1、抗浮设防水位的确定原则及途径【摘 要】结合抗浮设防水位的定义及相关规范规定，以具体工程为例，从确定原则、确定途径两方面探讨了场地抗浮设防水位如何准确确定，从而为设计、施工工作提供有力依据。 【关键词】抗浮设防水位；水位确定 中图分类号：TV 文献标识码：A 抗浮设防水位是指基础砌置深度内起主导作用的地下水层在建筑物运营期间的最高水位。 抗浮设防水位是工程结构设计，尤其是纯车库或地下广场式结构设计的一项重要参数，通常由勘察单位在详勘报告中予以明确。但是在实际操作过程中，由于各勘察单位的工程经验不一，同时受勘探资料的数量及准确性的影响，在相邻场地上各单位提供的抗浮设防水位有时可能差别较大。 而抗浮
2、设防水位对工程的安全性、经济性均会产生比较大的影响，所以我们在设计管理工作中应充分认识、理解抗浮设防水位的概念。下面以千佛山大厦工程抗浮设防水位的确定过程为例，阐述一下抗浮设防水位的确定原则及途径，希望对其它项目的类似工程能有所帮助。 需要考虑抗浮的情况 对于高层建筑的地下室，在建成之后的使用阶段，一般抗浮是没有问题的。在地下室的施工阶段，当地下室的侧墙已经施工完毕，如果场地没有采取降水措施或者已经停止了降水，即浮力就已经产生，这时如果荷载由于过小的话将是相当危险的，但如果高层建筑采取了桩基，桩基本身是能够承受拉力的，如果这时桩基能起作用，也是没有问题的。 抗浮问题比较严重的是纯地下车库或地下
3、广场式建筑，上面没有楼房，一般只覆盖了些土做绿化，这种情况在工程的使用期间的抗浮验算一般是通不过的，这时就应考虑抗浮设防需要抗浮桩或抗浮锚杆。如果使用期间的抗浮验算没有问题，不需要采取抗浮措施，但是，一定要注意施工期间的验算，也就是当地下室的侧墙已经做好，顶板和上部荷载尚未完全施加时，千万不能因为施工已不再需要降水而将其停了，如果停了肯定要浮起来。 很多高层建筑的基础埋深超过 10m，甚至超过 20m，高层建筑的基础埋置超深或较深时，一般都有地下室抗浮问题，尤其是施工期间地下室刚做好而上部建筑还未施工时，如果遇暴雨，常发生地下室上浮等问题。地下室上浮是非常严重的工程事故，上浮时地下室可能开裂，
4、而且产生倾斜，最终将报废等。 二、千佛山大厦工程简介 该工程位于历下区文化西路 15 号，南邻文化西路，西侧为佛山街，东侧为普利海辰大厦，北侧为小南营街。规划用地 8553.8 平方米，建筑面积 63887.09 平方米，其中地下建筑面积 23641.87平方米。地下 4 层，功能为车库，基底绝对标高为 34.8 米；地上 12 层，功能为商业、餐饮及写字楼。本工程的主楼部分自重足以抵消地下水浮力，不考虑抗浮问题，抗浮设计主要考虑主楼以外的纯车库部分。 为就解决主楼以外的地下车库部分的抗浮问题,该部分建筑地基需要采取抗浮措施的要求(如设置抗浮锚杆或采用高密度砼配重),因而给基础造价、施工难度和
5、施工工期带来不少问题。需要不需要打抗浮锚杆或采用高密度砼配重呢，打多少抗浮锚杆或配置多少高密度砼配重，关键要看抗浮设防水位的高低。根据有关规范规定，确定抗浮设防水位，一般勘察单位按照该场地历年地下水最高水位和场地近 35 年地下水最高水位确定,但规范没有明确如何确定和如何利用这一水位。常使一些对水文地质条件不太熟悉的设计人员，简单地把近 35 年地下水位高程与建筑物地基底板高程之差作为抗浮水头设计，这样的计算方法，常得到过大的基底地下水浮力，从而被迫做出各种抗浮措施设计。 三、抗浮设防水位的确定 为避免地下水的浮力影响建筑物，确保基础正常使用功能和上部结构整体稳定性，同时避免工程造价的增加、施
6、工工期的延长、施工难度的增大，合理地确定抗浮设防水位尤其重要。 （一）确定原则 1、 岩土工程勘察规范 （GB50021-2001）第 7.1. 3 条： 对高层建筑或重大工程，当水文地质条件对地基评价、基础抗浮和工程降水有重大影响时，宜进行专门的水文地质勘察。 2、 高层建筑岩土工程勘察规程 （JGJ72-2004）第 8.6.2 条规定： （1）当有长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可采用实测最高水位；无长期观测资料或资料缺乏时，按勘察期间实测最高稳定水位，结合场地地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定。 （2）场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测地下水水位并考虑其对抗浮设防水
7、位的影响。 3、 全国民用建筑工程设计技术措施（地基与基础） （2009 年版）第 7.1.4 条规定： 抗浮设防水位参照如下情况综合考虑： （1）设计基准期内抗浮设防水位应根据长期水文观测资料确定； （2）无长期水文观测资料时，可采用丰水期最高稳定水位（不含上层滞水） ，或按勘察期间实测最高水位结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定； （3）场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水位并考虑其对抗浮设防水位的影响； （4）在填海造陆区，宜取海水最高潮水位； （5）在大面积填土面高于原有地面时，应按填土完成后的地下水位变化考虑； （6）对一、二级阶地，可按勘察期间实测平均水位增加
