山坳缓坡地段抗浮设防水位的研究及确定

冯瑞宏 朱 艳

(四川省川建勘察设计院有限公司，四川 成都 610094)

1 概述

近年来地下空间被越来越多的开发利用，地下建筑结构的抗浮问题已引起各行业的高度重视，不少地下室建筑结构因抗浮不足而带来严重的工程事故。因此，项目在勘察阶段如何根据地形地貌、水文地质条件等相关材料提出合理又规范的抗浮水位就尤为重要了。

抗浮水位是一个复杂的问题，场地土层差异性，场地地下水复杂多变性，给地下室抗浮水位的确定带来了较大困难，但抗浮设防水位又是抗浮设计的一个重要参数，抗浮设防水位的取值是否合理，将直接影响建筑抗浮的安全性及造价合理性。究竟如何做到既安全又合理的确定，勘察人员应遵照GB 50021—2001岩土工程勘察规范(2009年版)[1]、JGJ/T 72—2017高层建筑岩土工程勘察标准[2]及JGJ 476—2019建筑工程抗浮技术标准[3]等相关规定进行勘察和分析，因此提出合理的抗浮设防水位也成为了岩土工程勘察工作的重点和难点。本文结合工程勘察实例，阐述了中低山地貌区山坳缓坡地段在勘察阶段抗浮设防水位确定的方法。

2 抗浮设防水位的定义及确定

不同规范给出的定义也略有不同，最新的JGJ 476—2019建筑工程抗浮技术标准[3]2.1.12条规定抗浮设防水位为：建筑工程在施工期和使用期内满足抗浮设防标准时可能遭遇的地下水最高水位，或建筑工程在施工期和使用期内满足抗浮设防标准最不利工况组合时地下结构底板底面上可能受到的最大浮力按静态折算的地下水水位。

除参照相关规定确定外，对于下列一些特殊情况还应通过必要的分析和论证才能确定最终的抗浮水位[3]：

1)对地下水赋存条件复杂、变化幅度大、区域性补给和排泄条件可能有较大改变或工程需要时，应进行专门论证；

2)对于斜坡地段的地下室或可能产生明显水头差的场地上的地下室进行抗浮设计时，应考虑地下水渗流在地下室底板产生的非均布荷载对地下室结构的影响；

3)当地下结构邻近江河湖海，且与本场地地下水有水力联系时，应确保设计使用年限内可能出现的最不利情况；

4)对于南方地下水位较高、地基处于饱和状态的地区，尤其应注意因地面标高发生变化导致产生地表水聚集效应，从而引起地下室抗浮变化，应进行充分论证后选取合理的抗浮水位。

3 实例分析

3.1 地形地貌

某项目总规划用地133 909 m2，主要包括14栋低层住宅建筑、38栋高层住宅建筑，大部分设1层～2层地下室。该场地位于普洱市区城郊，昆磨高速东侧，旅游环线西侧，莲花路从场地西侧经过。拟建场地整体具有北高南低趋势，勘探点孔口高程1 299.09 m～1 347.14 m，最大高差约48 m。勘察场地区域上属侵蚀中低山地貌区山前缓坡地段。场地东侧有近EW走向和近NS走向的两条冲沟，属季节性冲沟，前者冲沟两侧地形相对较陡，后者冲沟两侧地形相对较缓。拟建场地整体地势高差较大，大体分为三台，第一台顶标高1 303 m～1 306 m，第二台顶标高1 312 m～1 316 m，第三台顶标高1 327 m～1 335 m，台与台之间高程几米至十几米不等，如图1所示。

3.2 场地水文地质条件

3.2.1 水文地质条件

勘察区属红河、澜沧江、怒江三大水系。思茅区位于澜沧江中下游，澜沧江流经区境64 km，区内河流共135条，群山之间河流纵横交错，水质纯而丰富。年平均降雨量1 700 mm～2 200 mm，降雨量充沛，土地肥沃，水土资源丰富。

