關(guān)于“抗浮水位”的討論

1、二一年十一月一、基本概念二、抗浮設(shè)防水位的應(yīng)用三、抗浮設(shè)防水位的確定四、關(guān)于長(zhǎng)沙地區(qū)抗浮設(shè)防水位 五、結(jié)語(yǔ) 1、幾個(gè)相關(guān)的名詞解釋、幾個(gè)相關(guān)的名詞解釋 根據(jù)與來(lái)源：水文基本術(shù)語(yǔ)和符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T5009598）及巖土工程基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T5027998） 1.1地下水狹義指埋藏于地面以下巖土孔隙、裂隙、溶隙飽和層中的重力水，廣義指地面以下各種形式的水。（存在于地面以下巖石和土孔隙、縫隙的孔洞中的水。） 1.2水位自由水面相對(duì)于某一基面的高程。 1.3包氣帶地面以下潛水面以上與大氣相通的地帶。 1.4上層滯水包氣帶中局部隔水層上所積聚的具有自由水面的重力水。（包氣帶中局部隔水層或弱透水層上

2、積聚的具有自由水面的重力水。） 1.5潛水地表以下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層以上具有自由水面的地下水。（埋藏在地表以下具有自由表面的地下水。） 1.6承壓水充滿于上、下兩個(gè)隔水層之間的含水層，對(duì)頂板產(chǎn)生靜水壓力的地下水。（充滿在上下兩個(gè)隔水層之間的含水層中，水頭高出其上層隔水頂板底面的地下水。） 1.7重力水當(dāng)土水的含量超過土垠顆粒的吸引力和毛管力所能保持范圍，在重力作用下，由上往下運(yùn)移多余的水。 1.8孔隙水存在于巖土孔隙中的重力水。 1.9隔水層結(jié)構(gòu)致密、透水性極弱的導(dǎo)水速率不足以對(duì)井或泉提供明顯水量的巖土層。（滲透率小到可以忽略不計(jì)的巖土層又稱不透水層。） 2、定義、定義 在二十一世紀(jì)之前，或者更

3、早一點(diǎn)的九十年代之前，在工程界，對(duì)于“抗浮”及“抗浮設(shè)防”沒有提到重要的議事日程，也就是沒有普遍提到或者引起足夠的重視，那個(gè)時(shí)候，在工程界注意得多的是地下水的“靜水壓力”、“動(dòng)水壓力”、“動(dòng)態(tài)變化”等等。 1998年12月11日發(fā)布，1999年5月1日起實(shí)施的水文基本術(shù)語(yǔ)和符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T5009598）以及1998年12月11日發(fā)布，1999年6月1日起實(shí)施的巖土工程基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T5027998）均沒有給出“抗浮”、“抗浮水位”或者“抗浮設(shè)防水位”的定義。 隨著城市的高速發(fā)展，特別是上世紀(jì)八十年代后期以來(lái)，城市的高層建筑及超高層建筑的大量興建，地下室及超深地下室，純地下室及地下廣場(chǎng)

4、等，地下水的賦存和滲流形態(tài)對(duì)基礎(chǔ)工程的影響日漸突出。地下水的抗浮設(shè)防水位成為了一個(gè)重要的議題。 2000年以后的相關(guān)的工程建筑領(lǐng)域的規(guī)范都不廻避抗浮這個(gè)課題，均都對(duì)抗浮設(shè)防水位作出了相應(yīng)的規(guī)定。 高層建筑巖土工程勘察規(guī)程（JGJ722004，J3662004）對(duì)抗浮設(shè)防水位給予了明確的定義： 抗浮設(shè)防水位地下室抗浮評(píng)價(jià)計(jì)算所需的，保證抗浮設(shè)防安全和經(jīng)濟(jì)合理的場(chǎng)地地下水位。 關(guān)于抗浮水位與抗浮設(shè)防水位。 抗浮水位是一個(gè)廣義的，是一個(gè)“俗稱”也就是人們一個(gè)習(xí)慣的叫法。 抗浮設(shè)防水位是一個(gè)狹義的，是一個(gè)具有工程價(jià)值的定名也就是直接為工程服務(wù)的。 一般來(lái)說(shuō)，抗浮水位與抗浮設(shè)防水位，對(duì)于工程來(lái)說(shuō)，應(yīng)該就

