抗浮設防水位的確定原則及途徑

1、<p>　　抗浮設防水位的確定原則及途徑</p><p>　　【摘 要】結合抗浮設防水位的定義及相關規(guī)范規(guī)定，以具體工程為例，從確定原則、確定途徑兩方面探討了場地抗浮設防水位如何準確確定，從而為設計、施工工作提供有力依據(jù)。 </p><p>　　【關鍵詞】抗浮設防水位；水位確定 </p><p>　　中圖分類號：TV 文獻標識碼：A </p>

2、<p>　　抗浮設防水位是指基礎砌置深度內(nèi)起主導作用的地下水層在建筑物運營期間的最高水位。 抗浮設防水位是工程結構設計，尤其是純車庫或地下廣場式結構設計的一項重要參數(shù)，通常由勘察單位在詳勘報告中予以明確。但是在實際操作過程中，由于各勘察單位的工程經(jīng)驗不一，同時受勘探資料的數(shù)量及準確性的影響，在相鄰場地上各單位提供的抗浮設防水位有時可能差別較大。 </p><p>　　而抗浮設防水位對工程的安全性、經(jīng)濟

3、性均會產(chǎn)生比較大的影響，所以我們在設計管理工作中應充分認識、理解抗浮設防水位的概念。下面以千佛山大廈工程抗浮設防水位的確定過程為例，闡述一下抗浮設防水位的確定原則及途徑，希望對其它項目的類似工程能有所幫助。 </p><p>　　需要考慮抗浮的情況 </p><p>　　對于高層建筑的地下室，在建成之后的使用階段，一般抗浮是沒有問題的。在地下室的施工階段，當?shù)叵率业膫葔σ呀?jīng)施工完畢，如果場

4、地沒有采取降水措施或者已經(jīng)停止了降水，即浮力就已經(jīng)產(chǎn)生，這時如果荷載由于過小的話將是相當危險的，但如果高層建筑采取了樁基，樁基本身是能夠承受拉力的，如果這時樁基能起作用，也是沒有問題的。 </p><p>　　抗浮問題比較嚴重的是純地下車庫或地下廣場式建筑，上面沒有樓房，一般只覆蓋了些土做綠化，這種情況在工程的使用期間的抗浮驗算一般是通不過的，這時就應考慮抗浮設防需要抗浮樁或抗浮錨桿。如果使用期間的抗浮驗算沒有問

5、題，不需要采取抗浮措施，但是，一定要注意施工期間的驗算，也就是當?shù)叵率业膫葔σ呀?jīng)做好，頂板和上部荷載尚未完全施加時，千萬不能因為施工已不再需要降水而將其停了，如果停了肯定要浮起來。 </p><p>　　很多高層建筑的基礎埋深超過10m，甚至超過20m，高層建筑的基礎埋置超深或較深時，一般都有地下室抗浮問題，尤其是施工期間地下室剛做好而上部建筑還未施工時，如果遇暴雨，常發(fā)生地下室上浮等問題。地下室上浮是非常嚴重的

6、工程事故，上浮時地下室可能開裂，而且產(chǎn)生傾斜，最終將報廢等。 </p><p>　　二、千佛山大廈工程簡介 </p><p>　　該工程位于歷下區(qū)文化西路15號，南鄰文化西路，西側為佛山街，東側為普利海辰大廈，北側為小南營街。規(guī)劃用地8553.8平方米，建筑面積63887.09平方米，其中地下建筑面積23641.87㎡平方米。地下4層，功能為車庫，基底絕對標高為34.8米；地上12層，功能

7、為商業(yè)、餐飲及寫字樓。本工程的主樓部分自重足以抵消地下水浮力，不考慮抗浮問題，抗浮設計主要考慮主樓以外的純車庫部分。 </p><p>　　為就解決主樓以外的地下車庫部分的抗浮問題,該部分建筑地基需要采取抗浮措施的要求(如設置抗浮錨桿或采用高密度砼配重),因而給基礎造價、施工難度和施工工期帶來不少問題。需要不需要打抗浮錨桿或采用高密度砼配重呢，打多少抗浮錨桿或配置多少高密度砼配重，關鍵要看抗浮設防水位的高低。根據(jù)

8、有關規(guī)范規(guī)定，確定抗浮設防水位，一般勘察單位按照該場地歷年地下水最高水位和場地近3～5年地下水最高水位確定,但規(guī)范沒有明確如何確定和如何利用這一水位。常使一些對水文地質(zhì)條件不太熟悉的設計人員，簡單地把近3～5年地下水位高程與建筑物地基底板高程之差作為抗浮水頭設計，這樣的計算方法，常得到過大的基底地下水浮力，從而被迫做出各種抗浮措施設計。 </p><p>　　三、抗浮設防水位的確定 </p><

