地下室抗浮水位合理取值探討

鄭世勇

（湖州建院巖土工程勘察設計有限公司，浙江 湖州 313000）

1 引言

隨著城市建設的發展，地下空間的開發和利用越來越多，高層或多層建筑之間的純地下室、下沉式廣場，以及高填方和斜坡場地上建筑大量興建，地下室在地下水作用下的抗浮評價越來越重要?？垢≡u價中的重要內容之一就是確定抗浮設防水位。地下結構抗浮設防水位是巖土工程勘察報告中需要提供的一項重要參數，是影響地下工程建設的一個重要技術經濟指標。本文對現行規范中抗浮設防水位的確定依據進行分析與討論，并提出了不同類型的場地地下室抗浮設防水位合理取值的個人見解。

2 有關規范對抗浮水位確定的要求

1）JGJ/T 72—2017《高層建筑巖土工程勘察標準》第2.1.6條規定：“抗浮設防水位指為滿足地下結構抗浮設防安全及抗浮設計技術經過合理的需要，根據水文地質條件、地下水長期觀測資料和地區經驗，預測地下結構在施工期間和使用年限內可能遭遇到的地下最高水位”；第8.6.2 條規定：“抗浮設防水位的綜合確定應根據場地所在地貌單元、地層結構、地下水類型、各層地下水位及其變化幅度和地下水的補給、徑流、排泄條件等因素綜合確定”[1]。GB 50007-—2011《建筑地基基礎設計規范》第3.0.4 條規定：“巖土工程勘察報告應提供用于計算地下水浮力的設防水位”[2]；GB 50021—2001《巖土工程勘察規范》（2009 年版）中第4.1.13 條規定：“詳細勘察應論證地下水在施工期間對工程和環境的影響，對情況復雜的重要工程，需論證使用期間水位變化和需提出抗浮設防水位時，應進行專門研究”[3]。JGJ 476—2019《建筑工程抗浮技術標準》中第2.1.12 條規定：“抗浮設防水位為建筑工程在施工期間和使用期內滿足抗浮設防標準時可能遇到的地下最高水位”。第3.0.4條規定：“抗浮設防水位應根據建筑使用功能、抗浮設計等級、場地歷史最高地下水位和長期水位觀測資料、勘察報告建議、水位預測咨詢成果和工程經驗綜合分析后，按施工期和使用期分別確定”[4]。第5.3.2 條、第5.3.3 條及第5.3.4 條分別對施工期間、使用期間及特殊條件場地的抗浮設防水位的取值做了規定。

2）以上4 個規范、標準均是對抗浮設防水位做了概念性的規定，但未給出詳細的評判依據?！陡邔咏ㄖr土工程勘察標準》 強調的是確定抗浮設防設計水位的原則既要保證地下室抗浮設防安全，又要技術經濟合理；《建筑地基基礎設計規范》強調的是勘察報告應要提供抗浮水位；而《巖土工程勘察規范》（2009 年版）強調的是抗浮水位的提供需要進行專門研究（專門的水文地質勘察）；《建筑工程抗浮技術標準》強調的是抗浮設防水位應按施工期和使用期分別確定。

3）由于地下水位不僅與自然因素（地下水的補給、大氣降水、排泄與徑流等）有關，而且還受人為因素（地下水開采、水庫放水、灌溉等）的嚴重干擾，要合理確定抗浮設防水位比較困難，這就要求巖土工程師在考慮地下室抗浮時，應根據場地工程地質條件、區域水文地質、地形地貌、地下水的補給、排泄條件等情況，分析各種因素對抗浮設防水位的影響，采用最不利組合情況，綜合確定地下室抗浮設防水位。

3 幾種不同場地抗浮水位的確定方法

針對不同類型的建筑場地抗浮設防水位的合理取值，個人見解如下。

1）對于一般場地：場地地形（建筑物的設計室外標高）較平坦，且場地外圍地形標高與場地內標高相近或略低，可取室外地坪標高以下0.5～1.0 m 作為抗浮設防水位。

2）對建造在山地斜坡的地下室，三面有回填土，僅一側無填土，可提供一個坡水位。同理，面積較大且設計室外地坪標高變化較大的場地，對連續的地下室可提供一個坡水位；對不連續的地下室（幾個單體建筑下的獨立地下室）可提供不同的抗浮水位。

3）無地下水場地（山區低地水位場地），可根據坑壁土和坑底土的透水性，分不同情況取值。

4）場地外圍地形標高于場地內標高，可取場地內設計地坪標高以下0.0～0.5 m 作為抗浮水位；場地外圍地形標低于場地內標高，可取場地外標高作為抗浮水位。

5）對位于市區可能發生街道水浸內澇現象的建筑場地，抗浮水位取室外地坪標高。

6）當承壓水和潛水有水力聯系時，應分別實測其穩定水位，取其中的高水位作為抗浮水位。

4 工程實例

通過工程實例，本文討論了幾種不同場地地下室抗浮設防水位的分析和確定，內容如下。

1）湖州市中心區域的某工程項目，北側為超高層辦公樓，南側為5 層商業樓，設地下3 層地下室，基坑開挖深度約13.0 m。場地四周為城市道路，其標高為1985 國家高程（以下“標高”均指1985 國家高程）5.2～5.7 m 時，場地地形北側較平坦，南側略低，地面標高在3.96～6.06 m，設計外地坪標高為5.8 m?？辈炱陂g為豐水期，測得地下水位標高為3.80～4.26 m，湖州地區地下水位年變化幅度在1.00～2.00 m。綜合分析地下水變化幅度、周邊道路標高、設計外地坪標高和湖州市區周邊水系最高洪水位等因素的影響，建議抗浮水位標高4.50 m。

