对抗浮设防水位确定的讨论

郑清华

(福建省建专岩土工程有限公司 福建福州 350007)

对抗浮设防水位确定的讨论

郑清华

(福建省建专岩土工程有限公司 福建福州 350007)

在归纳总结抗浮设防水位取值有关规定的基础上，分析了抗浮设防水位设计存在的问题及影响因素。针对福建省地区工程地质条件和不同工程地下室开发特点，提出一种针对福建地区高填方、斜坡及地下室工程中确定合理设防水位的思路。文章主要以某市一斜坡地下室开挖为例，在分析场地地形地貌、工程地质和水文地质条件的前提下，结合地下室开挖对地下径流的影响等因素进行抗浮设防水位确定。

抗浮设防水位;影响因素;斜坡场地;实例分析

0 引言

当前，城市化进程在不断加快，城市用地局面也日益紧张。地下空间的开发利用越来越广泛，地下室不断朝大、深方向发展，这也使得抗浮问题越来越突出［1－2］。抗浮设防水位的取值对建筑结构安全具有重要的意义［3］:抗浮设防水位取值偏高，会造成工程建设的巨大浪费;取值偏低则严重威胁地下室的安全，轻则造成地下室结构梁板开裂、地下室渗水，重则地下室上浮结构破坏。因此，在不同场地条件及水文地质条件下，如何合理确定抗浮设防水位，具有既经济合理又能防止地下室发生开裂或上浮事故的重要意义。

1 场地抗浮设防水位的概念及其取值

抗浮设防水位是指地下室抗浮评价计算所需的、保证抗浮设防安全和经济合理的场地地下水位［4］。这就明确了抗浮设防水位应满足以下两点:

(1)保证地下室在建筑使用年限内抗浮设防的安全，确保地下室不因地下水浮力问题影响其使用;

(2)需要经济合理，不因其抗浮设防水位过于保守而造成经济上浪费。

目前，对于场地抗浮设防水位的取值，一般按照《高层建筑岩土工程勘察规程》和福建省省标《建筑地基基础技术规范》的规定取值。场地抗浮设防水位确定，主要依据当地的长期地下水位观测资料、历史最高水位的记载，再结合地形地貌、场地整平、地下水的补给、排泄条件、洪涝情况、各地下水层间的水力联系等自然条件［5］。

2 确定场地抗浮设防水位存在的问题

根据所遇到的实际工程情况，上述规范提到的抗浮设防水位取值的依据仍不能满足生产需要，主要存在以下4个问题:

(1)现行规范仅提出了场地抗浮设防水位取值的思路，而并无统一明确的计算公式或方法。

(2)目前大部分地区缺乏长期水位观测网，只能依靠勘察，并根据勘察成果及经验提供参考。

(3)由于勘察作业时间一般较短，受季节性影响，所采集到的场地地下水资料较片面，再加上勘察手段限制，勘察期间所得的结果与实际情况有时存在一定的差距。

(4)现行规定抗浮设防水位以平原地区为主，但随着城市化的不断深入，开发往城市周边甚至乡村发展，缺乏斜坡地和高填方场地的抗浮设防水位取值规定。

综上所述，目前抗浮设防水位主要依靠根据勘察期间钻孔内的水位(初见水位、稳定水位)，结合历史最高水位、历史最低水位确定。没有进行专门的水文地质调查，存在一定的误差，而这些误差有时将导致工程浪费或抗浮失效的严重后果。

3 抗浮设防水位变化的影响因素

现行规范对抗浮设防水位的规定，则更多体现在平原上。在福建地区，随着城市化的不断推进，建设场地不断往周边扩展，越来越多建设场地的整平伴随着深挖和高填，而这种工程建设活动改变了地表径流、地下水的补给、排泄，引起抗浮设防水位与勘察期间所测的地下水位不一致，该问题应引起重视。

