關于北京地區建筑抗浮設防水位評價的探討

劉貴春

（中材地質工程勘查研究院有限公司，北京 100102）

1 抗浮設防水位相關規范要求

隨著我國建筑業的快速發展，我國建筑物高度越來越大，地下結構的深度也越來越深，抗浮設防水位所涉及的工程費用和潛在風險引起了業界的廣泛關注，如何安全、合理地進行建筑抗浮設防水位評價在勘察報告中顯得尤其突出。

根據《房屋建筑和市政基礎設施工程勘察文件編制深度規定》（2010 年版）相關規定，當地表水和地下水對工程建設存在抗浮問題時應進行抗浮評價，而地下工程的防水設計，已在GB 50108—2008《地下工程防水技術規范》中明確規定，不屬于工程勘察的內容【1】。另外，根據北京市勘察設計管理處、北京市建設工程勘察設計質量監督總站《關于加強建（構）筑物設防水位技術處理的通知》（97 京勘設管字第13號）規定，“勘察單位在勘察報告中要按照規范要求提供場區歷年最高地下水位和近3～5a 最高地下水位，設計單位要根據勘察資料，針對工程情況，合理確定建筑防水和結構抗浮設防水位”。

綜上所述，依據規范和相關規定，勘察單位應根據地下水對建筑的影響對地下水進行評價，并提出建筑抗浮設防水位建議值，最終抗浮設防水位應由設計單位進行綜合確定。

2 抗浮設防水位相關影響因素

建筑抗浮設防水位不僅關系到建筑安全性，也關系到工程建設投資，所以，抗浮設防水位既是一項技術指標，也是一項經濟指標，因此，確定抗浮設防水位除應考慮技術因素，也應兼顧相應地區的安全要求和經濟水平。

建筑抗浮設防水位的確定，不僅與建筑本身基礎埋深、建筑荷載有關，也與建筑場地的工程地質條件、水文地質條件有關，更取決于建筑整個運營期間內地下水位的變化趨勢，而后者又受人為作用和政府水資源政策控制。其確定影響因素主要體現在以下4 個方面。

2.1 建筑因素

建筑工程項目建設有其必要性，根據建筑物的重要性、已確定的建筑設計條件、建設單位的經濟條件和設計人員素質等因素，設計人員采用的抗浮設計方案也會不同，如坡前建筑可采用的排水盲溝、主動降水設計采用的降水井、抗浮配重、抗浮構件等措施都導致經濟投入和抗浮效果的巨大差異，均有其不確定性。

2.2 建筑場區地質條件因素

勘察期間，巖土工程師可以根據區域地質資料和現場踏勘掌握相關區域地形地貌特征，但這些條件都可能因人為因素受到影響；勘察期間地下水水位受地層變化、勘察施工水平、季節變化、補給條件變化的不確定性導致地下水位數據不同；在長期地下水監測部門可以查詢場區近3～5a 最高地下水位、歷年（1959 年以來）最高地下水位，但建筑場地與監測點之間往往有一定的距離，受工程地質條件、水文地質條件等因素影響，數據難以精確確定【2】。

2.3 地下水、地表水動態變化因素

從施工期到建筑全壽命使用期是一個很長的時間段，很多高層建筑的壽命有可能超過百年，自然界的環境變化影響，導致地表水、地下水位的動態變化難以把握，均為不可確定因素，如水庫放水、地下水開采、南水北調的影響。

2.4 工程相關人員的專業技能因素

每個巖土工程師專業素質的差異，工程經驗是否豐富，考慮處理問題的能力不同也是不確定因素。

3 勘察期間抗浮設防水位確定方法

根據抗浮設防水位確定的影響因素可知，抗浮設防水位難以提供精確的設計依據，其對工程安全的影響又較為明顯，作為勘察單位，抗浮設防水位建議又是勘察報告強審中一個跨不過去的節點【3】。筆者根據相關規范要求，結合多年來在北京地區的工作經驗，總結提出抗浮設防水位確定方法，供巖土工程師參考。

確定抗浮設防水位前，應進行如下工作：

1）應精準了解建筑用途，明確建筑結構設計條件，初步判斷抗浮設計的必要性。

2）應通過現場踏勘查清工程場區區域地形地貌特征。

3）應準確查明工程場區工程地質條件、水文地質條件及地下水、地表水動態變化特征。

4）應準確提供勘察期間地下水位、近3～5a 最高地下水位、歷年最高地下水位，若無近3～5a 最高地下水位、歷年最高地下水位資料，可向本地區有地下水位長期觀測資料的單位查詢。

5）預測特殊條件下地下水動態變化特征，如南水北調、水庫調蓄放水、地下水位開采變化等。

掌握以上資料后，充分考慮工程的安全性、適度投入的經濟性來進行綜合分析。通常情況下，勘察期間抗浮設防水位建議值可以通過以下計算公式確定：

抗浮設防水位建議值=（近3～5a 最高地下水位+歷年最高地下水位）/2+調整動態水位差值

該建議值應滿足以下條件：

1）抗浮設防水位通常應不低于勘察期間地下水位；

2）抗浮設防水位通常應不低于近3～5a 最高地下水位；

3）抗浮設防水位通常應不高于歷年最高地下水位；

4）抗浮設防水位通常應不高于自然地坪；

5）抗浮設防水位通常應不高于地下室頂標高；

6）抗浮設防水位通常應不高于與場區地下水有水力聯系的附近地表水歷年最高洪水位。

4 工程實例

后沙峪羅馬環島附近某工程項目，場地勘察期間地下水位標高24.00~25.20m；近3～5a 最高地下水位26.30m；歷年最高地下水位接近自然地表，標高27.00m 左右；吉祥橋記錄洪水位約26.50m；場地自然地坪27.00m 左右；建筑因設計需要，正負零標高29.00m；場區毗鄰的羅馬湖豐水期水位26.00m；經綜合考慮后，勘察報告提出抗浮設防水位建議值27.00m。

上述方法只適用于一般工程項目在正常條件下抗浮設防水位確定，根據規范要求，對于某些地下水賦存條件復雜，補給和排泄條件在建筑使用期間可能發生較大變化，且為重大工程，抗浮設防水位應由建設單位委托有資質的單位進行專門論證后提出。

受南水北調影響，至2018 年底，平谷區平均地下水位與2014 年以前相比上升約6.0m，局部地區地下水位上升幅度超過10.0m；受引黃入京工程影響，2019 年3 月，為改善水系生態需要，引黃入京工程永定河放水，導致相關河流影響區域地下水水位短期內大幅上升，很多地區地下水位上升幅度超過5.0m。若今后在這些地區建設重大工程，抗浮設防水位建議均應進行專題論證后確定。

5 結語

1）巖土工程勘察報告應對地下水影響進行評價，提出抗浮設防水位建議；

2）設計單位應根據勘察資料，針對工程具體情況，合理確定結構抗浮設防水位；

3）對于某些地下水賦存條件復雜，補給和排泄條件在建筑使用期間可能發生較大變化，且為重大工程，抗浮設防水位應由建設單位委托有資質的單位進行專門論證后提出。