關于“抗浮水位”的討論

1、二一年十一月一、基本概念二、抗浮設防水位的應用三、抗浮設防水位的確定四、關于長沙地區(qū)抗浮設防水位 五、結語 1、幾個相關的名詞解釋、幾個相關的名詞解釋 根據(jù)與來源：水文基本術語和符號標準（GB/T5009598）及巖土工程基本術語標準（GB/T5027998） 1.1地下水狹義指埋藏于地面以下巖土孔隙、裂隙、溶隙飽和層中的重力水，廣義指地面以下各種形式的水。（存在于地面以下巖石和土孔隙、縫隙的孔洞中的水。） 1.2水位自由水面相對于某一基面的高程。 1.3包氣帶地面以下潛水面以上與大氣相通的地帶。 1.4上層滯水包氣帶中局部隔水層上所積聚的具有自由水面的重力水。（包氣帶中局部隔水層或弱透水層上

2、積聚的具有自由水面的重力水。） 1.5潛水地表以下第一個穩(wěn)定隔水層以上具有自由水面的地下水。（埋藏在地表以下具有自由表面的地下水。） 1.6承壓水充滿于上、下兩個隔水層之間的含水層，對頂板產(chǎn)生靜水壓力的地下水。（充滿在上下兩個隔水層之間的含水層中，水頭高出其上層隔水頂板底面的地下水。） 1.7重力水當土水的含量超過土垠顆粒的吸引力和毛管力所能保持范圍，在重力作用下，由上往下運移多余的水。 1.8孔隙水存在于巖土孔隙中的重力水。 1.9隔水層結構致密、透水性極弱的導水速率不足以對井或泉提供明顯水量的巖土層。（滲透率小到可以忽略不計的巖土層又稱不透水層。） 2、定義、定義 在二十一世紀之前，或者更

3、早一點的九十年代之前，在工程界，對于“抗浮”及“抗浮設防”沒有提到重要的議事日程，也就是沒有普遍提到或者引起足夠的重視，那個時候，在工程界注意得多的是地下水的“靜水壓力”、“動水壓力”、“動態(tài)變化”等等。 1998年12月11日發(fā)布，1999年5月1日起實施的水文基本術語和符號標準（GB/T5009598）以及1998年12月11日發(fā)布，1999年6月1日起實施的巖土工程基本術語標準（GB/T5027998）均沒有給出“抗浮”、“抗浮水位”或者“抗浮設防水位”的定義。 隨著城市的高速發(fā)展，特別是上世紀八十年代后期以來，城市的高層建筑及超高層建筑的大量興建，地下室及超深地下室，純地下室及地下廣場

4、等，地下水的賦存和滲流形態(tài)對基礎工程的影響日漸突出。地下水的抗浮設防水位成為了一個重要的議題。 2000年以后的相關的工程建筑領域的規(guī)范都不廻避抗浮這個課題，均都對抗浮設防水位作出了相應的規(guī)定。 高層建筑巖土工程勘察規(guī)程（JGJ722004，J3662004）對抗浮設防水位給予了明確的定義： 抗浮設防水位地下室抗浮評價計算所需的，保證抗浮設防安全和經(jīng)濟合理的場地地下水位。 關于抗浮水位與抗浮設防水位。 抗浮水位是一個廣義的，是一個“俗稱”也就是人們一個習慣的叫法。 抗浮設防水位是一個狹義的，是一個具有工程價值的定名也就是直接為工程服務的。 一般來說，抗浮水位與抗浮設防水位，對于工程來說，應該就

5、是一回事，也就是說是同一個概念。 嚴格來說，抗浮水位只能是歷史的最高水位，而抗浮設防水位是有條件的，對工程所用的，一定時效的最高水位。 1、什么情況需要考慮抗浮、什么情況需要考慮抗浮 對于高層建筑的地下室，在建成之后的使用階段，一般抗浮是沒有問題的。 在地下室的施工階段，當?shù)叵率业膫葔σ呀?jīng)施工完畢，如果場地沒有采取降水措施或者已經(jīng)停止了降水，即浮力就已經(jīng)產(chǎn)生，這時如果荷載由于過小的話將是相當危險的，但如果高層建筑采取了樁基，樁基本身是能夠承受拉力的，如果這時樁基能起作用的，也是沒有問題的。 抗浮問題比較嚴重的是純地下車庫或地下廣場式建筑，上面沒有樓房，一般只覆蓋了些土做些綠化，這種情況在工程的

6、使用期間的抗浮驗算一般是通不過的，這時就應考慮抗浮設防需要抗浮樁或抗浮錨桿。 如果使用期間的驗算抗浮沒有問題，不需要考慮設置抗浮樁等的話，但是，一定要注意施工期間的驗算，也就是當?shù)叵率业膫葔σ呀?jīng)做好，頂板和上部荷載尚未完全施加時，千萬不能因為施工已不再需要降水而將其停了，如果停了肯定要浮起來。 很多高層建筑的基礎埋深超過10m，甚至超過20m，高層建筑的基礎埋置超深或較深時，一般都有地下室抗浮問題，尤其是施工期間地下室剛做好而上部建筑還未施工時，如果遇暴雨，常發(fā)生地下室上浮等問題。 地下室上浮是非常嚴重的工程事故，上浮時地下室可能開裂，而且產(chǎn)生傾斜，最終將報廢等。 深圳市布吉某高層建筑，二層地