场地西侧莲花路附近为思茅河，距离场地直线距离约130 m，思茅河由场地西侧自北向南流经思茅城区，为思茅城区主要地表河流，河面宽度约20 m，现状水流量不大，场地西南侧思茅河水位高程约1 300 m，与场地西南侧最低点高程相近，场地地表水汇集后总体自东向西汇入思茅河。场地北侧为纳贺水库，与场地直线距离约500 m，水库内常年有蓄水，主要用于周边农田及林地灌溉。

3.2.2 地下水特征[1]

根据本次勘察及对既有资料的分析整理，场地地下水有上层滞水和基岩裂隙水，其中上层滞水主要赋存于上部人工填土和黏性土中，大气降雨为其主要补给源，以潜水的形式向场地低洼地带径流排泄，部分以地面蒸发为主，少部分下渗补给地下水。该层地下水位无一定规律，水量随季节变化明显，水量较小，该层地下水对基础施工影响不大，可明排处理；基岩裂隙水主要赋存于强风化岩层、中等风化泥岩和中等泥质砂岩的裂隙中，透水性一般，通过调查场地内的自流泉，并结合本次勘察过程中出现的钻孔涌水现象(位于钻孔ZK252附近，预测涌水量可达1 L/s，后水量逐渐减小)，可知场地内基岩裂隙水较发育，其补给源为地下水及大气降水，沿基岩裂隙水平及垂直向径流排泄，水文地质条件主要受岩体破碎程度、岩体内节理裂隙发育程度控制，水位在雨季和旱季变化较大，年变化幅度为2.0 m～3.0 m，该层地下水对基础施工有一定影响，可明排处理。

3.3 地层岩性

表1 地基土物理力学指标

3.4 抗浮设计方法选择

本工程大部分设2层地下室，局部设1层地下室，基础埋深3.0 m～14.0 m。根据本工程拟建物性质及场地内水文地质条件等，设计应做好本工程基础的防水设计。设计时应考虑地表水与地下水、毛细管水等的共同作用以及由于人为因素引起的附近水文地质改变的影响。本工程应采用全封闭防排水设计，设防高度应高出室外地坪高程0.5 m以上。

对于A1号～A10号楼区域，建筑室外地坪标高由北东往南西逐渐降低，高差范围为1 304.15 m～1 314.00 m，由于位于山坳地带，雨水地表径流、冲沟泄水将汇聚于基坑范围区，且由于场地整体地势高差较大(见图2)，若在地下室外墙及基底未设置排水盲沟，地下水有可能由高向低产生渗流，对基底标高较低的高层建筑地下结构带来不利的影响。因此，本项目建议在地下室周边设置树网状排水盲沟，以确保场地内拟建建筑靠山坡一侧的地下汇聚水能及时顺盲沟排出。

其次，根据《高层建筑岩土工程勘察标准》《建筑工程抗浮技术标准》规定，此地段的地下室可能会产生明显水头差且有较好的水力联系，须进行抗浮水位的专项论证，因此在本项目专项论证会上，针对此区域最终选择了分区抗浮的方法，不同分区采用不同的抗浮设防水位。考虑本项目的实际特点，加之各分区交界处会出现抗浮设计水位取值的突变，所以A1号～A10号楼共细分了七个区域，并给出了相应的抗浮水位建议值(详见表2)。考虑到分区域抗浮设计时，不能准确的判断地下水渗流产生的非均布荷载对地下室底板的影响，因此抗浮设计水位取值时保留了一定的安全储备。

表2 有地下室区抗浮水位分区建议值

综合以上，本工程抗浮设计建议采用设置树网状排水盲沟+分区域抗浮设计的方法，抗浮水位按建议取值。

4 结语

本文分析了抗浮水位的定义及确定方法，同时结合工程案例，针对斜坡地段且赋存条件复杂工程，分析了抗浮设计是如何选择的。主要结论如下：

1)斜坡地段地下室存在较大水头差且有较好的水力联系时，可选择树网状排水盲沟的疏水设计法和分区域抗浮设计来解决。

2)由于山坳坡地区域地下水渗流问题十分复杂，分区域抗浮设计时，抗浮设计水位的取值十分关键，建议通过充分的论证后确定。

3)分区域抗浮设计时，由于不能准确的判断地下水渗流产生的非均布荷载对地下室底板的影响，因此抗浮设计水位取值时尽量保留一定安全储备。