苏州地区抗浮水位确定分析

张建华

江苏苏州地质工程勘察院，江苏 苏州 215129

随着城市的发展，地下空间的开发力度愈发加大，地下室由原先的地下一层，发展到地下二层、地下三层，甚至地下四层，除了纵向深度变深，横向的广度也变广了。由此，水文地质条件愈发显得重要，但因对抗浮设防水位重视不够，地下室上浮、底板开裂渗水的工程事故多次发生。因此，合理选取抗浮水位具有重要意义。

1 气象和水文

（1）气象。苏州地区属北亚热带海洋性季风气候区，气候温和湿润，四季分明，日照充足，雨量充沛，无霜期年平均达233d。多年平均气温为15.7℃，极端最高气温为40.1℃，极端最低气温为-12.7℃；1月最冷，平均气温为2.8℃；7月最热，平均气温为27.9℃。春夏之交多梅雨，夏末秋初有台风，年平均降水量为1099.6mm，有80%的年份年降水量在900mm以上，年际内降水量极不均匀，以4—9月份降水较为集中，占全年降水量的71%。多年平均蒸发量为1065.8mm，以7—8月份蒸发量最大，1月份蒸发量最小。

（2）水文。苏州市地处长江流域太湖水系区，区内地表水系极其发育，主要由太湖、阳澄湖湖群及大小规模不等的河港沟塘组成。据近年来搜集的资料，苏州历史最高洪水位为2.49m，最低河水位为0.01m，常年平均水位为1.00m。枫桥站最高水位为2.62m，苏州站（觅渡桥）水位为2.43m。苏州市历史最高潜水位为2.63m，最低水位为-0.21m，近3～5年最高潜水位为2.50m，潜水位年变幅一般为1～2m。苏州市历史最高微承压水位为1.74m，最低水位为0.62m，近3～5年最高微承压水位为1.60m，年变幅0.80m。承压水同样呈气候型动态特征，年变幅仅0.38m左右，水位高峰值出现在10—11月份，标高在-2.70m左右，低峰值出现在3—4月份，标高在-3.00m左右。

2 地下水的分布

苏州市区内地貌成因和形态类型的差异性，分为太湖沿岸构造-剥蚀低山丘陵区（Ⅰ）和太湖流域堆积平原区（Ⅱ），按成因时代和微地貌形态特征后者又可分为两个亚区，即长江三角洲冲积平原（Ⅱ1）、太湖水网平原（Ⅱ2），如图1所示。

图1 地貌分区图

苏州东部第四纪沉积厚度可达150～190m，结构松散，孔隙发育，其间夹有多层砂层，导水性能中等～良好，赋存着较为丰富的孔隙地下水；西部低山丘陵区，裸露或浅埋的砂岩、火成岩和灰岩在风化构造等内外因素作用下，裂隙和岩溶发育，接受大气降水入渗补给并成为地下水运移、赋存的良好场所。地下水主要由潜水、微承压水、承压水组成。

3 地下水的动态及补径排条件

（1）潜水。潜水普遍赋存于近地表的黏性土层中。水位埋深一般在0.5～1.5m，西部基岩体边缘的冲坡积层区的水位埋深大于1.5m，太湖边缘的近代湖沼相低洼分布区的水位埋深小于0.5m。潜水的埋深主要受到区域内微地貌及河、湖、塘等地表水体变化的控制，同时受到气候影响，随季节有显著变化，即雨季埋深浅、旱季埋深大。一般来说，潜水水位在一年当中均高于河水位，呈单向排泄于地表水体。

（2）微承压水。微承压含水层顶板埋深一般在4～10m，水位埋深一般在1.5～3.0m，比同一地点的潜水位埋深要低0.5～1.5m。其水位变化同样受大气降水、地形地貌、地表水体的影响。微承压水水位受控于大气降水和地表水以及上部潜水。

（3）承压水。Ⅰ承压水为承压水上段，其含水层顶板埋深一般在20～40m，其趋势自西向东由浅变深。西郊近山前地带的水位埋深均小于30m，东郊地区水位在30～40m。水位埋深一般在3～6m，普遍比微承压水水位低2～4m。其补给来源主要为侧向径流补给，其排泄方式主要为侧向径流及对深层地下水的越流补给。