5、是一回事，也就是說(shuō)是同一個(gè)概念。 嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，抗浮水位只能是歷史的最高水位，而抗浮設(shè)防水位是有條件的，對(duì)工程所用的，一定時(shí)效的最高水位。 1、什么情況需要考慮抗浮、什么情況需要考慮抗浮 對(duì)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(dāng)?shù)叵率业膫?cè)墻已經(jīng)施工完畢，如果場(chǎng)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(shí)如果荷載由于過小的話將是相當(dāng)危險(xiǎn)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(shí)樁基能起作用的，也是沒有問題的。 抗浮問題比較嚴(yán)重的是純地下車庫(kù)或地下廣場(chǎng)式建筑，上面沒有樓房，一般只覆蓋了些土做些綠化，這種情況在工程的

6、使用期間的抗浮驗(yàn)算一般是通不過的，這時(shí)就應(yīng)考慮抗浮設(shè)防需要抗浮樁或抗浮錨桿。 如果使用期間的驗(yàn)算抗浮沒有問題，不需要考慮設(shè)置抗浮樁等的話，但是，一定要注意施工期間的驗(yàn)算，也就是當(dāng)?shù)叵率业膫?cè)墻已經(jīng)做好，頂板和上部荷載尚未完全施加時(shí)，千萬(wàn)不能因?yàn)槭┕ひ巡辉傩枰邓鴮⑵渫Ａ?，如果停了肯定要浮起?lái)。 很多高層建筑的基礎(chǔ)埋深超過10m，甚至超過20m，高層建筑的基礎(chǔ)埋置超深或較深時(shí)，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(shí)，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(yán)重的工程事故，上浮時(shí)地下室可能開裂，而且產(chǎn)生傾斜，最終將報(bào)廢等。 深圳市布吉某高層建筑，二層地

7、下室，底板直接澆筑在微風(fēng)化花崗巖上，地下室建至地面后停工一年多，地下室由于長(zhǎng)期受雨水浸泡，于1998年發(fā)生上浮，整個(gè)底板與基巖被沖填了1050cm厚泥沙，后來(lái)花費(fèi)很大代價(jià)進(jìn)行泥沙清理和基礎(chǔ)加固。 深圳南頭某地下室位于花崗巖殘積土上，天然地基，于1997年夏天臺(tái)風(fēng)暴雨期間發(fā)生上浮，整個(gè)地下室傾斜，高差達(dá)70多厘米。 珠海拱北海關(guān)附近某高層建筑附屬地下停車場(chǎng)，上部結(jié)構(gòu)荷載較小，地下水水位接近地表，在上部結(jié)構(gòu)尚未竣工時(shí)，1999年底板 上抬數(shù)厘米，造成地下室梁板嚴(yán)重開裂。 2、抗浮設(shè)防水位的求取、抗浮設(shè)防水位的求取 巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）（2002年版） 4.1.13 工程需要

8、時(shí)，詳細(xì)勘察應(yīng)論證地基土和地下水在建筑施工和使用期間可能發(fā)生的變化及其對(duì)工程環(huán)境的影響，提出防治方案，防水設(shè)計(jì)水位和抗浮設(shè)計(jì)水位的建議。 巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）（2009年版） 4.1.13 詳細(xì)勘察應(yīng)論證地下水在施工期間對(duì)工程和環(huán)境的影響。對(duì)情況復(fù)雜的重要工程，需論證使用期間水位變化和需提出抗浮設(shè)防水位時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專門研究。 抗浮設(shè)防水位是很重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，但要預(yù)測(cè)建筑物使用期間水位可能發(fā)生的變化和最高水位有時(shí)相當(dāng)困難，不僅與氣候，水文地質(zhì)等自然因素有關(guān)，有時(shí)還涉及地下水開采，上下游水量調(diào)配，跨流域調(diào)水等復(fù)雜因素，故規(guī)定應(yīng)進(jìn)行專門研究。 地下水工程的防水高度，已在地下工程

9、防水技術(shù)規(guī)范（GB50108）中明確規(guī)定，不屬于工程勘察的內(nèi)容。該規(guī)范第3.1.3條規(guī)定，地下工程的防水設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮地表水，地下水，毛細(xì)管水等的作用，以及由于人為因素引起的附近水文地質(zhì)改變的影響。單建式的地下工程應(yīng)采用全封閉、部分封閉防排水設(shè)計(jì)，附建式的全地下或半地下工程的防水設(shè)防高度，應(yīng)高出室外地坪高程500mm以上。 巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001） 7.1.3 對(duì)高層建筑或重大工程，當(dāng)水文地質(zhì)條件對(duì)地基評(píng)價(jià)，基礎(chǔ)抗浮和工程降水有重大影響時(shí)，宜進(jìn)行專門的水文地質(zhì)勘察。 高層建筑巖土工程勘察規(guī)范（JGJ72-2004、J366-2004） 3.0.8 高層建筑經(jīng)勘察后，當(dāng)條件特別

