從金江景逸花園淺談建筑物地下水抗浮設防水位

【摘 要】影響抗浮設防水位的因素較多，抗浮設防水位的確定，要綜合考慮場地不同的巖土工程地質條件、建筑條件和地形地貌條件等因素，采用最不利組合確定。本文結合惠東縣金江景逸花園工程，對地下建筑物抗浮設防水位進行探討。

【關鍵詞】地下建筑物；地下水；抗浮設防水位；因素；原則；金江景逸花園

前言

隨著城市建設的不斷高速發展，近幾年來涌現出大量的高層建筑物，地下建筑物基坑深度在不斷加深。而地下水會對地下建筑物產生浮力，若抗浮設防水位標高過低，會對地下結構產生破壞，從而危及建筑物安全，甚至造成巨大的經濟損失；抗浮設防水位標高過高，就會加大建造成本產生不必要的浪費。因此需要認真對待地下建筑物的抗浮設防水位問題。

1．影響建筑物地下水抗浮設防水位確定的因素

《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2011）3.0.2之6規定[1]：“建筑地下室或地下構筑物存在上浮問題時，尚應進行抗浮驗算”；3.0.3之6規定：“工程需要時，尚應提供用于計算地下水浮力的設防水位”。《巖土工程勘察規范》（GB 50021—2001）（2009年版）中4.1.13規定[2]：“詳細勘察應論證地下水在施工期間對工程和環境的影響，對情況復雜的重要工程，需倫證使用期間水位變化和需提出抗浮設防水位時，應進行專門研究”。《高層建筑巖土工程勘察規程》（JGJ 72-2004）8.6.1之2規定[3]：“根據地下水類型、各層地下水位及其它變化幅度和地下水補給、排泄條件等因素，對抗浮設防水位進行評價”。

從以上規范條款規定中可看出影響建筑物地下水抗浮設防水位確定的因素：合理確定基礎抗浮設防水位要考慮地下水的補給、大氣降水、排泄與徑流等自然因素，還要考慮地下水開采、水利工程蓄水放水、灌溉等人為因素，以及工程地質條件、建筑條件和地形地貌等建筑場地客觀存在因素。

2．建筑物地下水抗浮設防水位確定的原則

《高層建筑巖土工程勘察規程》（JGJ 72-2004）2.1.6規定：“抗浮設防水位是指地下水抗浮評價計算所需的、保證抗浮設防安全和經濟合理的場地地下水水位”。8.6.1之1規定：“當地下水水位高于地下室基礎底板時，根據場地所在地貌單元、地層結構、地下水類型和地下水位變化情況，結合地下室埋深、上部荷載等情況，對地下室抗浮有關問題提出建議”。8.6.2規定：“地下水抗浮設防水位的綜合確定宜符合下列規定：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，按勘測期間實測最高穩定水位并結合場地地形地貌、地下水補給、排泄條件等因素綜合確定”。

從以上規范條款規定中可看出建筑物地下水抗浮設防水位確定的原則：一是抗浮設防水位是指基礎埋置深度內起主導作用的地下水含水層在建筑物設計使用年限內（包括施工期）的最高水位。抗浮設防水位是要保證建筑物安全的原則下合理地控制地下建筑物的造價成本。二是要考慮具體建筑物基礎所在地層特性、地區地下水位變化動態，還要考慮多層地下水。這里要強調的是對多層含水層的水位測量，應采取止水措施，使被測含水層與其他含水層分開，以便對設防水位的確定提供準確依據。地下水位需要根據本地區地下水的長期動態觀測資料，針對本建筑場地的水文地質條件，結合本地區的經驗來綜合確定，還需要結合地下結構位置來確定設防水位。各層地下水的補給、徑流、排泄關系和各層地下水相互間的關系，這些均對于抗浮設防水位的確定有著重要的作用。

《廣東省建筑地基基礎設計規范》（DBJ 15-31-2003） 5.1.4之1規定[4]：“地下室設防水位應取建筑物設計使用年限內（包括施工期）可能產生的最高水位”。一般地區地下室設防水位可以取室外地坪標高作為地下水抗浮設防水位。

