徐淑春 薛美麗

摘 要：城市建設的快速發(fā)展帶動了地下空間的快速發(fā)展，就不可避免要面對地下結構的抗浮問題，本文從地下水賦存狀態(tài)與滲流特性，歸納總結了抗浮設防水位的合理選取。

關鍵詞：地下結構物；抗浮設防水位；水文地質

隨著我國城市建設的迅速發(fā)展，地下空間開發(fā)利用的發(fā)展也非常迅速，目前常見的有地下停車場、地下人防工程及商場、地下軌道交通等。這些地下結構物設計首先要解決的就是抗浮問題，其很大的技術難點就是抗浮設防水位的確定?？垢≡O防水位取值過高，勢必要采取很多技術措施來滿足結構物修建和使用期間抗浮穩(wěn)定性及結構安全性，從而增加混凝土及鋼筋的用量，造成浪費?？垢≡O防水位取值過低，很難抵抗各種工況下地下水位上升帶來的危害，以致造成地下結構物滲水、開裂，甚至抗浮失效而失衡，近年來此類工程安全事故屢有發(fā)生。

1 抗浮設防水位工程應用的現狀

現行的有些規(guī)范對抗浮設防水位有所體現，但不太明確。如《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021—2001）7.3.2—1：“對基礎、地下結構物和擋土墻，應考慮在最不利組合情況下，地下水對結構物的上浮作用；對節(jié)理不發(fā)育的巖石和黏土且有地方經驗或實測數據時，可根據經驗確定；有滲流時，地下水的水頭和作用宜通過滲流計算進行分析評價”；再如《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ72—2004）8.6.2—1：“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；無長期水位觀測資料或資料缺乏時，按勘察期間實測最高穩(wěn)定水位并結合場地地形地貌、地下水補給、排泄條件等因素綜合確定”。以上可見，規(guī)范對地下結構物抗浮的問題均有所提及，但都是框架性的技術指導意見，還有很多關鍵的細節(jié)問題沒有說明，真正實現起來還有很大的差距；以至于工程應用中的《巖土工程勘察報告》一般也只是提及最高水位及常年平均水位，造成的結果就是對水文地質不熟悉的工程技術人員出于安全考慮保守地以最高水位作為抗浮設防水位，這種簡單的處理方法顯然是不合理的，很不經濟，因此很有必要對這個問題認真分析和總結一下。

2 抗浮設防水位的定義

《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》2.1.6給出了抗浮設防水位的定義：地下室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。抗浮設防水位是保證結構物使用期間整體穩(wěn)定性的必要條件；另外，抗浮設防水位是整個工程場地水位，不能以某個結構物單獨來考慮其變動規(guī)律，其不但與地下水天然變幅、地層賦存條件以及氣候變化、降水多少等自然因素有關，而且還和地下水開采、儲存等人為因素有關。因此，抗浮設防水位的確定應根據整個場地的水文地質條件，工程場地的排泄情況等方面綜合確定。

3 了解工程場地所處區(qū)域的水文地質條件

確定抗浮設防水位前應先了解工程所在地的水文地質條件。首先，搞清楚地下水的賦存狀態(tài)。地下水依據賦存狀態(tài)劃分為上層滯水、潛水和承壓水。上層滯水是指包氣帶內局部隔水層之上積聚的具有自由水面的重力水。其由雨水、融雪水等滲入時被局部隔水層阻滯而形成，消耗于蒸發(fā)及沿隔水層邊緣下滲。其性質基本與潛水相同，主要依靠大氣降水補給。承壓水是指充滿于兩上穩(wěn)定隔水層之間的地下水，承受一定的靜水壓力，它的埋藏區(qū)與地表補給區(qū)不一致，因此，承壓水的動態(tài)變化受局部氣候因素影響不明顯。

其次，必須了解當前場地含水層的分布、補給、徑流、排泄關系。通過地質勘察，察明場地地下水類型和分布，了解工程場地附近地面水體與其地下水的側向補給情況，掌握近幾年內地下水位的年變化幅度。地下水位的變化主要受到大氣降水與人類活動的影響，大氣降水對年變化幅度有較大影響，但對多年的水位變化幅度較?。蝗羧祟惢顒觿×?，會改變各層地下水的賦存和滲流狀態(tài)，此時對已建工程和擬建工程造成的影響很大。

最后，要了解結構物基底所在含水層是否有弱水層存在。若有弱透水層存在，其會改變地下水的補排關系，形成了各自的賦存和滲流特征。在水力梯度驅動下，不同含水層間會發(fā)生越流滲透。由于弱透水層滲透性小，地下水垂直進人該層后水力坡度增大，水頭衰減加快。經過長期對工程現場觀察與測試，驗證了水頭在通過弱透水層越流補給過程中會發(fā)生較大的“水頭損失”。

4 確定抗浮設防水位

有了工程地質水文知識及了解工程所在地的地質情況后，就可以進行抗浮設防水位確定的工作了。首先對結構物基底埋深與地下土層的相對關系進行分析，確定了地下結構物基底所含水層后，結合該水層補給、排泄條件和年度變化情況對其后期的最高水位進行預測分析。目前隨著很多地下工程建設的需要，有些地方開發(fā)了地下水位預測預報系統(tǒng)，本系統(tǒng)是在系統(tǒng)研究了當地總體規(guī)劃區(qū)內的淺層地下水賦存與滲流特性、水位變化的歷史過程和影響因素的基礎上開發(fā)的，已經很好地服務于當地地下工程建設。目前，應用比較方便的經驗公式是：地下水最高水位=勘察期間該層地下水最高水位+該層地下水在相當于勘察時期的年變幅+可能的意外補給（意外補給指非本區(qū)大氣降水的補給，如水庫放水或引水工程等）造成的該層水位上升值。其中，該層地下水位在相當于勘察時期的年變幅即為：在枯水期勘察加整個年變幅，在豐水期勘察根據工程當地情況及工程經驗決定加的幅度。

5 結語

確定抗浮設防水位是一個系統(tǒng)的工程，不但需要具備一定的工程地質知識，還要熟悉工程區(qū)域的水文地質情況及豐富的地下工程經驗，然后以區(qū)域水文地質條件、現場勘察資料、地下水賦存狀態(tài)及補給條件為基礎，合理判斷工程場地可能的最高水位，以此作為抗浮設防水位。

參考文獻

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