淺析抗浮設(shè)防水位的確定原則及途徑

【摘 要】結(jié)合抗浮設(shè)防水位的定義及相關(guān)規(guī)范規(guī)定，以具體工程為例，探討了場地抗浮設(shè)防水位如何確定，闡述了影響該場地地下水的因素，并對(duì)地下水位期和地下水位年變幅等參數(shù)進(jìn)行了分析，從而得出了一些指導(dǎo)性結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】抗浮設(shè)防水位；水位確定

抗浮設(shè)防水位是指基礎(chǔ)砌置深度內(nèi)起主導(dǎo)作用的地下水層在建筑物運(yùn)營期間的最高水位，是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是純車庫或地下廣場式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要參數(shù)，通常由勘察單位在詳勘報(bào)告里予以明確。但是在實(shí)際操作過程中，由于各勘察單位的工程經(jīng)驗(yàn)不一，同時(shí)受勘探資料的數(shù)量及準(zhǔn)確定的影響，在相鄰場地上各單位提供的抗浮設(shè)防水位有時(shí)可能差別較大。而抗浮設(shè)防水位對(duì)工程的安全性、經(jīng)濟(jì)性均會(huì)產(chǎn)生比較大的影響，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)管理工作中應(yīng)充分認(rèn)識(shí)、理解抗浮設(shè)防水位的概念。下面以濟(jì)南某辦公樓工程抗浮設(shè)防水位的確定過程為例，闡述抗浮設(shè)防水位的確定原則及途徑。

一、抗浮設(shè)防水位確定的原則

（一）《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）第7.1.3條：

對(duì)高層建筑或重大工程，當(dāng)水文地質(zhì)條件對(duì)地基評(píng)價(jià)、基礎(chǔ)抗浮和工程降水有重大影響時(shí)，宜進(jìn)行專門的水文地質(zhì)勘察。

（二）《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ72-2004）第8.6.2條規(guī)定：

1、當(dāng)有長期水位觀測資料時(shí)，場地抗浮設(shè)防水位可采用實(shí)測最高水位；無長期觀測資料或資料缺乏時(shí)，抗勘察期間實(shí)測最高穩(wěn)定水位，結(jié)合場地地形地貌、地下水補(bǔ)給、排泄條件等因素綜合確定。

2、場地有承壓且與潛水有水力聯(lián)系時(shí)，應(yīng)實(shí)測地下水水位并考慮其對(duì)抗浮設(shè)防水位的影響。

（三）《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施（地基與基礎(chǔ)）》（2009年版）第7.1.4條規(guī)定：抗浮設(shè)防水位參照如下情況綜合考慮：

1、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)抗浮設(shè)防水位應(yīng)根據(jù)長期水文觀測資料確定；

2、無長期水文觀測資料時(shí)，可采用豐水期最高穩(wěn)定水位（不含上層滯水），或按勘察期間實(shí)測最高水位結(jié)合地形地貌、地下水補(bǔ)給、排泄條件等因素綜合確定；

3、場地有承壓水且與潛水聯(lián)系時(shí)，應(yīng)實(shí)測承壓水位并考慮其對(duì)抗浮設(shè)防水位的影響；

4、在填海造陸區(qū)，宜取海水最高潮水位；

5、在大面積填土面高于原有地面時(shí)，應(yīng)按填土完成后的地下水位變化考慮；

6、對(duì)一、二級(jí)階地，可按勘察期間實(shí)測平均水位增加1～3米；對(duì)臺(tái)地可按勘察期間實(shí)測平均水位增加2～4米；雨季勘察時(shí)取最小值，旱季勘察時(shí)取最大值。

二、濟(jì)南某大廈抗浮設(shè)防水位的確定途徑

該工程詳勘報(bào)告中明確本工程的抗浮設(shè)防水位為44.5米，項(xiàng)目設(shè)計(jì)單位按此水位進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，計(jì)算的結(jié)果是純車庫部分自重不足以抵消地下水浮力，需要設(shè)置抗浮抗浮錨桿或采用高密度砼配重。需要增加費(fèi)用約300萬元，增加工期約20天。為節(jié)約投資及工期，工作人員考慮降低抗浮設(shè)計(jì)水位的可能性和途徑。

經(jīng)對(duì)詳勘報(bào)告進(jìn)行詳細(xì)分析，并對(duì)周邊工程的抗浮設(shè)計(jì)水位進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)存在如下問題：

（一）詳勘報(bào)告中所描述的第四系孔隙潛水徑流趨勢與周邊區(qū)域內(nèi)地下水流場徑流趨勢不符。周邊區(qū)域內(nèi)徑流方向?yàn)樽詵|南至西北方向，但場地內(nèi)水位的最高點(diǎn)在西北側(cè)，地點(diǎn)在東南方向，徑流方向呈現(xiàn)自西北至東南方向趨勢。

（二）場地東側(cè)緊鄰的某辦公大廈，經(jīng)調(diào)研其勘察報(bào)告，場地內(nèi)未見空隙潛水水位。

（三）經(jīng)調(diào)查周邊環(huán)境，發(fā)現(xiàn)在場地西北緊鄰場地紅線處，有兩顆支護(hù)樁在灌注過程中出現(xiàn)異常水量增大的情況。

