勘察過(guò)程中抗浮水位的綜合分析探討

李先恒 許江坤

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550081）

在現(xiàn)狀地下建筑的開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中，場(chǎng)區(qū)地下水對(duì)構(gòu)筑物的影響是地下建筑工程無(wú)法避免特殊問(wèn)題，在進(jìn)行地下室抗浮設(shè)計(jì)時(shí)，抗浮水位的確定是勘察過(guò)程中的重難點(diǎn)。加之近來(lái)，因?yàn)榭垢?wèn)題導(dǎo)致多起地庫(kù)破壞事故的審判結(jié)果陸續(xù)宣判，勘察資料提供的抗浮水位是否準(zhǔn)確，影響著勘察單位在事故中承擔(dān)責(zé)任的大小，前事不忘后事之師，勘察人均需引以為戒，對(duì)抗浮水位的確定應(yīng)慎重考慮。

抗浮水位，即是指抗浮設(shè)計(jì)時(shí)控制浮力的水位，在現(xiàn)有規(guī)范里屬于勘察單位必須提供的參數(shù)之一。通常，在場(chǎng)地地下水類型均一、未臨近江河湖海等大型水體、未處于斜坡地帶等可能造成明顯水頭差的情況下（情況復(fù)雜時(shí)應(yīng)另行進(jìn)行專項(xiàng)地下水勘察），關(guān)于不同條件下抗浮水位的確定主要有以下四種：（1）在有場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)期的觀測(cè)資料的情況下，抗浮水位應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地長(zhǎng)期的地下水觀測(cè)資料采用實(shí)測(cè)最高水位（峰值水位）；（2）在無(wú)場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)期水位觀測(cè)資料或資料缺乏時(shí)，應(yīng)收集臨近建筑抗浮設(shè)防情況，抗浮水位則按勘察期間實(shí)測(cè)最高水位并在結(jié)合地形地貌、地下水補(bǔ)徑排條件下還應(yīng)充分考慮場(chǎng)地所在的地層結(jié)構(gòu)，地下水類型，各層地下水水位及變化幅度等因素共同確定；（3）低洼場(chǎng)區(qū)的建筑地下室底板置于不透水層之上時(shí)，抗浮水位應(yīng)取場(chǎng)地的有效排水標(biāo)高；（4）若只考慮場(chǎng)地在施工期間的抗浮水位時(shí)，抗浮水位可按一個(gè)水文年度的最高水位確定。也可以按勘察時(shí)實(shí)測(cè)的場(chǎng)地最高水位并根據(jù)季節(jié)變化導(dǎo)致地下水位可能身高的因素以及結(jié)構(gòu)自重和上覆土尚未施加時(shí)對(duì)地下結(jié)構(gòu)的不利影響等因素來(lái)綜合確定。綜上，在確定場(chǎng)區(qū)地下水最高水位時(shí)，在一般地下水沒(méi)有受到人為干擾但沒(méi)有長(zhǎng)期觀測(cè)資料的地區(qū)，只需要精心作好調(diào)查，并觀測(cè)好（必要時(shí)包括長(zhǎng)期觀測(cè)）各層地下水的水位，比較正確地確定各層最高水位是不難作到的。但實(shí)際在勘察過(guò)程中，受限于時(shí)間和季節(jié)等因素，勘察期間的當(dāng)前水位甚至不是該位置的常年最高水位，相對(duì)而言，要獲取對(duì)應(yīng)的抗浮水位，不能依據(jù)鉆孔水位簡(jiǎn)單地進(jìn)行數(shù)字加減，需要對(duì)各種獲取的資料進(jìn)行分析綜合。

本文以某項(xiàng)目二期A-04 地塊1-6 號(hào)樓場(chǎng)區(qū)為研究對(duì)象，對(duì)其工程特性進(jìn)行了分析，結(jié)合其他復(fù)雜巖溶場(chǎng)區(qū)抗浮水位確定的經(jīng)驗(yàn)，在按照常規(guī)勘察步驟在充分收集資料及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的情況下，綜合場(chǎng)區(qū)所處地區(qū)水文地質(zhì)條件及歷史水文數(shù)據(jù)、進(jìn)行詳細(xì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查時(shí)獲取的地表水位、場(chǎng)區(qū)周邊臨近工程揭露的地下水位、基坑局部開(kāi)挖時(shí)揭露的地表水位、最終根據(jù)鉆孔量測(cè)水位并結(jié)合抽水試驗(yàn)根據(jù)規(guī)范要求得到場(chǎng)區(qū)的抗浮水位。同時(shí)為保證項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性，可結(jié)合周邊排水設(shè)施，在保證安全的前提下對(duì)抗浮水位進(jìn)行降低，并在施工過(guò)程中按照規(guī)范要求，在基坑開(kāi)挖后，由勘察、設(shè)計(jì)、施工單位共同現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核驗(yàn)證，以確?？垢≡O(shè)計(jì)水位的準(zhǔn)確性。通過(guò)該項(xiàng)目抗浮水位的綜合選取過(guò)程，進(jìn)而總結(jié)出勘察過(guò)程中抗浮水位的綜合分析方法，為其他項(xiàng)目的抗浮水位確定及使用提供參考及借鑒。