(1)高填方场地对抗浮设防水位的影响

有时因建筑需要，将斜坡地进行高挖低填，将大面积建设场地整平到一个统一标高，而勘察时原场地低处水位较低，建设时的高填方(特别是在山谷处的高填方)改变了地表径流、地下水渗流，使地下水位抬升，若按原场地地下水位作为抗浮设防水位计算依据，可能导致地下室抗浮不足。

(2)斜坡地对抗浮设防水位的影响

目前，各现行规范并未明确斜坡地抗浮设防水位的取值。勘察时对钻孔中稳定水位的测量结果显示，斜坡地地下水位随地形变化而变化，地下水位也一般是随场地从高到低的变化而呈由高到低的渐变地下水位。勘察工程师对斜坡地的抗浮设防水位取值常出现以下两种错误:①采用整个场地平均水位加上水位变化幅值;②采用场地最高地下水位加上水位变化幅值。

若采用场地平均水位加上水位变化幅值作为抗浮设防水位，斜坡高处实际地下水位高于勘察所提的抗浮设防水位，斜坡低处实际地下水位低于抗浮设防水位。前者造成地下室抗浮不满足要求，后者将出现较大的工程浪费。若采用场地最高地下水位加上水位变化幅值作为抗浮设防水位，斜坡低处实际地下水位远低于勘察所提的抗浮设防水位，势必造成工程浪费。

(3)地下室结构对抗浮设防水位的影响

斜坡地地下室基础落在隔水层中，而地下室范围内存在透水层。山坡通过地表径流与透水层渗流排水，地下室施工后将导致透水层地下渗流被地下室隔断。在地室范围足够大时，地下室迎水侧地下水位将出现中间高、两侧低的情况。

(4)地下室肥槽对抗浮设防水位的影响

地下室基坑开挖后的肥槽，时常因各种因素影响而采用透水性高的砂碎石、砂土或建筑垃圾回填，则应考虑降水、生活用水下渗的造成地下水位上升的影响。特别是地下室位于不透水层时，在台风强降雨情况下，地下室肥槽填方范围内地下水位将快速上升到地表附近，造成地下室抗浮不满足设计要求。

4 工程案例及分析处理

4.1 工程概况

某市一地下工程总用地面积70 000m2，由11栋28层～39层，14栋2层～4层建筑组成，地下室一至两层。平面上分两阶整平，第一阶整平高程为21.5m;第二阶整平高程为17.60m，地下室底板面高程约8.60m，如图1所示。

图1 场地分阶平面图

4.2 工程地质条件

场地地貌单元属剥蚀台地地貌，现场地未场平，整体呈西高东低。现场地高程11.32m～30.58m，年平均降水800mm～1 100mm。勘察钻孔所揭示场地岩土体自上而下为:

①杂填土:揭露厚度0.80m～8.30m;

②素填土:厚度0.80m～3.30m;

③粉质粘土:层顶高程10.39m～27.48m，揭露厚度2.50m～18.20m;

④含圆砾粉质粘土:层顶高程－2.60m～7.31m，揭露厚度0.50m～8.20m;

⑤残积粉质粘土:层顶高程－6.00m～19.31m，揭露厚度0.90m～18.10m。

4.3 水文地质条件

场地地下水主要为第四系孔隙潜水及基岩风化层孔隙裂隙水，为潜水。影响场地第四系孔隙潜水，主要在雨季形成，赋存于上部土层中，受大气降水补给，受气候、水文条件影响。

勘察期间属于枯水期，勘察时测得地下水初见水位，地势较低地段黄海高程7.60m～9.50m左右，地势较高地段黄海高程－2.50m～12.00m左右;稳定水位，地势较低地段黄海高程8.00m～10.00m左右，地势较高地段黄海高程－2.00m～12.30m左右。

