探討解決巖土工程勘察中抗浮水位技術問題

曾建榮

（江西省地質礦產勘查開發局贛西北大隊，江西 九江 332000）

水文地質勘察是巖土項目勘察工作的重要勘察內容，是保證巖土工程勘察質量的關鍵因素，同時水文地質工程對工程項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勘察，不考慮地下水浮力對地上結構的作用，將會增加巖土工程項目的質量安全隱患，所以必須要解決巖土工程勘察中水文地質問題[1]。

通過勘察地下水位以及地下水浮力等計算出巖土工程項目的抗浮水位，同時對巖土施工項目進行抗浮驗算，提高其安全系數，設計出合理科學的抗浮錨桿，對巖土施工項目起到有效的穩固作用，解決巖土工程勘察中抗浮水位技術問題。

1 巖土工程勘察中抗浮水位設置方法

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的核心內容。由于地下水流動性強并且地下水層結構較為復雜，所以確定抗浮水位要綜合多方面分析，參考內容包括場地條件、勘察范圍內的地理環境、施工項目的建筑特點以及施工場地長期的水文地質資料等，還要結合地下水的儲藏結構、勘察區域的氣候條件、地下水的補給和排泄條件等等因素[2]。抗浮水位的確定既要根據勘察區域的長期水文觀察記錄，施工項目完成后的地下水位變化也要進行長期探測，以此來確保抗浮水位技術的應用效果。首先勘察施工場地的水文地質條件，重點是要勘察到地下水層結構以及地下水層的補給和排泄情況，查明近五年內該區域的歷史水位情況。同時要勘測出施工項目基礎底板所在的地層位置以及與含水層的關系，如果施工項目的基礎底板處于含水層中時，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；如果施工項目的基礎底板處與兩個含水層之間時，此時抗浮水位取決于施工項目的建筑物所受的浮力與地下水壓力之間的關系，需要運用阿基米德定律進行計算。建筑物所受浮力計算公式如下。

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表示基礎底板所排出液體的體積。以此來計算出抗浮水位，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表示基礎底板與地表距離，S表示基礎底板的面積。結果公式（1）（2）可以計算出當基礎底板位于兩個含水層之間時的抗浮水位。

結合抗浮水位的情況對抗浮錨桿進行設計。

1.2 抗浮驗算

在抗浮水位的勘察數據基礎上，要根據抗浮水位進行抗浮驗算，以此來確保施工現場抗浮穩定性。不同地區受氣候條件和地理條件因素影響，荷載系數的規定也不大相同，下表為抗浮驗算的荷載系數規定。

表1 荷載系數規范表

巖土工程勘察根據荷載系數規定，按照以下條件進行抗浮驗算。

施工建筑重量/抗浮水位≥荷載系數

當施工建筑重量大于水浮力時，為了保證施工安全順利實施，應注意巖石工程勘察區域的降水情況，如果出現大量降水天氣，當降水停止時地下水位會迅速上升，此時需要采取排水措施，運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中應用最為廣泛的抗浮方法。抗浮錨桿主要是通過桿體側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，能夠均勻的承擔地下水浮力，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點。抗浮錨桿要根據抗浮水位情況與抗浮驗算結果來設計，以此來實現最大效果的抗浮水位技術。以下為抗浮錨桿橫截面積計算公式。

公式（3）中AS表示抗浮標桿橫截面積，T表示抗浮水位，G表示施工建筑重量，K表示荷載系數。抗浮錨桿錨固長度計算公式如下。

公式（4）中L表示抗浮錨桿錨固長度，F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，除了計算抗浮錨桿橫截面面積與固錨長度之外，還要根據施工項目面積計算出抗浮錨桿的數量。通過部署抗浮錨桿解決巖土工程勘察中抗浮水位技術問題。

2 江西九江某區域巖土工程勘察中的抗浮水位設置

通過搜集江西九江地區自然地理環境資料，解決江西九江巖土工程勘察中抗浮水位技術問題。江西九江地處亞熱帶季風氣候區，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。某地區預建設施工項目，建筑物平面面積為2700m，建筑物高度為20m，該建筑基礎底板材質為鋼筋混凝土，且厚度為500mm，以當地近年來八里湖歷史最高水位19.65m為抗浮水位。以下為抗浮驗算結果表。

表2 抗浮驗算結果表

根據抗浮水位和抗浮驗算將數據帶入公式（3）（4）進行抗浮錨桿的設計，計算結果為抗浮標桿橫截面積為120mm，抗浮錨桿錨固長度為900mm，為了保證抗浮水位技術在此巖石項目勘察的有效性，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問題。

3 結語

巖土工程勘察中通過抗浮水位技術的運用有效保證了地下結構的安全性，同時也對施工項目的順利實施起到了重要作用，有效解決了巖土工程勘察中抗浮水位技術問題。由于時間和資料準備的不夠足夠，巖土項目勘察中抗浮水位技術的其他方面還需有待研究。