1 工程概況

擬建工程為某項(xiàng)目二期A-04 地塊1-6 號(hào)樓，均為-2+34 層建筑物，項(xiàng)目規(guī)劃總用地面積約4 萬(wàn)余m2，擬建場(chǎng)地±00 標(biāo)高為1217.74m，地下室底標(biāo)高為1210.38m。

勘察期間，根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪，勘察場(chǎng)地內(nèi)下伏基巖為三疊系下統(tǒng)大冶組（T1d）灰?guī)r為可溶巖，鉆探時(shí)鉆孔揭露場(chǎng)區(qū)存在地下水位，且地下水位明顯高于地下室底標(biāo)高，同時(shí)，可溶巖場(chǎng)區(qū)存在著地下水位不均勻及巖溶影響等因素，因此，如何合理地確定場(chǎng)區(qū)的地下水位乃至于抗浮水位，不受局部巖溶及不均勻地下水位的影響，是本次勘察任務(wù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2 場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)條件及地下水位

2.1 地形地貌及水文地質(zhì)條件

項(xiàng)目之初首先對(duì)工程周邊資料進(jìn)行收集，明確場(chǎng)區(qū)地處貴州高原中部之黔中丘原盆地，為巖溶洼地地貌，整體地勢(shì)較為平坦，場(chǎng)區(qū)上覆第四系雜填土和紅粘土，下伏基巖為三疊系大冶組(T1d)灰色，薄～中厚層灰?guī)r。

場(chǎng)區(qū)地處烏江右岸一級(jí)支流貓?zhí)优c南明河分水嶺以西的高原臺(tái)地之上，位于百花湖水庫(kù)以東約3km，屬貓?zhí)恿饔?。?xiàng)目區(qū)地表水發(fā)育，根據(jù)調(diào)訪，場(chǎng)區(qū)原始地表主要為耕地，場(chǎng)區(qū)中部地表水田內(nèi)分布0.2～0.5m 深度的積水，東部發(fā)育一條南北向的小溪，流量5～10L/s，溪水由南至北流動(dòng)至金朱西路后沿人工溝渠排泄至百花湖。擬建項(xiàng)目區(qū)西側(cè)150m 處（分布有3 處水塘，據(jù)調(diào)查了解3 處水塘均受大氣降雨和地下水共同補(bǔ)給，常年有積水。場(chǎng)區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候。2014 年7 月16 日降雨量為貴陽(yáng)市有觀測(cè)記錄以來(lái)最大值，日降雨量為201.7mm。擬建工程場(chǎng)區(qū)與鄰近工程水文地質(zhì)圖詳見(jiàn)圖1 所示。

圖1 場(chǎng)區(qū)水文地質(zhì)圖

2.2 場(chǎng)地周邊地下水位

擬建場(chǎng)地位于竇官一期、金陽(yáng)車輛段及下麥西站之間，同時(shí)位于竇官村南側(cè)，因此，首先根據(jù)水文地質(zhì)圖明確場(chǎng)區(qū)周邊出露地下水，且得到水位范圍介于1190m～1220m 之間（詳見(jiàn)圖2、圖3）；同時(shí)，地質(zhì)調(diào)查時(shí)場(chǎng)區(qū)已存在局部開(kāi)挖的基坑，地質(zhì)調(diào)繪時(shí)測(cè)量得到已開(kāi)挖基坑匯水水位資料，得到場(chǎng)區(qū)1 號(hào)樓開(kāi)挖基坑積水面標(biāo)高為1212.88m，4#樓開(kāi)挖基坑積水為1212.82m（見(jiàn)圖4）。同時(shí)，收集到竇官一期、金陽(yáng)車輛段等資料詳見(jiàn)表1 項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)周邊工程地下水位統(tǒng)計(jì)表。據(jù)此得知1-6#樓基底設(shè)計(jì)標(biāo)高1208.74～1211.00m，鉆孔量測(cè)地下水水位位于基底以上，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖出基坑積水，水位穩(wěn)定標(biāo)高為1212.88m 及1212.82m。同時(shí)鄰近的下麥西站地下室負(fù)二層由于樁基鉆芯檢測(cè)后無(wú)法封堵而長(zhǎng)期積水。