根据区域水文地质资料，本场地范围近3年～5年最高水位黄海高程为12.60m，历史最高水位黄海高程为13.50m，如图2所示。

图2 地下室与地下水位示意图

4.4 设防水位的确定

根据场地地形、地质情况和地下水文条件，场地抗浮设防水位不能仅根据勘察期间本场地实测地下水来确定，应综合考虑场地历史最高水位、地下水位的年变化幅值，以及极端降雨等条件下可能造成的意外补给导致的水位上升值，并结合场地施工工况分阶分段选用。

该工程抗浮设防水位的确定，考虑了以下4个因素:①地下室场地为西高东低的斜坡地，地下水位西高东低;②相邻第一阶场地为填方场地，第一阶填方及生活用水下渗将抬高第二阶地的地下水位;③第二阶地下室长度约300m，在地下室施工后，地下室结构将隔断渗透系数较大的填土层造成西侧中部水位上升;④地下室肥槽回填材料的影响。

综合以上影响因素，确定抗浮水位取值为:西侧选15.0m，东侧选12.6m。

在地下室完工后，在西侧沿地下室长边两端及中间埋设3口地下水位观测井，多次强降雨后，观测到中间观测井水位高达14.0m，两端观测井水位约12.0m，表明上述分析确定的抗浮设防水位是科学合理的。

5 结语

分析了现行规范对抗浮设防水位取值规定存在的主要问题及其影响因素，在此基础上针对福建山区高填方场地、斜坡地、地下室结构的隔断及肥槽填料影响抗浮设防水位合理取值进行了探讨。

(1)高填方边坡地下水位取值应考虑填方后地下水位上升的影响，可针对不同的填方材料选用不同的抗浮设防水位。

(2)斜坡地的抗浮设防水位不宜简单地选择一个统一的抗浮设防水位，应根据实际地下水情况将场地按不同整平标高进行划分，提供各场地整平标高处的不同抗浮水位供设计使用，并应充分考虑地下室结构对地下径流隔断的影响而造成的局部地下水位上升。

(3)可针对不同的地下室肥槽填料，结合地下水补给情况，提出不同的抗浮设防水位。

综上所述:高填方及斜坡地的抗浮设防水位不宜简单地选择一个统一的抗浮设防水位。抗浮设防水位的确定，应在完全掌握区域工程地质、水文地质条件及地形地貌的前提下，结合周边地块的挖填、地下室结构对地下径流的隔断影响、肥槽填料的影响，选用最不利的组合综合分级分区确定。

［1］ 张金纯，唐合岗，张晨富．岩溶区漓江河流阶地建筑场地地下水抗浮设防水位的确定［J］．山东国土资源，2013，29(11):53－55.

［2］ 张思远．在确定建筑物基础设防水位时应注意的一些问题［J］．岩土工程技术，2004(5):227－229．

［3］ 周笑．浅谈抗浮设防水位［J］．福建建筑，2013(3):94－95．

［4］ JGJ72－2004高层建筑岩土工程勘察规程［S］．北京:中国建筑工业出版社，2004．

［5］ DBJ13－07－2006建筑地基基础技术规范［S］．福建省建设厅，2006．

Discussion on determination method of anti－floating water level

ZHENG Qinghua
(Fujian jianzhuan geotechnical engineering Co.Ltd，Fuzhou 350007)

On base of summarizing the relevant regulations of anti－floating water level in current norms，the main problems and key influencing factors of anti－floating water level were analysed.In view of the engineering geologic conditions and features of basement development in Fujian Province，a way to determine a reasonable value of anti－floating water level for high embankment，slope and basement engineering in Fujian area was put forward.Taking an excavation of basement in a City for example，the anti－floating water level was presented by analysing the topographic features，engineering geology，hydro geological condition and the impact of excavation of basement on groundwater.

Anti－floating water level;Influencing factors;Slope site;Case study

TU46

B

1004－6135(2017)02－0070－03

郑清华(1981．8－ )，男，工程师。

E-mail:15959182530@163.com

2016－08－29