2）湖州市楊家埠某研發中心項目有一下沉式停車場，地下1 層，車庫頂為室外停車場。場地位于山坡，地形起伏較大，地下室北側、東側全部位于山體，北側沿山體有一道路，道路標高為99.00 m，地下室頂板標高為98.60 m；西側和南側外地坪為斜坡，基本為原山體，其標高在99.00～93.0 m；僅西南角為敞開式，室外地坪標高為92.30 m，設計底層內地坪標高為92.60 m。

勘察期間，測得地下水位埋深0.50～3.10 m，地下水類型上部主要為上層滯水及第四系松散巖類孔隙水。

本工程地下室處于斜坡地段，雨水的入滲會產生滲流，滲流壓力在地下室底板將產生非均布荷載，這種非均布荷載會對地下室結構的影響。根據場地水文地質條件及周邊設計室外地坪，應考慮使用期間的降水情況，特別是暴雨或連續降水時，地下室北側、東側與西南側水頭差明顯，地下水由高向低滲流，地下水浮力按水頭高低對地下室產生向上的非均布荷載（三角形分布），故須考慮抗浮穩定性，提供一個坡水位，按坡水位進行抗浮計算，所以，建議地下水抗浮設防水位按設計室外地坪下約0.5 m 考慮，即由高至低按標高98.00～92.00 m進行抗浮驗算。

3）湖州市楊家埠某房地產開發項目，由2 幢18 層住宅（位于場地北側）和14 幢5 層住宅組成，有3 個獨立地下室。其中，2 幢18 層住宅有一個地下室（呈長方形），中部有一個地下室（大致呈正方形），南部有一個地下室（呈長方形）；場地位于山坡，用地范圍大致呈長方形，長約275 m，寬約170 m。原地形自南向北逐漸抬升，地面標高在8.90～19.10 m，南側局部低洼處僅3.80 m，坡度較大。設計室外地坪隨著地形由南向北逐漸提升，標高在11.80～13.60 m。

場地土層表層為厚約2.0 m 的填土、耕土，其下為厚約6.0～18.0 m 的弱透水性的粉質黏土，下部為全～ 中等風化凝灰巖。場地地下水主要為第四系孔隙潛水，勘探期間測得水位標高為3.70～5.30 m。

場地北側須削土厚達5.5 m，南側填方約3.00～8.00 m。場地南側高填方改變了原來地面的徑流和排水的條件，會引起地下水位的浸潤線上升。根據勘察時測到的地下水位確定抗浮水位往往較為偏頗，應根據削方或填方后最終地形來確定抗浮設防水位。

場地北側地勢高，無地下水，并且為高削方場地，筆者認為對坑底土為不透水層的無地下水場地，通常情況下基坑側壁回填土往往不密實，坑底與隔水層地基澆筑不緊密，雨水容易滲入原基坑，水在原基坑中匯集，產生浮托力，所以應對其進行抗浮設計?？垢∷蝗≈悼筛鶕颖谕翆拥耐杆圆煌闆r取值。

如圖1 所示情形，地下室側壁土為上部透水層，下部為隔水層，坑底土為隔水層，抗浮水位取透水層底部。

圖1 地下室側壁土為透水層、隔水層，坑底土為隔水層

如圖2 所示情形，地下室側壁土均為隔水層，坑底土為隔水層，抗浮水位取室外地坪?；拥诪闈B透性很強的砂卵層，且場地外圍地坪標高低于坑底標高時，可以不考慮抗浮。

圖2 地下室側壁土均為透水層，坑底土為隔水層

根據上述分析，抗浮水位取地下室南側室外地坪（標高12.50 m），中部地下室南北向跨度大，結合位于斜坡場地考慮，抗浮水位標高取坡水位標高10.70～11.60 m（由南至北）。南部地下室綜合實測地下水標高、室外地坪標高、南側道路標高、原地形標高、高填方引起徑流和排水的條件的改變，以及地下水位的浸潤線上升等因素，抗浮水位標高取室外地坪下3.8 m（標高8.00 m）進行抗浮驗算。

5 結語

抗浮設防水位的確定沒有一個非常明確的取值，有關規范僅做出概念性的規定，但抗浮設防水位的合理取值至關重要。對于山體場地，確定抗浮設計水位需要考慮周邊環境因素、有無場地平整，以及場地平整后有無改變原環境排水通道等因素，應通過綜合分析各種因素的影響，確定工程在施工和使用期內地下水有可能達到的最高水位，使地下室抗浮設計既滿足工程安全要求，又可以節省工程造價。