9、;p>　　為避免地下水的浮力影響建筑物，確?；A正常使用功能和上部結構整體穩(wěn)定性，同時避免工程造價的增加、施工工期的延長、施工難度的增大，合理地確定抗浮設防水位尤其重要。 </p><p><b>　?。ㄒ唬┐_定原則 </b></p><p>　　1、《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）第7.1. 3條： </p><p>　

10、　對高層建筑或重大工程，當水文地質(zhì)條件對地基評價、基礎抗浮和工程降水有重大影響時，宜進行專門的水文地質(zhì)勘察。 </p><p>　　2、《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ72-2004）第8.6.2條規(guī)定： </p><p>　?。?）當有長期水位觀測資料時，場地抗浮設防水位可采用實測最高水位；無長期觀測資料或資料缺乏時，按勘察期間實測最高穩(wěn)定水位，結合場地地形地貌、地下水補給、排泄條件

11、等因素綜合確定。 </p><p>　?。?）場地有承壓水且與潛水有水力聯(lián)系時，應實測地下水水位并考慮其對抗浮設防水位的影響。 </p><p>　　3、《全國民用建筑工程設計技術措施（地基與基礎）》（2009年版）第7.1.4條規(guī)定： </p><p>　　抗浮設防水位參照如下情況綜合考慮： </p><p>　?。?）設計基準期內(nèi)抗浮設防

12、水位應根據(jù)長期水文觀測資料確定； </p><p>　?。?）無長期水文觀測資料時，可采用豐水期最高穩(wěn)定水位（不含上層滯水），或按勘察期間實測最高水位結合地形地貌、地下水補給、排泄條件等因素綜合確定； </p><p>　?。?）場地有承壓水且與潛水有水力聯(lián)系時，應實測承壓水位并考慮其對抗浮設防水位的影響； </p><p>　?。?）在填海造陸區(qū)，宜取海水最高潮水

13、位； </p><p>　?。?）在大面積填土面高于原有地面時，應按填土完成后的地下水位變化考慮； </p><p>　?。?）對一、二級階地，可按勘察期間實測平均水位增加1～3米；對臺地可按勘察期間實測平均水位增加2～4米；雨季勘察時取小值，旱季勘察時取大值。 </p><p>　?。ǘ┑叵驴垢∷坏拇_定 </p><p>　　1、當有長

14、期水位觀測資料時，抗浮設防水位可根據(jù)該層地下水實測最高水位和建筑物運營期間地下水的變化來確定；無長期觀測資料或資料缺乏時，按勘察期間實測最高穩(wěn)定水位并結合地形地貌、地下水補給、排泄條件等因素綜合確定；在南方濱海和濱江地區(qū)，抗浮設防水位可取室外地坪標高。 </p><p>　　2、場地有承壓水且與潛水有水力聯(lián)系時，應實測承壓水水位 </p><p>　　并考慮其對抗浮設防水位的影響。 <

15、;/p><p>　　3、只考慮施工期間的抗浮設防時，抗浮設防水位可按一個水 </p><p>　　文年的最高水位確定。 </p><p>　　(三)需要掌握的資料 </p><p>　　1、場地區(qū)域的氣象資料、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)背景； </p><p>　　2、地下水的補給與排泄關系、賦存狀態(tài)與滲流規(guī)律； </p&g

16、t;<p>　　3、地下水位的長期觀測資料； </p><p>　　4、從長期觀測資料與地下水補給、排泄關系分析得到的影響地下水位的主要因素。 </p><p>　?。ㄋ模┑叵滤坏挠绊懸蛩?</p><p>　　1、需預測的地下含水層的水位與大氣降水入滲的關系； </p><p>　　2、城市規(guī)劃中地下水的開采量變化對該地下水

17、的影響； </p><p>　　3、建筑物周圍的環(huán)境與周圍水系的聯(lián)系； </p><p>　　4、其它各層地下水與其補給排泄的影響。 </p><p>　　四、抗浮設防水位的確定途徑 </p><p>　　本工程詳勘工作由山東省地礦工程勘察院承擔，其在詳勘報告中明確本工程的抗浮設防水位為44.5米。建筑設計單位山東省城建設計院即按照此水位進行

18、結構計算，計算的結果是純車庫部分自重不足以抵消地下水浮力，需要設置抗浮錨桿或采用高密度砼配重。需要增加費用約200萬，增加工期約1個月。為節(jié)約投資及工期，開始考慮降低抗浮設計水位的可能性及途徑。 </p><p>　　經(jīng)對詳勘報告進行詳細分析，并對周邊工程的抗浮設計水位進行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)存在如下問題： </p><p>　　1、詳勘報告中所描述的第四系孔隙潛水徑流趨勢與周邊區(qū)域內(nèi)地下水流場徑流

