抗浮設防水位的影響因素及取值分析
——以蘇州地區為例

王 鋒

江蘇蘇州地質工程勘察院，江蘇 蘇州 215000

1 抗浮設防水位的概念

抗浮設防水位在不同的資料索引中有著大同小異的表述。2017實施的《高層建筑巖土工程勘察標準》（JGJ／T 72—2017）中指出：為滿足地下結構抗浮設防安全及抗浮設計技術經濟合理的需要，根據場地水文地質條件、地下水長期觀測資料和地區經驗，預測地下結構在施工期間和使用年限內可能遭遇到的地下水最高水位，用于設計按靜水壓力計算作用于地下結構基底的最大浮力。在2019實施的《建筑工程抗浮技術標準》（JGJ 476—2019）中指出：建筑工程在施工期和使用期內滿足抗浮設防標準時可能遭遇的地下水最高水位，或建筑工程在施工期和使用期內滿足抗浮設防標準最不利工況組合時地下結構底板底面上可能受到的最大浮力按靜態折算的地下水水位。

一般來說，抗浮設防水位是指在建筑物運營期內，也包括建筑建造期間，用于計算地下結構基底的最大浮力的起主導作用的最高地下水位值。

2 抗浮設防水位的影響因素

2.1 從“時間”上考慮

（1）建筑物本身的抗浮時限。明確區分對應工程的抗浮設計是對臨時建筑的抗浮設計，還是針對永久建筑的抗浮設計；是針對施工期間的抗浮預防設計，還是針對建成運營期的抗浮設防設計。臨時建筑使用年限一般不超出2年，不用考慮長周期的地下水水位變化。臨時建筑抗浮要求僅僅是滿足對應使用年限（1～2年）的水位變幅，控制好相應風險即可。永久建筑則需要全面考慮建筑物長期使用年限內，包括施工期間內的水位變幅，還要綜合考慮或收集的資料，包括設計使用年限內場地地下水水位預測咨詢報告成果、地下水位長期觀測資料、近5年和歷史最高水位及其變化規律、場地地下水補給與排泄條件、地下水水位年變幅、地下結構底板下承壓水賦存情況、產生浮力的可行性和大小，以及洼地淹沒、潮汐影響的可能性等。

（2）建設時期的經濟條件。抗浮設防水位是一個與一定時期的經濟技術條件密切相關的指標。抗浮設防水位如果定得太高，工程費用可能浪費很大；如果定得太低，建筑工程發生上浮破壞，后果又很嚴重，因此只能根據一定時期相應的經濟技術條件綜合確定。各地區地下水賦存條件復雜，在建筑物使用期間可能會發生較大變化。地下工程周邊如有大型的水利設施，像大型水庫等，一旦需應急放水、蓄洪，就可能會對該區域地下水水位產生較大影響。抗浮水位需要根據社會經濟條件及工程抗浮設計等級進行專門咨詢后提出。

（3）建筑物的設計使用年限。《高層建筑巖土工程勘察標準》（JGJ/T 72—2017）中所稱的地下水最高水位是指與設計使用年限內出現過的最高水位。例如設計使用年限50年、100年，歷史最高水位指在50年、100年中出現過的最高水位。設計使用年限的長短，影響抗浮設防水位的取值。

（4）將來水文地質環境的變化。抗浮水位是對建筑物運營期內基礎砌置深度內起主導作用的地下水水位參數。根據已有資料預測將來水文地質環境的變化狀況。例如，我國北方某些地區，即使采取各種措施，水位也很難恢復到50年前的水平，故采用歷史最高水位或者當前水位作為抗浮設防水位都不太合理。再如，在高原地區，地下水一般埋藏很深，高原區地基土又經常處于非飽和狀態。場地實測地下水位和近百年來的最高水位一般均低于基礎埋深。但隨著我國對環境問題的重視和投入的加大，調水和節水措施的實施(如中水的利用)，以及城市功能的變化(如耗水工業的遷出)，地下水位有回升的可能。因此需要對影響地下水賦存條件的水文地質環境變化及發展趨勢進行研究，合理確定設防水位，

