從金江景逸花園淺談建筑物地下水抗浮設(shè)防水位

【摘 要】影響抗浮設(shè)防水位的因素較多，抗浮設(shè)防水位的確定，要綜合考慮場地不同的巖土工程地質(zhì)條件、建筑條件和地形地貌條件等因素，采用最不利組合確定。本文結(jié)合惠東縣金江景逸花園工程，對地下建筑物抗浮設(shè)防水位進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】地下建筑物；地下水；抗浮設(shè)防水位；因素；原則；金江景逸花園

前言

隨著城市建設(shè)的不斷高速發(fā)展，近幾年來涌現(xiàn)出大量的高層建筑物，地下建筑物基坑深度在不斷加深。而地下水會對地下建筑物產(chǎn)生浮力，若抗浮設(shè)防水位標(biāo)高過低，會對地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，從而危及建筑物安全，甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失；抗浮設(shè)防水位標(biāo)高過高，就會加大建造成本產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)。因此需要認(rèn)真對待地下建筑物的抗浮設(shè)防水位問題。

1．影響建筑物地下水抗浮設(shè)防水位確定的因素

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007-2011）3.0.2之6規(guī)定[1]：“建筑地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問題時，尚應(yīng)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算”；3.0.3之6規(guī)定：“工程需要時，尚應(yīng)提供用于計(jì)算地下水浮力的設(shè)防水位”。《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021—2001）（2009年版）中4.1.13規(guī)定[2]：“詳細(xì)勘察應(yīng)論證地下水在施工期間對工程和環(huán)境的影響，對情況復(fù)雜的重要工程，需倫證使用期間水位變化和需提出抗浮設(shè)防水位時，應(yīng)進(jìn)行專門研究”。《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ 72-2004）8.6.1之2規(guī)定[3]：“根據(jù)地下水類型、各層地下水位及其它變化幅度和地下水補(bǔ)給、排泄條件等因素，對抗浮設(shè)防水位進(jìn)行評價”。

從以上規(guī)范條款規(guī)定中可看出影響建筑物地下水抗浮設(shè)防水位確定的因素：合理確定基礎(chǔ)抗浮設(shè)防水位要考慮地下水的補(bǔ)給、大氣降水、排泄與徑流等自然因素，還要考慮地下水開采、水利工程蓄水放水、灌溉等人為因素，以及工程地質(zhì)條件、建筑條件和地形地貌等建筑場地客觀存在因素。

2．建筑物地下水抗浮設(shè)防水位確定的原則

《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ 72-2004）2.1.6規(guī)定：“抗浮設(shè)防水位是指地下水抗浮評價計(jì)算所需的、保證抗浮設(shè)防安全和經(jīng)濟(jì)合理的場地地下水水位”。8.6.1之1規(guī)定：“當(dāng)?shù)叵滤桓哂诘叵率一A(chǔ)底板時，根據(jù)場地所在地貌單元、地層結(jié)構(gòu)、地下水類型和地下水位變化情況，結(jié)合地下室埋深、上部荷載等情況，對地下室抗浮有關(guān)問題提出建議”。8.6.2規(guī)定：“地下水抗浮設(shè)防水位的綜合確定宜符合下列規(guī)定：當(dāng)有長期水位觀測資料時，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，按勘測期間實(shí)測最高穩(wěn)定水位并結(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”。

從以上規(guī)范條款規(guī)定中可看出建筑物地下水抗浮設(shè)防水位確定的原則：一是抗浮設(shè)防水位是指基礎(chǔ)埋置深度內(nèi)起主導(dǎo)作用的地下水含水層在建筑物設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)（包括施工期）的最高水位。抗浮設(shè)防水位是要保證建筑物安全的原則下合理地控制地下建筑物的造價成本。二是要考慮具體建筑物基礎(chǔ)所在地層特性、地區(qū)地下水位變化動態(tài)，還要考慮多層地下水。這里要強(qiáng)調(diào)的是對多層含水層的水位測量，應(yīng)采取止水措施，使被測含水層與其他含水層分開，以便對設(shè)防水位的確定提供準(zhǔn)確依據(jù)。地下水位需要根據(jù)本地區(qū)地下水的長期動態(tài)觀測資料，針對本建筑場地的水文地質(zhì)條件，結(jié)合本地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)來綜合確定，還需要結(jié)合地下結(jié)構(gòu)位置來確定設(shè)防水位。各層地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄關(guān)系和各層地下水相互間的關(guān)系，這些均對于抗浮設(shè)防水位的確定有著重要的作用。

《廣東省建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DBJ 15-31-2003） 5.1.4之1規(guī)定[4]：“地下室設(shè)防水位應(yīng)取建筑物設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)（包括施工期）可能產(chǎn)生的最高水位”。一般地區(qū)地下室設(shè)防水位可以取室外地坪標(biāo)高作為地下水抗浮設(shè)防水位。

總之，地下建筑物抗浮設(shè)防水位的確定要本著安全、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的原則，既要保證建筑物施工質(zhì)量、使用安全，又要合理地控制建筑物的造價成本。

