地下室抗浮水位合理取值探讨

郑世勇

（湖州建院岩土工程勘察设计有限公司，浙江 湖州 313000）

1 引言

随着城市建设的发展，地下空间的开发和利用越来越多，高层或多层建筑之间的纯地下室、下沉式广场，以及高填方和斜坡场地上建筑大量兴建，地下室在地下水作用下的抗浮评价越来越重要。抗浮评价中的重要内容之一就是确定抗浮设防水位。地下结构抗浮设防水位是岩土工程勘察报告中需要提供的一项重要参数，是影响地下工程建设的一个重要技术经济指标。本文对现行规范中抗浮设防水位的确定依据进行分析与讨论，并提出了不同类型的场地地下室抗浮设防水位合理取值的个人见解。

2 有关规范对抗浮水位确定的要求

1）JGJ/T 72—2017《高层建筑岩土工程勘察标准》第2.1.6条规定：“抗浮设防水位指为满足地下结构抗浮设防安全及抗浮设计技术经过合理的需要，根据水文地质条件、地下水长期观测资料和地区经验，预测地下结构在施工期间和使用年限内可能遭遇到的地下最高水位”；第8.6.2 条规定：“抗浮设防水位的综合确定应根据场地所在地貌单元、地层结构、地下水类型、各层地下水位及其变化幅度和地下水的补给、径流、排泄条件等因素综合确定”[1]。GB 50007-—2011《建筑地基基础设计规范》第3.0.4 条规定：“岩土工程勘察报告应提供用于计算地下水浮力的设防水位”[2]；GB 50021—2001《岩土工程勘察规范》（2009 年版）中第4.1.13 条规定：“详细勘察应论证地下水在施工期间对工程和环境的影响，对情况复杂的重要工程，需论证使用期间水位变化和需提出抗浮设防水位时，应进行专门研究”[3]。JGJ 476—2019《建筑工程抗浮技术标准》中第2.1.12 条规定：“抗浮设防水位为建筑工程在施工期间和使用期内满足抗浮设防标准时可能遇到的地下最高水位”。第3.0.4条规定：“抗浮设防水位应根据建筑使用功能、抗浮设计等级、场地历史最高地下水位和长期水位观测资料、勘察报告建议、水位预测咨询成果和工程经验综合分析后，按施工期和使用期分别确定”[4]。第5.3.2 条、第5.3.3 条及第5.3.4 条分别对施工期间、使用期间及特殊条件场地的抗浮设防水位的取值做了规定。

2）以上4 个规范、标准均是对抗浮设防水位做了概念性的规定，但未给出详细的评判依据。《高层建筑岩土工程勘察标准》 强调的是确定抗浮设防设计水位的原则既要保证地下室抗浮设防安全，又要技术经济合理；《建筑地基基础设计规范》强调的是勘察报告应要提供抗浮水位；而《岩土工程勘察规范》（2009 年版）强调的是抗浮水位的提供需要进行专门研究（专门的水文地质勘察）；《建筑工程抗浮技术标准》强调的是抗浮设防水位应按施工期和使用期分别确定。

3）由于地下水位不仅与自然因素（地下水的补给、大气降水、排泄与径流等）有关，而且还受人为因素（地下水开采、水库放水、灌溉等）的严重干扰，要合理确定抗浮设防水位比较困难，这就要求岩土工程师在考虑地下室抗浮时，应根据场地工程地质条件、区域水文地质、地形地貌、地下水的补给、排泄条件等情况，分析各种因素对抗浮设防水位的影响，采用最不利组合情况，综合确定地下室抗浮设防水位。

3 几种不同场地抗浮水位的确定方法

针对不同类型的建筑场地抗浮设防水位的合理取值，个人见解如下。

1）对于一般场地：场地地形（建筑物的设计室外标高）较平坦，且场地外围地形标高与场地内标高相近或略低，可取室外地坪标高以下0.5～1.0 m 作为抗浮设防水位。

2）对建造在山地斜坡的地下室，三面有回填土，仅一侧无填土，可提供一个坡水位。同理，面积较大且设计室外地坪标高变化较大的场地，对连续的地下室可提供一个坡水位；对不连续的地下室（几个单体建筑下的独立地下室）可提供不同的抗浮水位。

3）无地下水场地（山区低地水位场地），可根据坑壁土和坑底土的透水性，分不同情况取值。

4）场地外围地形标高于场地内标高，可取场地内设计地坪标高以下0.0～0.5 m 作为抗浮水位；场地外围地形标低于场地内标高，可取场地外标高作为抗浮水位。

5）对位于市区可能发生街道水浸内涝现象的建筑场地，抗浮水位取室外地坪标高。

6）当承压水和潜水有水力联系时，应分别实测其稳定水位，取其中的高水位作为抗浮水位。

4 工程实例

通过工程实例，本文讨论了几种不同场地地下室抗浮设防水位的分析和确定，内容如下。

1）湖州市中心区域的某工程项目，北侧为超高层办公楼，南侧为5 层商业楼，设地下3 层地下室，基坑开挖深度约13.0 m。场地四周为城市道路，其标高为1985 国家高程（以下“标高”均指1985 国家高程）5.2～5.7 m 时，场地地形北侧较平坦，南侧略低，地面标高在3.96～6.06 m，设计外地坪标高为5.8 m。勘察期间为丰水期，测得地下水位标高为3.80～4.26 m，湖州地区地下水位年变化幅度在1.00～2.00 m。综合分析地下水变化幅度、周边道路标高、设计外地坪标高和湖州市区周边水系最高洪水位等因素的影响，建议抗浮水位标高4.50 m。

