探討解決巖土工程勘察中抗浮水位技術(shù)問題

曾建榮

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西北大隊(duì)，江西 九江 332000）

水文地質(zhì)勘察是巖土項(xiàng)目勘察工作的重要勘察內(nèi)容，是保證巖土工程勘察質(zhì)量的關(guān)鍵因素，同時(shí)水文地質(zhì)工程對(duì)工程項(xiàng)目的安全性起到重要作用。如果巖土工程勘察中忽視了水文地質(zhì)勘察，不考慮地下水浮力對(duì)地上結(jié)構(gòu)的作用，將會(huì)增加巖土工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全隱患，所以必須要解決巖土工程勘察中水文地質(zhì)問題[1]。

通過勘察地下水位以及地下水浮力等計(jì)算出巖土工程項(xiàng)目的抗浮水位，同時(shí)對(duì)巖土施工項(xiàng)目進(jìn)行抗浮驗(yàn)算，提高其安全系數(shù)，設(shè)計(jì)出合理科學(xué)的抗浮錨桿，對(duì)巖土施工項(xiàng)目起到有效的穩(wěn)固作用，解決巖土工程勘察中抗浮水位技術(shù)問題。

1 巖土工程勘察中抗浮水位設(shè)置方法

1.1 確定抗浮水位

抗浮水位的確定是巖土工程勘察中抗浮水位技術(shù)的核心內(nèi)容。由于地下水流動(dòng)性強(qiáng)并且地下水層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以確定抗浮水位要綜合多方面分析，參考內(nèi)容包括場地條件、勘察范圍內(nèi)的地理環(huán)境、施工項(xiàng)目的建筑特點(diǎn)以及施工場地長期的水文地質(zhì)資料等，還要結(jié)合地下水的儲(chǔ)藏結(jié)構(gòu)、勘察區(qū)域的氣候條件、地下水的補(bǔ)給和排泄條件等等因素[2]?？垢∷坏拇_定既要根據(jù)勘察區(qū)域的長期水文觀察記錄，施工項(xiàng)目完成后的地下水位變化也要進(jìn)行長期探測，以此來確保抗浮水位技術(shù)的應(yīng)用效果。首先勘察施工場地的水文地質(zhì)條件，重點(diǎn)是要勘察到地下水層結(jié)構(gòu)以及地下水層的補(bǔ)給和排泄情況，查明近五年內(nèi)該區(qū)域的歷史水位情況。同時(shí)要勘測出施工項(xiàng)目基礎(chǔ)底板所在的地層位置以及與含水層的關(guān)系，如果施工項(xiàng)目的基礎(chǔ)底板處于含水層中時(shí)，該含水層的歷史最高水位將作為此次巖土工程勘察的抗浮水位；如果施工項(xiàng)目的基礎(chǔ)底板處與兩個(gè)含水層之間時(shí)，此時(shí)抗浮水位取決于施工項(xiàng)目的建筑物所受的浮力與地下水壓力之間的關(guān)系，需要運(yùn)用阿基米德定律進(jìn)行計(jì)算。建筑物所受浮力計(jì)算公式如下。

公式（1）中F表示施工建筑所受的浮力，G表示施工建筑的重力，ρ表示含水層液體的密度，g表示重力加速度，V表示基礎(chǔ)底板所排出液體的體積。以此來計(jì)算出抗浮水位，公式如下。

公式（2）中T表示抗浮水位，λ表示含水層液體壓力，h表示基礎(chǔ)底板與地表距離，S表示基礎(chǔ)底板的面積。結(jié)果公式（1）（2）可以計(jì)算出當(dāng)基礎(chǔ)底板位于兩個(gè)含水層之間時(shí)的抗浮水位。

結(jié)合抗浮水位的情況對(duì)抗浮錨桿進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.2 抗浮驗(yàn)算

在抗浮水位的勘察數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，要根據(jù)抗浮水位進(jìn)行抗浮驗(yàn)算，以此來確保施工現(xiàn)場抗浮穩(wěn)定性。不同地區(qū)受氣候條件和地理?xiàng)l件因素影響，荷載系數(shù)的規(guī)定也不大相同，下表為抗浮驗(yàn)算的荷載系數(shù)規(guī)定。

