关于北京地区建筑抗浮设防水位评价的探讨

2021-04-01刘贵春

工程建设与设计 2021年1期

刘贵春

（中材地质工程勘查研究院有限公司，北京 100102）

1 抗浮设防水位相关规范要求

随着我国建筑业的快速发展，我国建筑物高度越来越大，地下结构的深度也越来越深，抗浮设防水位所涉及的工程费用和潜在风险引起了业界的广泛关注，如何安全、合理地进行建筑抗浮设防水位评价在勘察报告中显得尤其突出。

根据《房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定》（2010 年版）相关规定，当地表水和地下水对工程建设存在抗浮问题时应进行抗浮评价，而地下工程的防水设计，已在GB 50108—2008《地下工程防水技术规范》中明确规定，不属于工程勘察的内容【1】。另外，根据北京市勘察设计管理处、北京市建设工程勘察设计质量监督总站《关于加强建（构）筑物设防水位技术处理的通知》（97 京勘设管字第13号）规定，“勘察单位在勘察报告中要按照规范要求提供场区历年最高地下水位和近3～5a 最高地下水位，设计单位要根据勘察资料，针对工程情况，合理确定建筑防水和结构抗浮设防水位”。

综上所述，依据规范和相关规定，勘察单位应根据地下水对建筑的影响对地下水进行评价，并提出建筑抗浮设防水位建议值，最终抗浮设防水位应由设计单位进行综合确定。

2 抗浮设防水位相关影响因素

建筑抗浮设防水位不仅关系到建筑安全性，也关系到工程建设投资，所以，抗浮设防水位既是一项技术指标，也是一项经济指标，因此，确定抗浮设防水位除应考虑技术因素，也应兼顾相应地区的安全要求和经济水平。

建筑抗浮设防水位的确定，不仅与建筑本身基础埋深、建筑荷载有关，也与建筑场地的工程地质条件、水文地质条件有关，更取决于建筑整个运营期间内地下水位的变化趋势，而后者又受人为作用和政府水资源政策控制。其确定影响因素主要体现在以下4 个方面。

2.1 建筑因素

建筑工程项目建设有其必要性，根据建筑物的重要性、已确定的建筑设计条件、建设单位的经济条件和设计人员素质等因素，设计人员采用的抗浮设计方案也会不同，如坡前建筑可采用的排水盲沟、主动降水设计采用的降水井、抗浮配重、抗浮构件等措施都导致经济投入和抗浮效果的巨大差异，均有其不确定性。

2.2 建筑场区地质条件因素

勘察期间，岩土工程师可以根据区域地质资料和现场踏勘掌握相关区域地形地貌特征，但这些条件都可能因人为因素受到影响；勘察期间地下水水位受地层变化、勘察施工水平、季节变化、补给条件变化的不确定性导致地下水位数据不同；在长期地下水监测部门可以查询场区近3～5a 最高地下水位、历年（1959 年以来）最高地下水位，但建筑场地与监测点之间往往有一定的距离，受工程地质条件、水文地质条件等因素影响，数据难以精确确定【2】。

2.3 地下水、地表水动态变化因素

从施工期到建筑全寿命使用期是一个很长的时间段，很多高层建筑的寿命有可能超过百年，自然界的环境变化影响，导致地表水、地下水位的动态变化难以把握，均为不可确定因素，如水库放水、地下水开采、南水北调的影响。

2.4 工程相关人员的专业技能因素

每个岩土工程师专业素质的差异，工程经验是否丰富，考虑处理问题的能力不同也是不确定因素。

3 勘察期间抗浮设防水位确定方法

根据抗浮设防水位确定的影响因素可知，抗浮设防水位难以提供精确的设计依据，其对工程安全的影响又较为明显，作为勘察单位，抗浮设防水位建议又是勘察报告强审中一个跨不过去的节点【3】。笔者根据相关规范要求，结合多年来在北京地区的工作经验，总结提出抗浮设防水位确定方法，供岩土工程师参考。

确定抗浮设防水位前，应进行如下工作：

1）应精准了解建筑用途，明确建筑结构设计条件，初步判断抗浮设计的必要性。

2）应通过现场踏勘查清工程场区区域地形地貌特征。

3）应准确查明工程场区工程地质条件、水文地质条件及地下水、地表水动态变化特征。

4）应准确提供勘察期间地下水位、近3～5a 最高地下水位、历年最高地下水位，若无近3～5a 最高地下水位、历年最高地下水位资料，可向本地区有地下水位长期观测资料的单位查询。

5）预测特殊条件下地下水动态变化特征，如南水北调、水库调蓄放水、地下水位开采变化等。

掌握以上资料后，充分考虑工程的安全性、适度投入的经济性来进行综合分析。通常情况下，勘察期间抗浮设防水位建议值可以通过以下计算公式确定：

抗浮设防水位建议值=（近3～5a 最高地下水位+历年最高地下水位）/2+调整动态水位差值

该建议值应满足以下条件：

1）抗浮设防水位通常应不低于勘察期间地下水位；

2）抗浮设防水位通常应不低于近3～5a 最高地下水位；

3）抗浮设防水位通常应不高于历年最高地下水位；

4）抗浮设防水位通常应不高于自然地坪；

5）抗浮设防水位通常应不高于地下室顶标高；

6）抗浮设防水位通常应不高于与场区地下水有水力联系的附近地表水历年最高洪水位。

4 工程实例

后沙峪罗马环岛附近某工程项目，场地勘察期间地下水位标高24.00~25.20m；近3～5a 最高地下水位26.30m；历年最高地下水位接近自然地表，标高27.00m 左右；吉祥桥记录洪水位约26.50m；场地自然地坪27.00m 左右；建筑因设计需要，正负零标高29.00m；场区毗邻的罗马湖丰水期水位26.00m；经综合考虑后，勘察报告提出抗浮设防水位建议值27.00m。

上述方法只适用于一般工程项目在正常条件下抗浮设防水位确定，根据规范要求，对于某些地下水赋存条件复杂，补给和排泄条件在建筑使用期间可能发生较大变化，且为重大工程，抗浮设防水位应由建设单位委托有资质的单位进行专门论证后提出。

受南水北调影响，至2018 年底，平谷区平均地下水位与2014 年以前相比上升约6.0m，局部地区地下水位上升幅度超过10.0m；受引黄入京工程影响，2019 年3 月，为改善水系生态需要，引黄入京工程永定河放水，导致相关河流影响区域地下水水位短期内大幅上升，很多地区地下水位上升幅度超过5.0m。若今后在这些地区建设重大工程，抗浮设防水位建议均应进行专题论证后确定。