總之，地下建筑物抗浮設防水位的確定要本著安全、科學、經濟的原則，既要保證建筑物施工質量、使用安全，又要合理地控制建筑物的造價成本。

3．當前確定建筑物地下水抗浮設防水位的一些問題及做法

目前巖土工程勘察報告一般給出勘察期間的地下水位和地下水年變化幅度。而這些地下水位一般都為鉆孔綜合水位。未能對地下水作綜合分析，單以勘察期間鉆孔綜合水位而作為抗浮設防水位顯然是不合理的。而一些項目業主為了控制建筑物的造價成本，對地下建筑物抗浮設防水位不以為然，一昧地要求巖土、結構工程師等相關部門降低抗浮設防水位，這種做法顯然也是很危險的。

目前一般勘察單位會根據自身長期的水位觀測資料并進行綜合分析后，確定提供抗浮設防水位，而設計單位一般以巖土工程勘察報告提供的地下水抗浮設防水位作為抗浮驗算的設計依據。地下建筑物抗浮設防水位要本著安全、科學、經濟的原則，對抗浮設防水位應組織有關部門進行深入全面的調查研究并組織進行專家論證，這樣確定地下建筑物抗浮設防水位是比較合理的。

綜上所述，合理確定地下建筑物抗浮設防水位非常重要，是關系到工程質量、工程安全和工程造價的關鍵問題之一。

4．工程實例

從惠東縣城區地段水文地質研究和多年地下水位動態情況看，受工程建設的影響（主要是西枝江下游的西枝江水利樞紐工程建設、西枝江上游的惠東縣白盆珠水庫蓄水放水），西枝江水利樞紐工程蓄水位設計最高高程為18m，惠東縣城區地段當前水位已經達到近10年較高水位。

以惠東縣城區平山華僑城地段為例，該區一般情況下，上部為厚度較大的粘性土和粉土地層，下部為砂礫卵石含水層，地下水補給來源是大氣降水和西枝江和黃排河河水。

金江景逸花園工程位于惠東縣平山華僑城[5]。本工程為二十九層商住樓四棟及二層地下室（樓高99米），地下室基坑深度為9.40m。

根據場地巖土工程勘察報告，地層巖石主要由人工填土層、第四系沖積層、第四系殘積層、燕山三期花崗巖等組成，土層由以下幾層組成：

素填土層①，平均厚度3.77m，γ=18.5kN/m3，c=8.0kPa，φ=5 o。

粘質粉土②1層，平均厚度9.50m，γ=18.2kN/m3，c=13kPa，φ=8.0 o。

細中砂②2層，平均厚度2.28m，γ=18.8kN/m3，c=0.0kPa，φ=22o。

圓礫②3層，平均厚度2.82m，c=0.0kPa，φ=28o。

礫質粘性土③層，平均厚度3.98m，c=22kPa，φ=20o。

本場地勘察期間鉆孔地下水穩定水位最高標高為17.90m，地下水年變化幅度約為3 m。

本工程地下室基坑深度為9.40m，基坑工程安全等級為二級，其地下室地下水抗浮設計是一項重要內容。建筑設計單位采用的抗浮設防水位為24.05 m（室外地坪最高標高），但本場地自然地表高程是21.60米，而本地段地表3 m以下才能見到地下水。本著安全、科學、經濟的原則，對抗浮設防水位組織了論證，對場地地下水的補給、大氣降水、排泄與徑流等自然因素和水利工程蓄水放水等人為因素，以及場地工程地質條件、建筑條件和地形地貌進行了全面的研究，采用最不利因素組合，最終綜合確定本場地地下室抗浮設防水位為21.25m，從而使設防水位從24.05m降至21.25m，同時也取消了部分抗拔樁等地基基礎處理措施，因此除減少了建造成本外，還縮短了工期。

5．結語

地下建筑物抗浮設防水位的確定是關系到建筑物的施工和使用安全、投資成本的問題，要求巖土、結構工程師在考慮地下建筑物抗浮設防水位時，應根據場地巖土工程地質、水文地質、建筑條件和地形地貌等情況，綜合分析各種對抗浮設防水位的影響因素，按最不利因素組合綜合確定地下建筑物的抗浮設防水位。本文通過對工程實例的分析，淺析了合理確定建筑物地下水抗浮設防水位的重要意義。

參考文獻：

[1]GB 50007-2011，建筑地基基礎設計規范．

[2]GB 50021—2001（2009年版），巖土工程勘察規范．

[3]JGJ 72-2004，高層建筑巖土工程勘察規程．

[4]DBJ 15-31-2003，廣東省建筑地基基礎設計規范．.

[5]HD201108-038，劉清桂，惠東縣金江景逸花園二號小區場地巖土工程勘察報告．