10、復(fù)雜時(shí)宜由有巖土工程咨詢?cè)O(shè)計(jì)資質(zhì)的單位對(duì)高層建筑地基基礎(chǔ)方案選型、主樓與裙房差異沉降的計(jì)算和處理、深基坑支護(hù)方案，降水或截水設(shè)計(jì)，地下室抗浮設(shè)計(jì)以及有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)檢測(cè)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)等巖土工程問題，提供專門的巖土工程咨詢報(bào)告。 地下水抗浮設(shè)防水位或者抗浮設(shè)計(jì)水位，對(duì)有些地區(qū)以及高層建筑等是至關(guān)重要的問題，是需要認(rèn)真解決和對(duì)待的，如果估計(jì)高了，抗浮設(shè)計(jì)需花費(fèi)的代價(jià)會(huì)增加甚至于很高，但一旦估計(jì)低了，將造成工程安全問題并且危險(xiǎn)性也很大。對(duì)坑浮設(shè)防水位的研究是相當(dāng)重要的，并且是一個(gè)正在發(fā)展中的領(lǐng)域及課題。所以，對(duì)于地下水的抗浮設(shè)防水位應(yīng)進(jìn)行專門研究或進(jìn)行專門的巖土工程咨詢。 正確確定抗浮設(shè)防水位成為了一個(gè)涉及

11、面廣，尚處于發(fā)展中，工程建設(shè)中必須解決的十分關(guān)鍵的問題。它不僅僅只與勘察有關(guān)，也不僅僅是只通過詳細(xì)勘察就能完全解決的問題。 地下水的抗浮設(shè)防水位是一個(gè)有如抗震設(shè)防一樣的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，較為復(fù)雜，故對(duì)于重要工程的抗浮設(shè)防水位應(yīng)委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行專門論證后提出。 3、地下室抗浮評(píng)價(jià)、地下室抗浮評(píng)價(jià) 根據(jù)高層建筑巖土工程勘察規(guī)范，地下室抗浮評(píng)價(jià)應(yīng)包括以下基本內(nèi)容： 當(dāng)?shù)叵滤桓哂诘叵率一A(chǔ)底板時(shí)，根據(jù)場(chǎng)地所在地貌單元、地層結(jié)構(gòu)、地下水類型和地下水位變化情況，結(jié)合地下室埋深，上部荷載等情況，對(duì)地下室抗浮有關(guān)問題提出建議； 根據(jù)地下水類型、各層地下水位及其變化幅度和地下水補(bǔ)給，排泄條件等因素，對(duì)抗浮

12、設(shè)防水位進(jìn)行評(píng)價(jià)； 對(duì)可能設(shè)置抗浮錨桿或抗浮樁的工程，提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)。 高層建筑巖土工程勘察規(guī)程（JGJ72-2004、J366-2004） 8.6.2 場(chǎng)地地下水抗浮設(shè)防水位的綜合確定宜符合下列規(guī)定： 1、當(dāng)有長(zhǎng)期水位觀測(cè)資料時(shí)，場(chǎng)地抗浮設(shè)防水位可采用實(shí)測(cè)最高水位；無(wú)長(zhǎng)期水位觀測(cè)資料或資料缺乏時(shí)，按勘察期間實(shí)測(cè)最高穩(wěn)定水位并結(jié)合場(chǎng)地地形地貌，地下水補(bǔ)給、排泄條件等因素綜合確定； 2、場(chǎng)地有承壓水且與潛水有水力聯(lián)系時(shí)，應(yīng)實(shí)測(cè)承壓水水位并考慮其對(duì)抗浮設(shè)防水位的影響； 3、只考慮施工期間的抗浮設(shè)防時(shí)，抗浮設(shè)防水位可按一個(gè)水文年的最高水位確定。 從“高規(guī)”的8.6.2條不難看出：抗浮設(shè)防水位

13、綜合確定的三個(gè)方面，都涉及到一個(gè)名詞最高水位，所以說(shuō)抗浮水位本身就是場(chǎng)地的最高水位，只是這個(gè)最高水位根據(jù)工程需要的不同以及我們擁有的資料（有否長(zhǎng)期觀測(cè)資料）不同而已，我們確定的一定應(yīng)是“最高水最高水位位”。 僅按勘察期間的實(shí)測(cè)水位來(lái)確定抗浮設(shè)防水位，是不夠確切的，應(yīng)結(jié)合場(chǎng)地地形、地貌、地下水補(bǔ)給、排泄條件和含水層頂板標(biāo)高等因素綜合確定。 我國(guó)南方濱海和濱江地區(qū)，經(jīng)常發(fā)生街道水浸現(xiàn)象，抗浮設(shè)防水位可取室外地坪標(biāo)高。若承壓水和潛水有水力聯(lián)系時(shí)，應(yīng)分別實(shí)測(cè)其穩(wěn)定水位，取其中的高水位作為抗浮設(shè)防水位。 8.6.4 對(duì)位于斜坡地段的地下室或其他可能產(chǎn)生明顯水頭差的場(chǎng)地上的地下室進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮地下