綜合以上情況分析，疑似西北側(cè)勘察孔的水位偏高是受暖氣溝內(nèi)積水影響，若此影響消除，則可適當(dāng)降低抗浮設(shè)防水位。

出現(xiàn)問題后，經(jīng)與勘查單位多次溝通，建議其可否結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整抗浮設(shè)計(jì)水位數(shù)值?？辈閱挝淮饛?fù)數(shù)值不能修改，遂與業(yè)主方進(jìn)行溝通確定，委托另一家勘查設(shè)計(jì)單位組織實(shí)施專項(xiàng)水文地質(zhì)勘察。此勘查單位經(jīng)過充分調(diào)查取證，最終形成項(xiàng)目水文地質(zhì)調(diào)查與抗浮設(shè)防水位咨詢報(bào)告，報(bào)告中查閱了1962年開始記錄的歷年降雨量、蒸發(fā)量、場地周邊300米范圍內(nèi)13個(gè)項(xiàng)目的工程地質(zhì)勘察報(bào)告、場地周邊不同版本1：500地形圖，在此基礎(chǔ)上，對(duì)西北側(cè)積水對(duì)抗浮水位的影響進(jìn)行了詳細(xì)論證。得出以下結(jié)論：

（一）場地內(nèi)含水層為：第四系孔隙含水層、風(fēng)化閃長巖裂隙含水層、石灰?guī)r裂隙巖溶含水層。第四系孔隙水補(bǔ)給風(fēng)化閃長巖隙裂誰，且水利聯(lián)系密切，石灰?guī)r裂隙巖溶壓水多年水頭低于本工程基地設(shè)計(jì)標(biāo)高，本場地抗浮設(shè)防水位標(biāo)高可不考慮風(fēng)化閃長巖裂隙水、石灰?guī)r裂隙巖溶承壓水的影響。

（二）場地內(nèi)第四系孔隙水為潛水類型，主要賦存于場地上部粘性土和其下部碎石層、礫巖層內(nèi)。其地層的滲透性較弱，富水性差；上游徑流補(bǔ)給區(qū)短，地下水位季節(jié)性變化幅度大。

（三）場地內(nèi)地下水補(bǔ)給主要為大氣降水補(bǔ)給，同時(shí)受場地北側(cè)暗埋暖氣管溝與污水管道滲漏補(bǔ)給影響，導(dǎo)致場地地下水位北高南低，與區(qū)域地下水流場逕流趨勢存在異常。

（四）場地地下水主要以大氣蒸發(fā)與補(bǔ)給風(fēng)化閃長巖裂隙含水層形式排泄。

（五）巖土工程勘察期間實(shí)測場地最高穩(wěn)定水位42.49米，基坑降水前期地下水位監(jiān)測實(shí)測2012年豐水期最高水位43米。

（六）結(jié)合場地區(qū)域地形地貌特征、場地內(nèi)第四系孔隙潛水補(bǔ)給、排泄特點(diǎn)及各工程項(xiàng)目實(shí)測最高穩(wěn)定水位、及場地內(nèi)勘察時(shí)期實(shí)測最高穩(wěn)定水位、水位監(jiān)測階段豐水期最高水位綜合考慮，建議建筑場地內(nèi)地下水抗浮設(shè)防水位為43.5米。

在完成項(xiàng)目水文地質(zhì)調(diào)查與抗浮設(shè)防水位咨詢報(bào)告后，工作人員又審查并組織相關(guān)專家論證會(huì)，專家對(duì)咨詢報(bào)告的相關(guān)內(nèi)容及結(jié)論予以認(rèn)可，并出具了書面專家論證意見，后將咨詢報(bào)告及專家意見轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)單位，按照新的抗浮設(shè)計(jì)水位進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

三、結(jié)論與建議

抗浮設(shè)計(jì)水位的確定至今尚無明確規(guī)范要求，勘察單位在提供數(shù)據(jù)時(shí)隨意性較大，而抗浮設(shè)防水位對(duì)工程的安全及經(jīng)濟(jì)會(huì)產(chǎn)生較大影響，所以，在具體的工程管理過程中，可從先從以下三個(gè)方面進(jìn)行分析：一是當(dāng)有長期水位觀測資料時(shí)，抗浮設(shè)防水位可根據(jù)該層地下水實(shí)測最高水位和建筑物運(yùn)營期間地下水的變化來確定；無長期觀測資料或資料缺乏時(shí)，按勘察期間實(shí)測最高穩(wěn)定水位并結(jié)合地形地貌、地下水補(bǔ)給、排泄條件等因素綜合確定；在南方濱海和濱江地區(qū)，抗浮設(shè)防水位可取室外地坪標(biāo)高；二是場地有承壓水且與潛水有水力聯(lián)系時(shí)，應(yīng)實(shí)測承壓水水位并考慮其對(duì)抗浮設(shè)防水位的影響；三是只考慮施工期間的抗浮設(shè)防時(shí)，抗浮設(shè)防水位可按一個(gè)水文年的最高水位確定。當(dāng)然具體情況應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況，以及歷史觀測資料及周邊相關(guān)建筑物的勘察資料，以專項(xiàng)水文地質(zhì)勘察的方式，合理優(yōu)化抗浮設(shè)防水位。

作者簡介：

夏志剛（1982-），男，山東德州人，本科，工作單位：濟(jì)南高新控股集團(tuán)，研究方向：建筑施工管理。

崔瑜童（1988-），男，山東濟(jì)南人，本科，工作單位：濟(jì)南高新控股集團(tuán)，研究方向：建筑施工管理。

徐柳斌（1987-），男，山東濟(jì)南人，本科，工作單位：濟(jì)南高新控股集團(tuán)，研究方向：建筑施工管理。