8、 13 米；对台地可按勘察期间实测平均水位增加 24 米；雨季勘察时取小值，旱季勘察时取大值。 （二）地下抗浮水位的确定 1、当有长期水位观测资料时，抗浮设防水位可根据该层地下水实测最高水位和建筑物运营期间地下水的变化来确定；无长期观测资料或资料缺乏时，按勘察期间实测最高稳定水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定；在南方滨海和滨江地区，抗浮设防水位可取室外地坪标高。 2、场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水水位 并考虑其对抗浮设防水位的影响。 3、只考虑施工期间的抗浮设防时，抗浮设防水位可按一个水 文年的最高水位确定。 (三)需要掌握的资料 1、场地区域的气象资料、工
9、程地质和水文地质背景； 2、地下水的补给与排泄关系、赋存状态与渗流规律； 3、地下水位的长期观测资料； 4、从长期观测资料与地下水补给、排泄关系分析得到的影响地下水位的主要因素。 （四）地下水位的影响因素 1、需预测的地下含水层的水位与大气降水入渗的关系； 2、城市规划中地下水的开采量变化对该地下水的影响； 3、建筑物周围的环境与周围水系的联系； 4、其它各层地下水与其补给排泄的影响。 四、抗浮设防水位的确定途径 本工程详勘工作由山东省地矿工程勘察院承担，其在详勘报告中明确本工程的抗浮设防水位为 44.5 米。建筑设计单位山东省城建设计院即按照此水位进行结构计算，计算的结果是纯车库部分自重不足
10、以抵消地下水浮力，需要设置抗浮锚杆或采用高密度砼配重。需要增加费用约 200万，增加工期约 1 个月。为节约投资及工期，开始考虑降低抗浮设计水位的可能性及途径。 经对详勘报告进行详细分析，并对周边工程的抗浮设计水位进行调研，发现存在如下问题： 1、详勘报告中所描述的第四系孔隙潜水径流趋势与周边区域内地下水流场径流趋势不符。周边区域内径流方向为自东南至西北方向，但场地内水位的最高点在西北侧，低点在东南方向，径流方向呈现自西北至东南方向。 2、场地东侧紧邻普利海辰大厦，经调研海辰大厦勘察报告，场地内未见孔隙潜水水位。 3、经调查周边环境，发现在场地西北侧紧邻场地红线处，有一废弃的暖气沟，沟内常年积
11、水，深度在 4 米左右。并且在此部位的支护桩施工过程中，有两颗支护桩在灌注过程中出现异常水量增大的情况。 综合以上情况，高度怀疑西北侧勘察孔的水位偏高是受暖气沟内积水影响。若此影响消除，则可适当降低抗浮设防水位。出现此问题后，与勘察单位沟通，可否结合现场实际情况调整抗浮设计水位数值。勘察单位答复数值不能修改。遂与业主沟通确定，委托济南市勘察测绘研究院组织实施专项水文地质勘察。市勘院经过充分的调查取证，形成了千佛山大厦水文地质调查与抗浮设防水位咨询报告 ，报告查阅了自1962 年开始记录的历年的降雨量、蒸发量、场地周边 300 米范围内 13 个项目的工程地质勘察报告、场地周边 1978、201
12、2 年版 1:500 地形图，再次基础上对西北侧积水对抗浮水位的影响进行了详细论证。得出了以下结论： 1、场地内含水层为：第四系孔隙含水层、风化闪长岩裂隙含水层、石灰岩裂隙岩溶含水层。第四系孔隙水补给风化闪长岩裂隙水，且水力联系密切，石灰岩裂隙岩溶承压水多年水头低于本工程基底设计标高，本场地抗浮设防水位标高可不考虑风化闪长岩裂隙水、石灰岩裂隙岩溶承压水的影响。 2、场地内第四系孔隙水为潜水类型，主要赋存于场地上部粘性土及其下部碎石层、砾岩层内。其地层的渗透性较弱，富水性差；上游迳流补给区短，地下水位季节性变化幅度大。 3、场地内地下水补给主要为大气降水补给，同时受场地北侧暗埋暖气管沟与污水管道
13、渗漏补给影响，导致场地地下水位北高南低，与区域地下水流场迳流趋势存在异常。 4、场地地下水主要以大气蒸发与补给风化闪长岩裂隙含水层形式排泄。 5、岩土工程勘察期间实测场地最高稳定水位 42.49 米，基坑降水前期地下水位监测实测 2012 年丰水期最高水位为 43.00 米。 6、结合场地区域地形地貌特征、场地内第四系孔隙潜水补给、排泄特点及各工程项目实测最高稳定水位、及场地内勘察时期实测最高稳定水位、水位监测阶段丰水期最高水位综合考虑，建议建筑场地内地下室抗浮设防水位为 43.50 米。 在千佛山大厦水文地质调查与抗浮设防水位咨询报告完成后，我项目部请总工办金总进行了审查并于 2012 年 11 月 1 日组织相关专家召开了专家论证会，专家对咨询报告的相关内容及结论予以认可，并出具了书面专家论证意见。后将咨询报告及专家意见转设计单位按照新的抗浮设计水位进行结构设计。 五、结论 抗浮设计水位的确定至今尚无明确规范要求，勘察单位在提供数据时随意性较大。同时抗浮设防水位对工程的安全及经济性会产生比较大的影响，所以在具体到工程时，应结合场地区域地形地貌特征、场地内地下水补给、排泄特点及周边各工程项目实测最高稳定水位、场地内勘察时期实测最高稳定水位、水位监测阶段丰水期最高水位综合考虑，以及历史观测资料及周边相关建筑物的勘察资料，以专项水文地质勘察的方式，合理优化抗浮设防水位。
