蘇州地區抗浮水位確定分析

張建華

江蘇蘇州地質工程勘察院，江蘇 蘇州 215129

隨著城市的發展，地下空間的開發力度愈發加大，地下室由原先的地下一層，發展到地下二層、地下三層，甚至地下四層，除了縱向深度變深，橫向的廣度也變廣了。由此，水文地質條件愈發顯得重要，但因對抗浮設防水位重視不夠，地下室上浮、底板開裂滲水的工程事故多次發生。因此，合理選取抗浮水位具有重要意義。

1 氣象和水文

（1）氣象。蘇州地區屬北亞熱帶海洋性季風氣候區，氣候溫和濕潤，四季分明，日照充足，雨量充沛，無霜期年平均達233d。多年平均氣溫為15.7℃，極端最高氣溫為40.1℃，極端最低氣溫為-12.7℃；1月最冷，平均氣溫為2.8℃；7月最熱，平均氣溫為27.9℃。春夏之交多梅雨，夏末秋初有臺風，年平均降水量為1099.6mm，有80%的年份年降水量在900mm以上，年際內降水量極不均勻，以4—9月份降水較為集中，占全年降水量的71%。多年平均蒸發量為1065.8mm，以7—8月份蒸發量最大，1月份蒸發量最小。

（2）水文。蘇州市地處長江流域太湖水系區，區內地表水系極其發育，主要由太湖、陽澄湖湖群及大小規模不等的河港溝塘組成。據近年來搜集的資料，蘇州歷史最高洪水位為2.49m，最低河水位為0.01m，常年平均水位為1.00m。楓橋站最高水位為2.62m，蘇州站（覓渡橋）水位為2.43m。蘇州市歷史最高潛水位為2.63m，最低水位為-0.21m，近3～5年最高潛水位為2.50m，潛水位年變幅一般為1～2m。蘇州市歷史最高微承壓水位為1.74m，最低水位為0.62m，近3～5年最高微承壓水位為1.60m，年變幅0.80m。承壓水同樣呈氣候型動態特征，年變幅僅0.38m左右，水位高峰值出現在10—11月份，標高在-2.70m左右，低峰值出現在3—4月份，標高在-3.00m左右。

2 地下水的分布

蘇州市區內地貌成因和形態類型的差異性，分為太湖沿岸構造-剝蝕低山丘陵區（Ⅰ）和太湖流域堆積平原區（Ⅱ），按成因時代和微地貌形態特征后者又可分為兩個亞區，即長江三角洲沖積平原（Ⅱ1）、太湖水網平原（Ⅱ2），如圖1所示。

圖1 地貌分區圖

蘇州東部第四紀沉積厚度可達150～190m，結構松散，孔隙發育，其間夾有多層砂層，導水性能中等～良好，賦存著較為豐富的孔隙地下水；西部低山丘陵區，裸露或淺埋的砂巖、火成巖和灰巖在風化構造等內外因素作用下，裂隙和巖溶發育，接受大氣降水入滲補給并成為地下水運移、賦存的良好場所。地下水主要由潛水、微承壓水、承壓水組成。

3 地下水的動態及補徑排條件

（1）潛水。潛水普遍賦存于近地表的黏性土層中。水位埋深一般在0.5～1.5m，西部基巖體邊緣的沖坡積層區的水位埋深大于1.5m，太湖邊緣的近代湖沼相低洼分布區的水位埋深小于0.5m。潛水的埋深主要受到區域內微地貌及河、湖、塘等地表水體變化的控制，同時受到氣候影響，隨季節有顯著變化，即雨季埋深淺、旱季埋深大。一般來說，潛水水位在一年當中均高于河水位，呈單向排泄于地表水體。

（2）微承壓水。微承壓含水層頂板埋深一般在4～10m，水位埋深一般在1.5～3.0m，比同一地點的潛水位埋深要低0.5～1.5m。其水位變化同樣受大氣降水、地形地貌、地表水體的影響。微承壓水水位受控于大氣降水和地表水以及上部潛水。

（3）承壓水。Ⅰ承壓水為承壓水上段，其含水層頂板埋深一般在20～40m，其趨勢自西向東由淺變深。西郊近山前地帶的水位埋深均小于30m，東郊地區水位在30～40m。水位埋深一般在3～6m，普遍比微承壓水水位低2～4m。其補給來源主要為側向徑流補給，其排泄方式主要為側向徑流及對深層地下水的越流補給。