19、趨勢不符。周邊區(qū)域內(nèi)徑流方向為自東南至西北方向，但場地內(nèi)水位的最高點在西北側，低點在東南方向，徑流方向呈現(xiàn)自西北至東南方向。 </p><p>　　2、場地東側緊鄰普利海辰大廈，經(jīng)調(diào)研海辰大廈勘察報告，場地內(nèi)未見孔隙潛水水位。 </p><p>　　3、經(jīng)調(diào)查周邊環(huán)境，發(fā)現(xiàn)在場地西北側緊鄰場地紅線處，有一廢棄的暖氣溝，溝內(nèi)常年積水，深度在4米左右。并且在此部位的支護樁施工過程中，有兩顆支護

20、樁在灌注過程中出現(xiàn)異常水量增大的情況。 </p><p>　　綜合以上情況，高度懷疑西北側勘察孔的水位偏高是受暖氣溝內(nèi)積水影響。若此影響消除，則可適當降低抗浮設防水位。出現(xiàn)此問題后，與勘察單位溝通，可否結合現(xiàn)場實際情況調(diào)整抗浮設計水位數(shù)值?？辈靻挝淮饛蛿?shù)值不能修改。遂與業(yè)主溝通確定，委托濟南市勘察測繪研究院組織實施專項水文地質(zhì)勘察。市勘院經(jīng)過充分的調(diào)查取證，形成了《千佛山大廈水文地質(zhì)調(diào)查與抗浮設防水位咨詢報告》，

21、報告查閱了自1962年開始記錄的歷年的降雨量、蒸發(fā)量、場地周邊300米范圍內(nèi)13個項目的工程地質(zhì)勘察報告、場地周邊1978、2012年版1:500地形圖，再次基礎上對西北側積水對抗浮水位的影響進行了詳細論證。得出了以下結論： </p><p>　　1、場地內(nèi)含水層為：第四系孔隙含水層、風化閃長巖裂隙含水層、石灰?guī)r裂隙巖溶含水層。第四系孔隙水補給風化閃長巖裂隙水，且水力聯(lián)系密切，石灰?guī)r裂隙巖溶承壓水多年水頭低于本工

22、程基底設計標高，本場地抗浮設防水位標高可不考慮風化閃長巖裂隙水、石灰?guī)r裂隙巖溶承壓水的影響。 </p><p>　　2、場地內(nèi)第四系孔隙水為潛水類型，主要賦存于場地上部粘性土及其下部碎石層、礫巖層內(nèi)。其地層的滲透性較弱，富水性差；上游逕流補給區(qū)短，地下水位季節(jié)性變化幅度大。 </p><p>　　3、場地內(nèi)地下水補給主要為大氣降水補給，同時受場地北側暗埋暖氣管溝與污水管道滲漏補給影響，導致

23、場地地下水位北高南低，與區(qū)域地下水流場逕流趨勢存在異常。 </p><p>　　4、場地地下水主要以大氣蒸發(fā)與補給風化閃長巖裂隙含水層形式排泄。 </p><p>　　5、巖土工程勘察期間實測場地最高穩(wěn)定水位42.49米，基坑降水前期地下水位監(jiān)測實測2012年豐水期最高水位為43.00米。 </p><p>　　6、結合場地區(qū)域地形地貌特征、場地內(nèi)第四系孔隙潛水補給

24、、排泄特點及各工程項目實測最高穩(wěn)定水位、及場地內(nèi)勘察時期實測最高穩(wěn)定水位、水位監(jiān)測階段豐水期最高水位綜合考慮，建議建筑場地內(nèi)地下室抗浮設防水位為43.50米。 </p><p>　　在千佛山大廈水文地質(zhì)調(diào)查與抗浮設防水位咨詢報告》完成后，我項目部請總工辦金總進行了審查并于2012年11月1日組織相關專家召開了專家論證會，專家對咨詢報告的相關內(nèi)容及結論予以認可，并出具了書面專家論證意見。后將咨詢報告及專家意見轉設計

25、單位按照新的抗浮設計水位進行結構設計。 </p><p><b>　　五、結論 </b></p><p>　　抗浮設計水位的確定至今尚無明確規(guī)范要求，勘察單位在提供數(shù)據(jù)時隨意性較大。同時抗浮設防水位對工程的安全及經(jīng)濟性會產(chǎn)生比較大的影響，所以在具體到工程時，應結合場地區(qū)域地形地貌特征、場地內(nèi)地下水補給、排泄特點及周邊各工程項目實測最高穩(wěn)定水位、場地內(nèi)勘察時期實測最高穩(wěn)