7、下室，底板直接澆筑在微風化花崗巖上，地下室建至地面后停工一年多，地下室由于長期受雨水浸泡，于1998年發(fā)生上浮，整個底板與基巖被沖填了1050cm厚泥沙，后來花費很大代價進行泥沙清理和基礎加固。 深圳南頭某地下室位于花崗巖殘積土上，天然地基，于1997年夏天臺風暴雨期間發(fā)生上浮，整個地下室傾斜，高差達70多厘米。 珠海拱北海關附近某高層建筑附屬地下停車場，上部結構荷載較小，地下水水位接近地表，在上部結構尚未竣工時，1999年底板 上抬數(shù)厘米，造成地下室梁板嚴重開裂。 2、抗浮設防水位的求取、抗浮設防水位的求取 巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）（2002年版） 4.1.13 工程需要

8、時，詳細勘察應論證地基土和地下水在建筑施工和使用期間可能發(fā)生的變化及其對工程環(huán)境的影響，提出防治方案，防水設計水位和抗浮設計水位的建議。 巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）（2009年版） 4.1.13 詳細勘察應論證地下水在施工期間對工程和環(huán)境的影響。對情況復雜的重要工程，需論證使用期間水位變化和需提出抗浮設防水位時，應進行專門研究。 抗浮設防水位是很重要的設計參數(shù)，但要預測建筑物使用期間水位可能發(fā)生的變化和最高水位有時相當困難，不僅與氣候，水文地質等自然因素有關，有時還涉及地下水開采，上下游水量調配，跨流域調水等復雜因素，故規(guī)定應進行專門研究。 地下水工程的防水高度，已在地下工程

9、防水技術規(guī)范（GB50108）中明確規(guī)定，不屬于工程勘察的內容。該規(guī)范第3.1.3條規(guī)定，地下工程的防水設計，應考慮地表水，地下水，毛細管水等的作用，以及由于人為因素引起的附近水文地質改變的影響。單建式的地下工程應采用全封閉、部分封閉防排水設計，附建式的全地下或半地下工程的防水設防高度，應高出室外地坪高程500mm以上。 巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001） 7.1.3 對高層建筑或重大工程，當水文地質條件對地基評價，基礎抗浮和工程降水有重大影響時，宜進行專門的水文地質勘察。 高層建筑巖土工程勘察規(guī)范（JGJ72-2004、J366-2004） 3.0.8 高層建筑經(jīng)勘察后，當條件特別

10、復雜時宜由有巖土工程咨詢設計資質的單位對高層建筑地基基礎方案選型、主樓與裙房差異沉降的計算和處理、深基坑支護方案，降水或截水設計，地下室抗浮設計以及有關設計參數(shù)檢測的試驗設計等巖土工程問題，提供專門的巖土工程咨詢報告。 地下水抗浮設防水位或者抗浮設計水位，對有些地區(qū)以及高層建筑等是至關重要的問題，是需要認真解決和對待的，如果估計高了，抗浮設計需花費的代價會增加甚至于很高，但一旦估計低了，將造成工程安全問題并且危險性也很大。對坑浮設防水位的研究是相當重要的，并且是一個正在發(fā)展中的領域及課題。所以，對于地下水的抗浮設防水位應進行專門研究或進行專門的巖土工程咨詢。 正確確定抗浮設防水位成為了一個涉及

11、面廣，尚處于發(fā)展中，工程建設中必須解決的十分關鍵的問題。它不僅僅只與勘察有關，也不僅僅是只通過詳細勘察就能完全解決的問題。 地下水的抗浮設防水位是一個有如抗震設防一樣的重要技術經(jīng)濟指標，較為復雜，故對于重要工程的抗浮設防水位應委托有資質的單位進行專門論證后提出。 3、地下室抗浮評價、地下室抗浮評價 根據(jù)高層建筑巖土工程勘察規(guī)范，地下室抗浮評價應包括以下基本內容： 當?shù)叵滤桓哂诘叵率一A底板時，根據(jù)場地所在地貌單元、地層結構、地下水類型和地下水位變化情況，結合地下室埋深，上部荷載等情況，對地下室抗浮有關問題提出建議； 根據(jù)地下水類型、各層地下水位及其變化幅度和地下水補給，排泄條件等因素，對抗浮