表1 荷載系數(shù)規(guī)范表

巖土工程勘察根據(jù)荷載系數(shù)規(guī)定，按照以下條件進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。

施工建筑重量/抗浮水位≥荷載系數(shù)

當(dāng)施工建筑重量大于水浮力時(shí)，為了保證施工安全順利實(shí)施，應(yīng)注意巖石工程勘察區(qū)域的降水情況，如果出現(xiàn)大量降水天氣，當(dāng)降水停止時(shí)地下水位會(huì)迅速上升，此時(shí)需要采取排水措施，運(yùn)用基坑排水方法緩解地下水位，將基坑水位始終保持在600cm以下。

1.3 設(shè)置抗浮錨桿

抗浮錨桿是目前解決巖土工程勘察抗浮水位技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的抗浮方法?？垢″^桿主要是通過桿體側(cè)摩擦力與桿體自身重力來解決巖土工程勘察中抗浮問題，抗浮錨桿直徑大，抗浮能力強(qiáng)，能夠均勻的承擔(dān)地下水浮力，并且具有成本低、布置靈活、錨固效率高等相比其他抗浮方法優(yōu)點(diǎn)?？垢″^桿要根據(jù)抗浮水位情況與抗浮驗(yàn)算結(jié)果來設(shè)計(jì)，以此來實(shí)現(xiàn)最大效果的抗浮水位技術(shù)。以下為抗浮錨桿橫截面積計(jì)算公式。

公式（3）中AS表示抗浮標(biāo)桿橫截面積，T表示抗浮水位，G表示施工建筑重量，K表示荷載系數(shù)?？垢″^桿錨固長度計(jì)算公式如下。

公式（4）中L表示抗浮錨桿錨固長度，F(xiàn)表示地下水浮力，G表示施工建筑重量，T表示抗浮水位。

抗浮錨桿的作用是為施工建筑抵擋地下水浮力的作用，除了計(jì)算抗浮錨桿橫截面面積與固錨長度之外，還要根據(jù)施工項(xiàng)目面積計(jì)算出抗浮錨桿的數(shù)量。通過部署抗浮錨桿解決巖土工程勘察中抗浮水位技術(shù)問題。

2 江西九江某區(qū)域巖土工程勘察中的抗浮水位設(shè)置

通過搜集江西九江地區(qū)自然地理環(huán)境資料，解決江西九江巖土工程勘察中抗浮水位技術(shù)問題。江西九江地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，常年降雨量豐富并且年降雨量分配不均，并且第三系基巖巖層分布最為廣泛。某地區(qū)預(yù)建設(shè)施工項(xiàng)目，建筑物平面面積為2700m，建筑物高度為20m，該建筑基礎(chǔ)底板材質(zhì)為鋼筋混凝土，且厚度為500mm，以當(dāng)?shù)亟陙戆死锖v史最高水位19.65m為抗浮水位。以下為抗浮驗(yàn)算結(jié)果表。

表2 抗浮驗(yàn)算結(jié)果表

根據(jù)抗浮水位和抗浮驗(yàn)算將數(shù)據(jù)帶入公式（3）（4）進(jìn)行抗浮錨桿的設(shè)計(jì)，計(jì)算結(jié)果為抗浮標(biāo)桿橫截面積為120mm，抗浮錨桿錨固長度為900mm，為了保證抗浮水位技術(shù)在此巖石項(xiàng)目勘察的有效性，抗浮錨桿最少不能少于95根。通過以上解決了江西九江巖土工程勘察中抗浮水位技術(shù)問題。

3 結(jié)語

巖土工程勘察中通過抗浮水位技術(shù)的運(yùn)用有效保證了地下結(jié)構(gòu)的安全性，同時(shí)也對(duì)施工項(xiàng)目的順利實(shí)施起到了重要作用，有效解決了巖土工程勘察中抗浮水位技術(shù)問題。由于時(shí)間和資料準(zhǔn)備的不夠足夠，巖土項(xiàng)目勘察中抗浮水位技術(shù)的其他方面還需有待研究。