山坳緩坡地段抗浮設防水位的研究及確定

馮瑞宏 朱 艷

(四川省川建勘察設計院有限公司，四川 成都 610094)

1 概述

近年來地下空間被越來越多的開發利用，地下建筑結構的抗浮問題已引起各行業的高度重視，不少地下室建筑結構因抗浮不足而帶來嚴重的工程事故。因此，項目在勘察階段如何根據地形地貌、水文地質條件等相關材料提出合理又規范的抗浮水位就尤為重要了。

抗浮水位是一個復雜的問題，場地土層差異性，場地地下水復雜多變性，給地下室抗浮水位的確定帶來了較大困難，但抗浮設防水位又是抗浮設計的一個重要參數，抗浮設防水位的取值是否合理，將直接影響建筑抗浮的安全性及造價合理性。究竟如何做到既安全又合理的確定，勘察人員應遵照GB 50021—2001巖土工程勘察規范(2009年版)[1]、JGJ/T 72—2017高層建筑巖土工程勘察標準[2]及JGJ 476—2019建筑工程抗浮技術標準[3]等相關規定進行勘察和分析，因此提出合理的抗浮設防水位也成為了巖土工程勘察工作的重點和難點。本文結合工程勘察實例，闡述了中低山地貌區山坳緩坡地段在勘察階段抗浮設防水位確定的方法。

2 抗浮設防水位的定義及確定

不同規范給出的定義也略有不同，最新的JGJ 476—2019建筑工程抗浮技術標準[3]2.1.12條規定抗浮設防水位為：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。

除參照相關規定確定外，對于下列一些特殊情況還應通過必要的分析和論證才能確定最終的抗浮水位[3]：

1)對地下水賦存條件復雜、變化幅度大、區域性補給和排泄條件可能有較大改變或工程需要時，應進行專門論證；

2)對于斜坡地段的地下室或可能產生明顯水頭差的場地上的地下室進行抗浮設計時，應考慮地下水滲流在地下室底板產生的非均布荷載對地下室結構的影響；

3)當地下結構鄰近江河湖海，且與本場地地下水有水力聯系時，應確保設計使用年限內可能出現的最不利情況；

4)對于南方地下水位較高、地基處于飽和狀態的地區，尤其應注意因地面標高發生變化導致產生地表水聚集效應，從而引起地下室抗浮變化，應進行充分論證后選取合理的抗浮水位。

3 實例分析

3.1 地形地貌

某項目總規劃用地133 909 m2，主要包括14棟低層住宅建筑、38棟高層住宅建筑，大部分設1層～2層地下室。該場地位于普洱市區城郊，昆磨高速東側，旅游環線西側，蓮花路從場地西側經過。擬建場地整體具有北高南低趨勢，勘探點孔口高程1 299.09 m～1 347.14 m，最大高差約48 m?？辈靾龅貐^域上屬侵蝕中低山地貌區山前緩坡地段。場地東側有近EW走向和近NS走向的兩條沖溝，屬季節性沖溝，前者沖溝兩側地形相對較陡，后者沖溝兩側地形相對較緩。擬建場地整體地勢高差較大，大體分為三臺，第一臺頂標高1 303 m～1 306 m，第二臺頂標高1 312 m～1 316 m，第三臺頂標高1 327 m～1 335 m，臺與臺之間高程幾米至十幾米不等，如圖1所示。

3.2 場地水文地質條件

3.2.1 水文地質條件

勘察區屬紅河、瀾滄江、怒江三大水系。思茅區位于瀾滄江中下游，瀾滄江流經區境64 km，區內河流共135條，群山之間河流縱橫交錯，水質純而豐富。年平均降雨量1 700 mm～2 200 mm，降雨量充沛，土地肥沃，水土資源豐富。

場地西側蓮花路附近為思茅河，距離場地直線距離約130 m，思茅河由場地西側自北向南流經思茅城區，為思茅城區主要地表河流，河面寬度約20 m，現狀水流量不大，場地西南側思茅河水位高程約1 300 m，與場地西南側最低點高程相近，場地地表水匯集后總體自東向西匯入思茅河。場地北側為納賀水庫，與場地直線距離約500 m，水庫內常年有蓄水，主要用于周邊農田及林地灌溉。