14、水滲流在地下室底產(chǎn)生的非均布荷載對(duì)地下室結(jié)構(gòu)的影響；對(duì)地下室施工期間各種最不利荷載組合情況下，應(yīng)考慮地下室的臨時(shí)抗浮措施。 地下室若處于斜坡地段或施工降水等原因產(chǎn)生穩(wěn)定滲流時(shí)，滲透壓力在地下室底板將產(chǎn)生非均布荷載，勘察報(bào)告宜提請(qǐng)抗浮設(shè)計(jì)人員注意這種非均布荷載對(duì)地下室結(jié)構(gòu)的影響。 直接位于高層建筑主體結(jié)構(gòu)下的地下室，主要是施工期間的臨時(shí)抗浮穩(wěn)定問題，一般可通過工程樁或基坑臨時(shí)強(qiáng)排水等措施來(lái)解決，而對(duì)于附屬的裙房或主樓以外獨(dú)立結(jié)構(gòu)的地下室，則屬于永久抗浮問題。 1、長(zhǎng)沙地區(qū)地質(zhì)特征：、長(zhǎng)沙地區(qū)地質(zhì)特征： 地形：從整體來(lái)看，長(zhǎng)沙市地形恰似一盆地。呈現(xiàn)為西南高東北低。湘江以東地勢(shì)平坦，略向江面傾斜，往

15、南地勢(shì)增高，且起伏增大，往東地勢(shì)低洼，地形平坦。湘江以西地形起伏較大，從岳麓山到江邊，呈一狹長(zhǎng)的平坦地帶。 地貌：長(zhǎng)沙大地貌（區(qū)域地貌）單元屬湘中丘陵區(qū)。長(zhǎng)沙市除部分（如岳麓山）為低山丘陵外，大部為河流沖積階地，分為河漫灘及一級(jí)五級(jí)階地。 地層：區(qū)內(nèi)地層發(fā)育，除震旦紀(jì)，第三紀(jì)地層部分缺失及志留紀(jì)地層全部缺失外，從中元古代冷家溪群至新生代第四紀(jì)地層均有出露；其中以震旦系板巖，白堊系及第三系砂礫巖，泥質(zhì)粉砂巖及第四系粘性土、砂、圓礫、卵石等分布最廣；新生代第四紀(jì)地層具有明顯的二元結(jié)構(gòu)。 水文地質(zhì)條件： 屬亞熱帶溫濕氣候帶； 降雨比較豐沛，年降雨量達(dá)15001600mm； 有湘江、瀏陽(yáng)河、撈刀河等地

16、表河流分布，地表水體與其附近的地下含水層有著密切的水力聯(lián)系； 地下水比較豐富，含水類型多樣，有上層滯水、潛水、基巖裂隙水；大氣降水與地表水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源 。 2、抗浮設(shè)防水位評(píng)價(jià)現(xiàn)狀、抗浮設(shè)防水位評(píng)價(jià)現(xiàn)狀 在勘察報(bào)告中提出場(chǎng)地抗浮水位，需要進(jìn)行長(zhǎng)期的地下水位觀測(cè)，積累地下水位隨時(shí)間變化的規(guī)律與具體數(shù)據(jù)，并綜合分析影響地下水位變化的因素，才能夠比較可靠地進(jìn)行預(yù)測(cè)并提出。 第一、地下水的賦存狀態(tài)是隨時(shí)間變化的，不僅有年變化規(guī)律，也有長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)規(guī)律；第二、一般情況下詳細(xì)勘察階段時(shí)間緊迫而且相當(dāng)有限，只能了解勘察期間的地下水狀態(tài)。 就長(zhǎng)沙地區(qū)的現(xiàn)狀來(lái)看，基本上沒有地下水的長(zhǎng)期觀測(cè)資料，也基本上沒有工程進(jìn)行專門的水文地質(zhì)勘察，除地鐵工程外，基本上沒有工程設(shè)置水文地質(zhì)長(zhǎng)期觀測(cè)孔。 長(zhǎng)沙市的勘察單位基本上都是在憑借各自的經(jīng)驗(yàn)。 幾個(gè)誤區(qū) 水位的確定及地下水的類型； 勘察期間水位與抗浮水位的關(guān)系； 經(jīng)驗(yàn)與需要的處理：業(yè)主需要，設(shè)計(jì)要求； 斜坡地段的水位判定； 大面積填方對(duì)