2.2 從“空間”上考慮

我國幅員遼闊，場地工程地質、水文地質條件千差萬別，要統一規定一個抗浮設防水位確定方法非常困難，甚至是不可能的事情。文章根據工程經驗給出比較原則的確定方法。

（1）同一建筑場地地貌。建筑場地位于單個地貌區域時，可能存在地下水水力坡降，單個最高水位不能完全反映實際情況。預測建筑物運營期間的抗浮水位可根據需要按水力坡降分區劃確定抗浮水位。場地內各個建筑物存在不同豎向設計標高時，可按不同的豎向建筑設計標高分地段考慮確定抗浮水位。在同一豎向設計標高內，原始地形、水文地質條件等變化較大的場地區域，可按單個工程單元分區確定抗浮水位。例如，對于某大體量的地下室，因建設范圍較大，且四周地坪高度差異較大，如按低處地坪標高作為設防水位進行抗浮設計，則偏于不安全；如按高處地坪標高作為設防水位進行抗浮設計，則偏于保守，造成浪費。較為合理的做法是根據地下室范圍內的水頭分布，分區域抗浮設防。

（2）多個地貌區域。位于兩個或多個地貌區域的工程場地（如長距離的隧道等），特別是途經山區的建設項目，由于跨越不同地貌單元或地質單元，容易出現水文地質條件差異較大、室外場地高差較大及大挖大填的情況，不能統一按單個抗浮設防水位進行抗浮穩定分析和抗浮設計，否則會出現違背“經濟合理”的現象。

2.3 其他因素

（1）建筑場地區位。我國沿江沿湖沿海三角洲一些地區的地下水與地表水關系密切。例如廣州、深圳等珠江三角洲城市受珠江水系和海水水位影響；上海和江蘇、浙江的城市受長江水系、太湖等水位或海水水位的影響；武漢市受長江和漢江水位的影響。這些區域的抗浮設計要直接考慮地表水體的潮汐淹沒影響，抗浮設計水位可取與設計使用年限同時段內的洪水位或潮水位。

（2）場地排水基礎設施。抗浮設防水位分析應關注場地地表的排水狀況、區域歷史暴雨極值、區域地表管網排泄暢通與否等因素。在海綿城市建成之前，區域城市地表排水設施通暢與否直接影響抗浮設計。

（3）最不利工況。抗浮設防水位是根據工程要求（建筑物本身的抗浮設防等級、有無特殊特定功能要求）、工程條件、工程經驗、社會經濟狀況，在一定的安全確保范圍內給出的預測值。抗浮設防水位要疊加各種不利工況進行綜合確定。例如，極端天氣下的臺風、暴雨災害等也要考慮在內。

3 蘇州地區抗浮設防（預防）水位取值

蘇州地區一般地下水水位埋深較小，地下建筑物施工期間的臨時抗浮預防水位及臨時性建筑物的抗浮設防水位可按施工期間可能遇到的臺風暴雨及近3～5年的地下水（潛水）最高水位2.50m綜合確定。

一般建筑物，對于濱（長）江、濱（太）湖等較平坦的場地，地下水埋深也一般大于0.5m，抗浮設防水位可取地面整平標高。對于地下水位埋小于0.5m的場地，例如蘇州東、南部低洼地區，抗浮水位可按歷史最高水位取值（蘇州中、東、南部地區為2.63m）。

蘇州西部為低山丘陵地區，地貌地勢略有起伏。在山間平地地下水埋深一般大于0.5m，抗浮設防水位可取地面整平標高。在地勢起伏的坡地，跨地貌場地（跨丘陵與山間平地），要根據地下水的補給、排泄滲流條件、歷史地下水水位數據，結合建（構）筑物抗浮等級綜合確定。

蘇州西部較大的不同豎向設計的建筑場地，要根據水力坡降劃分抗浮水位分區，做到經濟合理。挖方、填方后及周邊地形變化幅度大的場地，地下水與地表水的補給、排泄滲流條件等可能有較大改變時，應進行專門論證，綜合分析后再確定抗浮設防水位。

4 結束語

抗浮設防水位需要根據各個因素綜合確定，既要從“歷史”出發，調查了解建筑場地內歷史最高水位，又要著眼于“未來”，預測研判在建筑物運營期間場地水文地質環境的變化；既要從場地是否存在地勢起伏、是否存在水力坡降的角度分析，又要對場地地貌乃至是否臨江、臨湖、臨海等區位因素進行綜合分析研究，以確定經濟合理的抗浮設防水位值。