表1 項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)周邊工程地下水位統(tǒng)計(jì)表

圖2 項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)與周邊工程位置圖

圖3 項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)與周邊工程地下水位分布圖

圖4 項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)局部開(kāi)挖基坑水面

2.3 鉆孔靜止水位

勘察期間，鉆孔揭示地下水位，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件選擇典型鉆孔ZK3-25 鉆孔完成24h 測(cè)得靜止水位為1214.24m，考慮到場(chǎng)區(qū)為巖溶區(qū)域，同時(shí)可能受鉆探時(shí)殘留水等影響，為得到場(chǎng)區(qū)準(zhǔn)確的水文地質(zhì)參數(shù)，對(duì)鉆孔ZK3-25 進(jìn)行抽水試驗(yàn)，抽水試驗(yàn)前測(cè)得水位為1214.04m，試驗(yàn)結(jié)束兩天后鉆孔穩(wěn)定水位為1212.74m，綜合考慮該孔的靜止水位為1212.74m。比未進(jìn)行抽水試驗(yàn)得到的靜止水位偏低，故此判定，該場(chǎng)區(qū)常規(guī)測(cè)得的靜止水位可能受鉆探時(shí)殘留水及巖溶區(qū)域的影響略微偏高。

3 抗浮水位的綜合確定

綜合上述資料分析，該場(chǎng)區(qū)及周邊存在明顯的地下水位而非是局部的巖溶水，同時(shí)，場(chǎng)區(qū)地下水位應(yīng)介于臨近金陽(yáng)車輛段的1213m 與下麥西站的1222m 之間。

因此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，場(chǎng)區(qū)地下水位從6 號(hào)樓處最高，測(cè)得6 號(hào)樓鉆孔靜止水位標(biāo)高為1211.29～1215.90m，以及結(jié)合邊坡勘察時(shí)在原始地面鉆探，在地下室未開(kāi)挖之前鉆探地下室鉆孔同步進(jìn)行抽水試驗(yàn)，因此綜合考慮靜止水位標(biāo)高為1211.29～1215.90m。 根據(jù)《貴州省建筑巖土工程技術(shù)規(guī)范》DBJ52/T046-2018 附錄D，場(chǎng)地水位變幅按1.0m～2.0m 考慮，地下室未開(kāi)挖之前及邊坡勘察時(shí)綜合測(cè)量水位時(shí)為平水期，故本次6 號(hào)樓地下水位變幅按2m 考慮，相應(yīng)水位標(biāo)高在1213.29～1217.90m，整體綜合考慮6 號(hào)樓抗浮設(shè)防水位為1217.90m。符合前期收集資料得到的場(chǎng)區(qū)水位范圍介于1190m～1220m 之間，具有一致性。根據(jù)收集的資料《貴陽(yáng)市軌道交通1 號(hào)線金陽(yáng)車輛段涉及金朱西路市政排水管網(wǎng)改造工程》，1 號(hào)樓西南側(cè)90m 處設(shè)有金陽(yáng)車輛段排水涵洞，該排水涵洞具有相應(yīng)的排水能力，該排水涵洞得到金陽(yáng)車輛段許可，其功能為金陽(yáng)車輛段內(nèi)匯水引排至金朱西路市政排水溝內(nèi)，該涵洞底標(biāo)高為1212.20m，洞頂標(biāo)高為1216.50m，建議項(xiàng)目區(qū)周邊及地下室設(shè)置盲溝等相應(yīng)排水措施將汛期地下水部分引排至該排水涵洞，將該排水涵洞作為項(xiàng)目區(qū)汛期地下水排泄通道。在采取汛期有效排水措施條件下，抗浮水位可適當(dāng)降低至1216.50m。根據(jù)《貴州建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DBJ52/T045-2018）3.1.4 節(jié)，抗浮設(shè)計(jì)水位應(yīng)在基坑開(kāi)挖后，由參建各方共同現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核驗(yàn)證。

4 結(jié)論

本文通過(guò)某項(xiàng)目工程實(shí)例，介紹其工程特性，通過(guò)對(duì)其地區(qū)水文地質(zhì)條件、歷史水文數(shù)據(jù)、地質(zhì)調(diào)查時(shí)地表水位、臨近工程地下水位及局部基坑開(kāi)挖地表水位進(jìn)行綜合分析，明確場(chǎng)區(qū)存在穩(wěn)定地下水位，之后結(jié)合抽水試驗(yàn)及鉆孔量測(cè)水位互相印證。得出主要結(jié)論有：

4.1 鉆孔水位受鉆探時(shí)殘留水及場(chǎng)區(qū)特殊性（如巖溶）等影響，鉆探結(jié)束后24h 測(cè)得的靜止水位可能與標(biāo)準(zhǔn)值存在偏差。

4.2 抗浮水位的確定應(yīng)注重前期資料收集與后期現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)工作的結(jié)合，避免短暫勘察期間數(shù)據(jù)的偶然性，保證參數(shù)的準(zhǔn)確可靠。

4.3 為保證項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性根據(jù)規(guī)范要求和周邊排水設(shè)施，可在保證安全的前提下對(duì)抗浮水位進(jìn)行降低，避免抗浮水位過(guò)高造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。同時(shí)，勘察時(shí)應(yīng)提出抗浮設(shè)計(jì)水位應(yīng)在基坑開(kāi)挖后，由參建各方共同現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核驗(yàn)證。