3．當(dāng)前確定建筑物地下水抗浮設(shè)防水位的一些問題及做法

目前巖土工程勘察報(bào)告一般給出勘察期間的地下水位和地下水年變化幅度。而這些地下水位一般都為鉆孔綜合水位。未能對地下水作綜合分析，單以勘察期間鉆孔綜合水位而作為抗浮設(shè)防水位顯然是不合理的。而一些項(xiàng)目業(yè)主為了控制建筑物的造價成本，對地下建筑物抗浮設(shè)防水位不以為然，一昧地要求巖土、結(jié)構(gòu)工程師等相關(guān)部門降低抗浮設(shè)防水位，這種做法顯然也是很危險的。

目前一般勘察單位會根據(jù)自身長期的水位觀測資料并進(jìn)行綜合分析后，確定提供抗浮設(shè)防水位，而設(shè)計(jì)單位一般以巖土工程勘察報(bào)告提供的地下水抗浮設(shè)防水位作為抗浮驗(yàn)算的設(shè)計(jì)依據(jù)。地下建筑物抗浮設(shè)防水位要本著安全、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的原則，對抗浮設(shè)防水位應(yīng)組織有關(guān)部門進(jìn)行深入全面的調(diào)查研究并組織進(jìn)行專家論證，這樣確定地下建筑物抗浮設(shè)防水位是比較合理的。

綜上所述，合理確定地下建筑物抗浮設(shè)防水位非常重要，是關(guān)系到工程質(zhì)量、工程安全和工程造價的關(guān)鍵問題之一。

4．工程實(shí)例

從惠東縣城區(qū)地段水文地質(zhì)研究和多年地下水位動態(tài)情況看，受工程建設(shè)的影響（主要是西枝江下游的西枝江水利樞紐工程建設(shè)、西枝江上游的惠東縣白盆珠水庫蓄水放水），西枝江水利樞紐工程蓄水位設(shè)計(jì)最高高程為18m，惠東縣城區(qū)地段當(dāng)前水位已經(jīng)達(dá)到近10年較高水位。

以惠東縣城區(qū)平山華僑城地段為例，該區(qū)一般情況下，上部為厚度較大的粘性土和粉土地層，下部為砂礫卵石含水層，地下水補(bǔ)給來源是大氣降水和西枝江和黃排河河水。

金江景逸花園工程位于惠東縣平山華僑城[5]。本工程為二十九層商住樓四棟及二層地下室（樓高99米），地下室基坑深度為9.40m。

根據(jù)場地巖土工程勘察報(bào)告，地層巖石主要由人工填土層、第四系沖積層、第四系殘積層、燕山三期花崗巖等組成，土層由以下幾層組成：

素填土層①，平均厚度3.77m，γ=18.5kN/m3，c=8.0kPa，φ=5 o。

粘質(zhì)粉土②1層，平均厚度9.50m，γ=18.2kN/m3，c=13kPa，φ=8.0 o。

細(xì)中砂②2層，平均厚度2.28m，γ=18.8kN/m3，c=0.0kPa，φ=22o。

圓礫②3層，平均厚度2.82m，c=0.0kPa，φ=28o。

礫質(zhì)粘性土③層，平均厚度3.98m，c=22kPa，φ=20o。

本場地勘察期間鉆孔地下水穩(wěn)定水位最高標(biāo)高為17.90m，地下水年變化幅度約為3 m。

本工程地下室基坑深度為9.40m，基坑工程安全等級為二級，其地下室地下水抗浮設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要內(nèi)容。建筑設(shè)計(jì)單位采用的抗浮設(shè)防水位為24.05 m（室外地坪最高標(biāo)高），但本場地自然地表高程是21.60米，而本地段地表3 m以下才能見到地下水。本著安全、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的原則，對抗浮設(shè)防水位組織了論證，對場地地下水的補(bǔ)給、大氣降水、排泄與徑流等自然因素和水利工程蓄水放水等人為因素，以及場地工程地質(zhì)條件、建筑條件和地形地貌進(jìn)行了全面的研究，采用最不利因素組合，最終綜合確定本場地地下室抗浮設(shè)防水位為21.25m，從而使設(shè)防水位從24.05m降至21.25m，同時也取消了部分抗拔樁等地基基礎(chǔ)處理措施，因此除減少了建造成本外，還縮短了工期。

5．結(jié)語

地下建筑物抗浮設(shè)防水位的確定是關(guān)系到建筑物的施工和使用安全、投資成本的問題，要求巖土、結(jié)構(gòu)工程師在考慮地下建筑物抗浮設(shè)防水位時，應(yīng)根據(jù)場地巖土工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、建筑條件和地形地貌等情況，綜合分析各種對抗浮設(shè)防水位的影響因素，按最不利因素組合綜合確定地下建筑物的抗浮設(shè)防水位。本文通過對工程實(shí)例的分析，淺析了合理確定建筑物地下水抗浮設(shè)防水位的重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 50007-2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范．

[2]GB 50021—2001（2009年版），巖土工程勘察規(guī)范．

[3]JGJ 72-2004，高層建筑巖土工程勘察規(guī)程．

[4]DBJ 15-31-2003，廣東省建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范．.

[5]HD201108-038，劉清桂，惠東縣金江景逸花園二號小區(qū)場地巖土工程勘察報(bào)告．