12、設防水位進行評價； 對可能設置抗浮錨桿或抗浮樁的工程，提供相應的設計計算參數(shù)。 高層建筑巖土工程勘察規(guī)程（JGJ72-2004、J366-2004） 8.6.2 場地地下水抗浮設防水位的綜合確定宜符合下列規(guī)定： 1、當有長期水位觀測資料時，場地抗浮設防水位可采用實測最高水位；無長期水位觀測資料或資料缺乏時，按勘察期間實測最高穩(wěn)定水位并結合場地地形地貌，地下水補給、排泄條件等因素綜合確定； 2、場地有承壓水且與潛水有水力聯(lián)系時，應實測承壓水水位并考慮其對抗浮設防水位的影響； 3、只考慮施工期間的抗浮設防時，抗浮設防水位可按一個水文年的最高水位確定。 從“高規(guī)”的8.6.2條不難看出：抗浮設防水位

13、綜合確定的三個方面，都涉及到一個名詞最高水位，所以說抗浮水位本身就是場地的最高水位，只是這個最高水位根據(jù)工程需要的不同以及我們擁有的資料（有否長期觀測資料）不同而已，我們確定的一定應是“最高水最高水位位”。 僅按勘察期間的實測水位來確定抗浮設防水位，是不夠確切的，應結合場地地形、地貌、地下水補給、排泄條件和含水層頂板標高等因素綜合確定。 我國南方濱海和濱江地區(qū)，經(jīng)常發(fā)生街道水浸現(xiàn)象，抗浮設防水位可取室外地坪標高。若承壓水和潛水有水力聯(lián)系時，應分別實測其穩(wěn)定水位，取其中的高水位作為抗浮設防水位。 8.6.4 對位于斜坡地段的地下室或其他可能產(chǎn)生明顯水頭差的場地上的地下室進行抗浮設計時，應考慮地下

14、水滲流在地下室底產(chǎn)生的非均布荷載對地下室結構的影響；對地下室施工期間各種最不利荷載組合情況下，應考慮地下室的臨時抗浮措施。 地下室若處于斜坡地段或施工降水等原因產(chǎn)生穩(wěn)定滲流時，滲透壓力在地下室底板將產(chǎn)生非均布荷載，勘察報告宜提請抗浮設計人員注意這種非均布荷載對地下室結構的影響。 直接位于高層建筑主體結構下的地下室，主要是施工期間的臨時抗浮穩(wěn)定問題，一般可通過工程樁或基坑臨時強排水等措施來解決，而對于附屬的裙房或主樓以外獨立結構的地下室，則屬于永久抗浮問題。 1、長沙地區(qū)地質特征：、長沙地區(qū)地質特征： 地形：從整體來看，長沙市地形恰似一盆地。呈現(xiàn)為西南高東北低。湘江以東地勢平坦，略向江面傾斜，往

15、南地勢增高，且起伏增大，往東地勢低洼，地形平坦。湘江以西地形起伏較大，從岳麓山到江邊，呈一狹長的平坦地帶。 地貌：長沙大地貌（區(qū)域地貌）單元屬湘中丘陵區(qū)。長沙市除部分（如岳麓山）為低山丘陵外，大部為河流沖積階地，分為河漫灘及一級五級階地。 地層：區(qū)內地層發(fā)育，除震旦紀，第三紀地層部分缺失及志留紀地層全部缺失外，從中元古代冷家溪群至新生代第四紀地層均有出露；其中以震旦系板巖，白堊系及第三系砂礫巖，泥質粉砂巖及第四系粘性土、砂、圓礫、卵石等分布最廣；新生代第四紀地層具有明顯的二元結構。 水文地質條件： 屬亞熱帶溫濕氣候帶； 降雨比較豐沛，年降雨量達15001600mm； 有湘江、瀏陽河、撈刀河等地

16、表河流分布，地表水體與其附近的地下含水層有著密切的水力聯(lián)系； 地下水比較豐富，含水類型多樣，有上層滯水、潛水、基巖裂隙水；大氣降水與地表水是地下水的主要補給來源 。 2、抗浮設防水位評價現(xiàn)狀、抗浮設防水位評價現(xiàn)狀 在勘察報告中提出場地抗浮水位，需要進行長期的地下水位觀測，積累地下水位隨時間變化的規(guī)律與具體數(shù)據(jù)，并綜合分析影響地下水位變化的因素，才能夠比較可靠地進行預測并提出。 第一、地下水的賦存狀態(tài)是隨時間變化的，不僅有年變化規(guī)律，也有長期的動態(tài)規(guī)律；第二、一般情況下詳細勘察階段時間緊迫而且相當有限，只能了解勘察期間的地下水狀態(tài)。 就長沙地區(qū)的現(xiàn)狀來看，基本上沒有地下水的長期觀測資料，也基本上沒有工程進行專門的水文地質勘察，除地鐵工程外，基本上沒有工程設置水文地質長期觀測孔。 長沙市的勘察單位基本上都是在憑借各自的經(jīng)驗。 幾個誤區(qū) 水位的確定及地下水的類型； 勘察期間水位與抗浮水位的關系； 經(jīng)驗與需要的處理：業(yè)主需要，設計要求； 斜坡地段的水位判定； 大面積填方對