶板内外板标高超过梁高变化引起错层这两种情况时，必须进行一定的处理使其能够作为上部结构的嵌固部位。

五、抗浮、抗渗及控制问题

地下室结构设计中尤其需注意只有地下室部分和地面上楼层较少时的抗浮计算，采用桩基时需计算桩的抗拔承载力。根据《荷载规范》相关规定计算强度和计算抗浮是荷载分项系数的取值是不一样的，计算强度时取1.0，计算抗浮时去0.9。地下室抗浮设计影响的因素很多，主要依据是地下水位及其变幅，并且实际设计中往往只考虑其极限状态，而施工过程中出现抗浮不够导致局部破坏，往往是对施工过程及洪水期不够重视引起的。

对于那些地下空间很大的高层建筑而言，塔楼部分的抗浮一般不会有问题，出问题的往往是其裙房和纯地下室部分。针对这种情况，通常有以下解决措施：①确定科学合理的抗浮设防水位；②通过某些方法间接降低抗浮设防水位，如尽量提高基坑坑底的实际标高；③设置一些抗浮桩；④尽可能增加地下室的本身的重量。

地下室设计是一项复杂的工程，除了满足受力要求外，抗渗技术也是一个非常重要的要点，如若设置不当，可能造成地下室成。由于钢筋混凝土结构不是致密的往往外有裂缝，抗渗效果不是很理想，要想完成抗渗的目的，通常还需采取以下措施：①设置膨胀带。混凝土中本身具有膨胀剂，但其早期变形收缩仅靠其本身的膨胀剂变形不能达到理想效果，通常大于60m时就需设置一定长度的膨胀带来补偿，才可达到混凝土的无缝施工；②加强钢筋混凝土的抗拉能力。在浇筑混凝土时要使用抗变形的钢筋。由于侧壁受底板和顶板约束，上下部所承受的力不一样，使得混凝土上下膨胀收缩不一致，为了抵消这部分差异，要在侧壁增加水平温度筋强化混凝土面层，或者墙的中央设置一道暗梁增加其抗拉能力。除了这些措施之外，对混凝土的养护也格外重要；③设置后浇带。混凝土早期膨胀收缩时需释放约束力，后浇带技术很好的解决了这个问题。同时后浇带技术也已经可以很好的解决长久性的变形缝，并且已经得到了广泛的应用。

六、结语

总之，建筑地下室的设计是一项专业性极强的工作，涉及到的工序和领域较多，具有复杂性。因此，设计要坚持在满足基本功能的基础上，做到安全稳定，经济合理。既可以满足高层建筑地基深埋的要求，也可以防止地下室的渗漏，有助于地下室功能的更好发挥。

参考文献：