4 區內抗浮水位的分析評價

由于蘇州地區地貌為構造-剝蝕低山丘陵區（Ⅰ）和堆積平原區（Ⅱ），對于抗浮水位的選取也需根據實際情況綜合選取。

4.1 抗浮水位預測

地下水在一定條件下處于相對平衡狀態，形成穩定地下水位，抗浮水位的預測就是在充分考慮各因素后通過一定模型進行預測的?？垢∷坏念A測，筆者認為需考慮到以下因素的影響。（1）地下水的補給，包括大氣降水、地表水和地下水的徑流補給，當地下水的補給量大于排泄量時，地下水水位上升，反之下降。當處于平衡狀態時，形成穩定水位。（2）人類活動，包括工程降水（注水）、上下游水量調配、跨流域調水。通常施工降水會導致大量地下水被抽取，且絕大部分地下水排泄至河道，將會對附近地下水水位產生明顯影響。（3）受到地層巖性、滲透性對地下水越流補給的影響，地層的滲透系數對地表水的下滲，以及地下水的蒸發、徑流及補給尤為明顯。（4）現狀地形及其變化，如場地所處地貌單元及其場地的挖方、填方，場地地形的改變可能使得地下水水位產生變化。（5）基坑施工影響，地下室的施工開挖改變了地下水的滲流條件，肥槽回填材料、密實度影響地下水的下滲。

4.2 抗浮水位選取確定

對地下水埋藏淺的濱海、濱江、濱湖等較平坦場地，對于地下水位埋深大于0.5m場地抗浮設防水位可取地面整平標高或室外地坪設計標高下0.5m考慮，對于地下水埋深小于0.5m場地按歷史最高水位考慮。

除此之外，蘇州區內抗浮水位的選取還需考慮以下因素：（1）使用期內抗浮設防水位應取設計使用年限內可能的最高水位，不得采用勘察期間實測的地下水水位。（2）當無工程設計使用年限內最高水位時，無承壓水的平地類型，抗浮水位可取室外地坪；有承壓水的平地類型，抗浮水位取潛水水位和承壓水頭較大值，潛水水位可取室外地坪；當室外地坪有坡度時，可分段確定抗浮水位。（3）坡地類型抗浮水位應根據上下游水頭、分水嶺、雨水補給、地質分布情況、地下室分布、基坑止水帷幕等綜合確定。（4）場地地勢低洼且可能發生淹沒、浸水時，應采取可靠的地表防、排水措施?？垢∷粦鶕刭|條件、積水深度、內澇時間及積水下滲等因素確定。（5）不可能淹沒的較小臺地、分水嶺等，當地表防水、排水條件較好時，抗浮設防水位可取豐水期地下水最高水位。（6）場地及其周邊場地豎向設計的分區標高差異較大時，宜劃分抗浮設防水位分區采用不同的抗浮設防水位。不同豎向設計標高上一級分區地下水可向下一級標高分區自行排泄時，下一級抗浮設防水位可取鄰近上一級自行排泄標高的高程。

抗浮設防分區按下列要求劃分：跨越多個地貌單元、地下水存在水力坡度的場地可根據地質條件分區；場地內有幾個豎向設計標高區時，可按豎向設計標高分區；原始地形、地層分布和水文地質條件變化較大的場地，可按工程結構單元分區。

5 結束語

抗浮水位是在一定條件下預測出來的，是有邊界條件的。建設場地地下水抗浮設防水位的綜合確定，應符合有關規范的規定。對這個“最高水位”，由于區內存在潛水、微承壓水、承壓水，各層地下水雖具有相對獨立的水位，但存在徑流、補給，且勘察鉆孔、樁基施工、地下室開挖也使各層地下水存在相互串通的可能，存在一定的水力聯系，因此按各層水的混合最高水位確定。

根據蘇州區域水文資料，結合地區工程經驗，蘇州地區抗浮水位可參照以下原則確定：（1）堆積平原區，在疏排水通暢的條件下，抗浮水位可按蘇州歷史最高潛水位2.63m和場地室外設計地坪下0.5m之較高者考慮。疏排水不暢的條件下，抗浮水位建議值不宜低于竣工后設計室外地面標高。（2）構造-剝蝕低山丘陵區，當建設場地地勢顯著高于周邊，地表水、地下水徑流條件較好時，可結合場地情況確定抗浮設防水位；對于地質條件復雜的重要工程，應進行專項水文試驗，并經專家論證。除此之外，基坑基槽回填前，施工單位應采取防止地表水侵入基坑基槽的措施，避免因地表水侵入基坑基槽導致地下結構上浮，施工方應當編制地表水侵入基坑基槽的應急處理預案。