4 区内抗浮水位的分析评价

由于苏州地区地貌为构造-剥蚀低山丘陵区（Ⅰ）和堆积平原区（Ⅱ），对于抗浮水位的选取也需根据实际情况综合选取。

4.1 抗浮水位预测

地下水在一定条件下处于相对平衡状态，形成稳定地下水位，抗浮水位的预测就是在充分考虑各因素后通过一定模型进行预测的。抗浮水位的预测，笔者认为需考虑到以下因素的影响。（1）地下水的补给，包括大气降水、地表水和地下水的径流补给，当地下水的补给量大于排泄量时，地下水水位上升，反之下降。当处于平衡状态时，形成稳定水位。（2）人类活动，包括工程降水（注水）、上下游水量调配、跨流域调水。通常施工降水会导致大量地下水被抽取，且绝大部分地下水排泄至河道，将会对附近地下水水位产生明显影响。（3）受到地层岩性、渗透性对地下水越流补给的影响，地层的渗透系数对地表水的下渗，以及地下水的蒸发、径流及补给尤为明显。（4）现状地形及其变化，如场地所处地貌单元及其场地的挖方、填方，场地地形的改变可能使得地下水水位产生变化。（5）基坑施工影响，地下室的施工开挖改变了地下水的渗流条件，肥槽回填材料、密实度影响地下水的下渗。

4.2 抗浮水位选取确定

对地下水埋藏浅的滨海、滨江、滨湖等较平坦场地，对于地下水位埋深大于0.5m场地抗浮设防水位可取地面整平标高或室外地坪设计标高下0.5m考虑，对于地下水埋深小于0.5m场地按历史最高水位考虑。

除此之外，苏州区内抗浮水位的选取还需考虑以下因素：（1）使用期内抗浮设防水位应取设计使用年限内可能的最高水位，不得采用勘察期间实测的地下水水位。（2）当无工程设计使用年限内最高水位时，无承压水的平地类型，抗浮水位可取室外地坪；有承压水的平地类型，抗浮水位取潜水水位和承压水头较大值，潜水水位可取室外地坪；当室外地坪有坡度时，可分段确定抗浮水位。（3）坡地类型抗浮水位应根据上下游水头、分水岭、雨水补给、地质分布情况、地下室分布、基坑止水帷幕等综合确定。（4）场地地势低洼且可能发生淹没、浸水时，应采取可靠的地表防、排水措施。抗浮水位应根据地质条件、积水深度、内涝时间及积水下渗等因素确定。（5）不可能淹没的较小台地、分水岭等，当地表防水、排水条件较好时，抗浮设防水位可取丰水期地下水最高水位。（6）场地及其周边场地竖向设计的分区标高差异较大时，宜划分抗浮设防水位分区采用不同的抗浮设防水位。不同竖向设计标高上一级分区地下水可向下一级标高分区自行排泄时，下一级抗浮设防水位可取邻近上一级自行排泄标高的高程。

抗浮设防分区按下列要求划分：跨越多个地貌单元、地下水存在水力坡度的场地可根据地质条件分区；场地内有几个竖向设计标高区时，可按竖向设计标高分区；原始地形、地层分布和水文地质条件变化较大的场地，可按工程结构单元分区。

5 结束语

抗浮水位是在一定条件下预测出来的，是有边界条件的。建设场地地下水抗浮设防水位的综合确定，应符合有关规范的规定。对这个“最高水位”，由于区内存在潜水、微承压水、承压水，各层地下水虽具有相对独立的水位，但存在径流、补给，且勘察钻孔、桩基施工、地下室开挖也使各层地下水存在相互串通的可能，存在一定的水力联系，因此按各层水的混合最高水位确定。

根据苏州区域水文资料，结合地区工程经验，苏州地区抗浮水位可参照以下原则确定：（1）堆积平原区，在疏排水通畅的条件下，抗浮水位可按苏州历史最高潜水位2.63m和场地室外设计地坪下0.5m之较高者考虑。疏排水不畅的条件下，抗浮水位建议值不宜低于竣工后设计室外地面标高。（2）构造-剥蚀低山丘陵区，当建设场地地势显著高于周边，地表水、地下水径流条件较好时，可结合场地情况确定抗浮设防水位；对于地质条件复杂的重要工程，应进行专项水文试验，并经专家论证。除此之外，基坑基槽回填前，施工单位应采取防止地表水侵入基坑基槽的措施，避免因地表水侵入基坑基槽导致地下结构上浮，施工方应当编制地表水侵入基坑基槽的应急处理预案。