3.2.2 地下水特征[1]

根據本次勘察及對既有資料的分析整理，場地地下水有上層滯水和基巖裂隙水，其中上層滯水主要賦存于上部人工填土和黏性土中，大氣降雨為其主要補給源，以潛水的形式向場地低洼地帶徑流排泄，部分以地面蒸發為主，少部分下滲補給地下水。該層地下水位無一定規律，水量隨季節變化明顯，水量較小，該層地下水對基礎施工影響不大，可明排處理；基巖裂隙水主要賦存于強風化巖層、中等風化泥巖和中等泥質砂巖的裂隙中，透水性一般，通過調查場地內的自流泉，并結合本次勘察過程中出現的鉆孔涌水現象(位于鉆孔ZK252附近，預測涌水量可達1 L/s，后水量逐漸減小)，可知場地內基巖裂隙水較發育，其補給源為地下水及大氣降水，沿基巖裂隙水平及垂直向徑流排泄，水文地質條件主要受巖體破碎程度、巖體內節理裂隙發育程度控制，水位在雨季和旱季變化較大，年變化幅度為2.0 m～3.0 m，該層地下水對基礎施工有一定影響，可明排處理。

3.3 地層巖性

表1 地基土物理力學指標

3.4 抗浮設計方法選擇

本工程大部分設2層地下室，局部設1層地下室，基礎埋深3.0 m～14.0 m。根據本工程擬建物性質及場地內水文地質條件等，設計應做好本工程基礎的防水設計。設計時應考慮地表水與地下水、毛細管水等的共同作用以及由于人為因素引起的附近水文地質改變的影響。本工程應采用全封閉防排水設計，設防高度應高出室外地坪高程0.5 m以上。

對于A1號～A10號樓區域，建筑室外地坪標高由北東往南西逐漸降低，高差范圍為1 304.15 m～1 314.00 m，由于位于山坳地帶，雨水地表徑流、沖溝泄水將匯聚于基坑范圍區，且由于場地整體地勢高差較大(見圖2)，若在地下室外墻及基底未設置排水盲溝，地下水有可能由高向低產生滲流，對基底標高較低的高層建筑地下結構帶來不利的影響。因此，本項目建議在地下室周邊設置樹網狀排水盲溝，以確保場地內擬建建筑靠山坡一側的地下匯聚水能及時順盲溝排出。

其次，根據《高層建筑巖土工程勘察標準》《建筑工程抗浮技術標準》規定，此地段的地下室可能會產生明顯水頭差且有較好的水力聯系，須進行抗浮水位的專項論證，因此在本項目專項論證會上，針對此區域最終選擇了分區抗浮的方法，不同分區采用不同的抗浮設防水位?？紤]本項目的實際特點，加之各分區交界處會出現抗浮設計水位取值的突變，所以A1號～A10號樓共細分了七個區域，并給出了相應的抗浮水位建議值(詳見表2)?？紤]到分區域抗浮設計時，不能準確的判斷地下水滲流產生的非均布荷載對地下室底板的影響，因此抗浮設計水位取值時保留了一定的安全儲備。

表2 有地下室區抗浮水位分區建議值

綜合以上，本工程抗浮設計建議采用設置樹網狀排水盲溝+分區域抗浮設計的方法，抗浮水位按建議取值。

4 結語

本文分析了抗浮水位的定義及確定方法，同時結合工程案例，針對斜坡地段且賦存條件復雜工程，分析了抗浮設計是如何選擇的。主要結論如下：

1)斜坡地段地下室存在較大水頭差且有較好的水力聯系時，可選擇樹網狀排水盲溝的疏水設計法和分區域抗浮設計來解決。

2)由于山坳坡地區域地下水滲流問題十分復雜，分區域抗浮設計時，抗浮設計水位的取值十分關鍵，建議通過充分的論證后確定。

3)分區域抗浮設計時，由于不能準確的判斷地下水滲流產生的非均布荷載對地下室底板的影響，因此抗浮設計水位取值時盡量保留一定安全儲備。