某高层建筑物施工期抗浮设防水位的确定

杨仁生，张流趁

（赣州市水利电力勘测设计研究院，江西 赣州 341000）

1 抗浮设防水位的确定原则

抗浮设防水位为地下室抗浮评价所需的、保证抗浮设防安全和经济合理的场地地下水水位。建筑物抗浮设防水位的确定，受气候、水文地质条件影响，有时还与地下水开采、上下游水量调配、跨流域调水等复杂因素有关。 《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）中提出：对情况复杂的重要工程，需提出抗浮设防水位时，应进行专门研究。并且规范条文中提出，预测建筑物使用期间水位可能发生的变化和最高水位有时相当困难，不仅与气候、水文地质等自然因素有关，有时还涉及地下水开采、上下游水量调配、跨流域调水等复杂因素[1]。

在《高层建筑岩土工程勘察规范》（JGJ72－2004）P8.6.2条规定，地下室抗浮设防水位的综合确定宜符合下列规定：

（1）当有长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可采用最高水位；无长期水位观测资料或资料缺乏时，按勘察期间实测最高稳定水位并结合场地地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定。

（2）场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水水位并考虑其对抗浮水位的影响。

（3）只考虑施工期间的抗浮设防时，抗浮设防水位可按一个水文年的最高水位确定[2]。

条文中提及我国南方滨海地区抗浮设防水位按室外地坪标高控制。

江西省赣州市辖区内地形地貌主要为低山丘陵地貌，城市大部分位于山间小盆地，随着城市的扩展，部分岗地列入城市开发范围内。场区地下水随着气候的变化而变化，并且地下水位变化幅度较大，抬伸时间以及消落时间均较快，为典型的山区环境。由于现场勘察的局限性，勘察场区很难取得长期观测资料。赣南地区建筑物地下室基本只设一层或二层以下，因此大部分建筑主体结构完工后主体结构自重满足地下室抗浮稳定。笔者认为，地下室抗浮设防水位的确定主要只需考虑施工期间地下水的抗浮作用。并且地下室抗浮设防水位的确定除考虑场地地形地貌、水文工程地质条件（地下水补给排泄条件）、勘察期间地下水位实测值以及高水位调查外，还应结合周边道路设计标高（包括场地内道路标高）和当地经验综合确定。周边地形对场地地下室抗浮设防水位的确定起比较重要的作用，能直接影响建筑物地下室的造价、安全。本文以江西省赣州市某F栋高层建筑地下车库施工期地下室抗浮设防水位确定为实例。

2 场地概况

某工程在F栋高层建筑下部以及北侧建有一地下停车库，地下总建筑面积5650 m2，地下车库高3.6 m，拟建地下室底板高程为135.9 m。拟建场地在地貌上属章江右岸冲积台地阶地，原地形起伏变化较大，后经场地平整人工开挖和回填平整，原始地貌已基本破坏，现状地面高程为138.49～140.48 m，表层局部分布有填土。

2.1 地质条件

据钻探资料揭露，拟建地下室场地地层不太稳定。场地岩土层和分布情况，素填土（层号①－1）：厚度一般为0～3.5m，层顶面高程为138.68～141.71 m；中砂（Q3al）（层号②）：灰黄～黄色，稍密状，湿或饱和，该层仅分布于ZKF9孔附近冲沟，厚度1 m，层顶面高程为135.63～139.0 m；粉质粘土（Q2al）（层号③）：红黄色，稍湿或湿，可塑状或硬塑状，该层仅分布于ZKG15附近，厚度1.2 m；卵石（Q2al）（层号④）：灰黄～黄色，稍密或中密状，稍湿或饱和，厚度一般为0.3～3.4 m；全风化含砾砂岩（层号⑤）：该层厚度 0.5～2.7 m，层顶标高 131.03～140.00 m，顶面起伏变化大；强风化含砾砂岩（层号⑥）：紫红色，岩芯以块状、碎块状为主，部分呈短柱状，手掰可断，节理裂隙比较发育，该层层厚 1.7～4.7 m，层顶高程129.78～138.10 m；中风化含砾砂岩（层号⑦）：紫红色，泥质胶结为主，中厚层状，岩芯呈短柱状、块状，部分呈柱状，锤击声脆，岩体质量等级为IV级，层位稳定。场地岩土层分布不太稳定。