2）湖州市杨家埠某研发中心项目有一下沉式停车场，地下1 层，车库顶为室外停车场。场地位于山坡，地形起伏较大，地下室北侧、东侧全部位于山体，北侧沿山体有一道路，道路标高为99.00 m，地下室顶板标高为98.60 m；西侧和南侧外地坪为斜坡，基本为原山体，其标高在99.00～93.0 m；仅西南角为敞开式，室外地坪标高为92.30 m，设计底层内地坪标高为92.60 m。

勘察期间，测得地下水位埋深0.50～3.10 m，地下水类型上部主要为上层滞水及第四系松散岩类孔隙水。

本工程地下室处于斜坡地段，雨水的入渗会产生渗流，渗流压力在地下室底板将产生非均布荷载，这种非均布荷载会对地下室结构的影响。根据场地水文地质条件及周边设计室外地坪，应考虑使用期间的降水情况，特别是暴雨或连续降水时，地下室北侧、东侧与西南侧水头差明显，地下水由高向低渗流，地下水浮力按水头高低对地下室产生向上的非均布荷载（三角形分布），故须考虑抗浮稳定性，提供一个坡水位，按坡水位进行抗浮计算，所以，建议地下水抗浮设防水位按设计室外地坪下约0.5 m 考虑，即由高至低按标高98.00～92.00 m进行抗浮验算。

3）湖州市杨家埠某房地产开发项目，由2 幢18 层住宅（位于场地北侧）和14 幢5 层住宅组成，有3 个独立地下室。其中，2 幢18 层住宅有一个地下室（呈长方形），中部有一个地下室（大致呈正方形），南部有一个地下室（呈长方形）；场地位于山坡，用地范围大致呈长方形，长约275 m，宽约170 m。原地形自南向北逐渐抬升，地面标高在8.90～19.10 m，南侧局部低洼处仅3.80 m，坡度较大。设计室外地坪随着地形由南向北逐渐提升，标高在11.80～13.60 m。

场地土层表层为厚约2.0 m 的填土、耕土，其下为厚约6.0～18.0 m 的弱透水性的粉质黏土，下部为全～ 中等风化凝灰岩。场地地下水主要为第四系孔隙潜水，勘探期间测得水位标高为3.70～5.30 m。

场地北侧须削土厚达5.5 m，南侧填方约3.00～8.00 m。场地南侧高填方改变了原来地面的径流和排水的条件，会引起地下水位的浸润线上升。根据勘察时测到的地下水位确定抗浮水位往往较为偏颇，应根据削方或填方后最终地形来确定抗浮设防水位。

场地北侧地势高，无地下水，并且为高削方场地，笔者认为对坑底土为不透水层的无地下水场地，通常情况下基坑侧壁回填土往往不密实，坑底与隔水层地基浇筑不紧密，雨水容易渗入原基坑，水在原基坑中汇集，产生浮托力，所以应对其进行抗浮设计。抗浮水位取值可根据坑壁土层的透水性不同情况取值。

如图1 所示情形，地下室侧壁土为上部透水层，下部为隔水层，坑底土为隔水层，抗浮水位取透水层底部。

图1 地下室侧壁土为透水层、隔水层，坑底土为隔水层

如图2 所示情形，地下室侧壁土均为隔水层，坑底土为隔水层，抗浮水位取室外地坪。基坑底为渗透性很强的砂卵层，且场地外围地坪标高低于坑底标高时，可以不考虑抗浮。

图2 地下室侧壁土均为透水层，坑底土为隔水层

根据上述分析，抗浮水位取地下室南侧室外地坪（标高12.50 m），中部地下室南北向跨度大，结合位于斜坡场地考虑，抗浮水位标高取坡水位标高10.70～11.60 m（由南至北）。南部地下室综合实测地下水标高、室外地坪标高、南侧道路标高、原地形标高、高填方引起径流和排水的条件的改变，以及地下水位的浸润线上升等因素，抗浮水位标高取室外地坪下3.8 m（标高8.00 m）进行抗浮验算。

5 结语

抗浮设防水位的确定没有一个非常明确的取值，有关规范仅做出概念性的规定，但抗浮设防水位的合理取值至关重要。对于山体场地，确定抗浮设计水位需要考虑周边环境因素、有无场地平整，以及场地平整后有无改变原环境排水通道等因素，应通过综合分析各种因素的影响，确定工程在施工和使用期内地下水有可能达到的最高水位，使地下室抗浮设计既满足工程安全要求，又可以节省工程造价。