2.2 水文地质条件

场地内地下水主要为孔隙潜水和裂隙潜水。孔隙潜水主要赋存于人工填筑土层及冲积层的孔隙中，主要接受大气降水补给，水位随地形变化，孔隙潜水水位埋深 0.1～1.2 m，地下水位年际变幅约 1～2 m，地下水量随气候环境变化较大。裂隙潜水主要赋存在基岩的裂隙中，地下水位埋深较大，赋水量较贫乏。本勘察期间平均稳定地下水位标高平均值约138.2 m，目前地面高程为138.49～140.48 m，未来场地平整后地面高程为设计室外地面高程142.0 m。

结工程合场地根据地区勘察经验和场地地形地貌、水文地质条件、工程地质条件分析，场地素填土层结构较松散，具有中等透水性，地下水渗流排泄较快；中砂结构较松散，具有中等透水性，地下水渗流排泄较快；粉质粘土可～硬塑状可塑状、硬塑状，具有弱透水性，地下水渗流排泄较慢；卵石层呈中密状，具有中等～强透水性，地下水渗流排泄较快～快；全强风化层具有弱透水性全风化、强风化带具弱透水，地下水渗流排泄较慢。

3 地下车库抗浮水位确定

根据松散土层的孔隙透水性和基岩的裂隙透水性，地下车库埋置深度与勘察期间测定的稳定地下水位的高程关系，初步判断地下车库存在抗浮问题。本工程地下车库高3.6 m，拟建地下室底板为135.9 m。因此，地下室底板大部分位于全强风化，中间段位于卵石层中，存在浮托力，需考虑抗浮问题。

勘察期间平均稳定地下水位标高约为138.2 m，远高于周边赣江河常水位和设防洪水位，可不用考虑洪水汛期间河水倒灌问题。地下车库本工程抗浮水位的确定主要考虑暴雨季节地表水入渗的排泄以及地势较高处的地下水的补给作用。在施工期场地现状地面高程为138.49～140.48 m，整平后地面高程为142.0 m，并在南侧低地地面高程为138.58～140.9 m的地形条件下，填土和卵石中的地下水具有向低地排泄的临空面。因此，在地表水排泄通畅及地下盲沟排水通畅的情况下，填土以砂砾料为主，渗流排泄条件较好；场地表层主要为卵石层，也具有较好的存在一定排泄作用，而南侧道路高程为138.58～140.9 m，所以在同时结合场地周边地表排水排泄通畅和地下盲沟排水设施通畅的情况下，考虑降水入渗排泄的滞后效应，确定地下车库应推荐设计水位高程低于室外地坪设计高程，建议设防水位取周边道路高程中间值，保证在洪水季节地下水位达到设防水位后有一定排泄空间，以便水位再上涨的几率较小。根据上述工程地质条件、水文条件以及地形地貌，建议拟建场地地下室抗浮设防水位为139.5 m。

4 结论

目前，该工程已经竣工验收，投入使用多年。据现场检查观察地下室地下车库未发现裂缝和变形，周边观测设施亦未发现不均匀沉降或浮起位移，工程质量抗浮稳定达到设计和规范要求，满足设计和使用要求。此抗浮设防水位比规范中取室外地坪高程标高142.0 m的设防水位低2.5 m，由此节省了工程造价近300万元，它既保证了施工和建筑物安全，达到了安全经济的良好效果，又经济合理。

总而言之，地下室抗浮设计水位的确定是一个比较复杂的过程，首先应查明场地的地形地貌、工程地质条件和水文地质条件，查明地下水位和变幅，根据设计场地地面高程结合周边设施高程，再参照当地经验综合确定。

［1］GB50021－2001，岩土工程勘察规范［S］.

［2］JGJ72－2004，高层建筑岩土工程勘察规范［S］.

［3］常士骠，张苏明.工程地质手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，2007.