浅析山地城市地下室抗浮设防水位

浅析山地城市地下室抗浮设防水位

李登华， 赵华，陈庆玉

中煤科工重庆设计研究院 (集团 )有限公司，重庆， 400000

摘 要：山地城市地形起伏大、工程地质情况复杂，了解山地地下水分布特征，充分调研水文资料，综合考虑各种因素，结合工程经验，才能合理确定抗浮设防水位，保证抗浮设计安全、经济、合理。

关键词：山地城市;分布特征; 设防水位;抗浮设计

1 引言

国内外大量工程实例表明，大范围的地下空间建设若未采取有效抗浮措施，可能会引起地下室隆起甚至建筑物倾斜，造成不可估量的损失^[1]。山地城市多为岩石地基、岩土混合地基，地基土透水性差，是否考虑抗浮水头折减甚至不考虑抗浮设计是一个问题。山地建筑的修建对原有地形改变较大，对地下水的径流排泄条件影响显著，需要依据修建后工程地质情况综合确定抗浮水位，为规避责任而过分保守的提高抗浮水位，进行抗浮设计，势必造成工期的延长和工程造价的增加，浪费资源与建设方资金。因而合理确定抗浮设防水位，既能确保建筑物结构安全，又能合理分配社会资源和建设投资，对推动山地城市的建设发展具有重要的工程意义。

2 山地城市地下水分布特征

山地城市多以岩石地基为主，以岩石场地为例分为非可溶岩石中地下水和可溶岩石地下水。

（1）非可溶岩石中地下水

非可溶岩石中地下水主要为裂隙水，又分为块状岩石分布区地下水、层状岩石分布区地下水、构造断裂带发育地区地下水。

块状岩石分布区地下水主要存储在成岩裂隙、风化裂隙和岩浆侵入体与围岩接触带中。成岩裂隙水常呈层状或似层状分布，而风化裂隙深度有限，仅局部形成层状裂隙含水层，多为潜水。由于接触带两侧岩石性质差异较大，在后期构造变动中，常沿接触面相对滑动而形成构造裂隙密集带，使得侵入接触带富水。

层状岩石分布区含有大量的裂隙。在一定岩性条件下，大小不等、分布发育规律各异的不同裂隙按一定级次集合，可以构成具有统一水力联系的裂隙网络含水系统。随岩层埋深的增加，地应力和低温不断上升，裂隙趋于闭合；通常裂隙的“有效含水深度”不超过200~300m，断裂带附近可达400~500m。单斜岩层地区，含水层倾角在30°~60°时富水性最好。

在构造断裂带发育地区，压性断裂带储水能力差，具有较好的隔水性能，规模较大的压性断裂，挤压带两侧常有裂隙发育带，可形成富水带；张性断裂构造破裂带具有较好的透水性，有一定规模的张性断裂，当补给条件较好，在断层破碎带及两侧张裂隙密集处，会富集地下水；扭性断裂破碎带一般隔水或略具透水性，大规模的扭性断裂，两侧常有裂隙，若为硬脆性岩石，有利于地下水富集。

（2）可溶岩石中地下水

可溶岩石中地下水即岩溶地区地下水（岩溶水）。岩溶水与孔隙水、裂隙水最大的不同在于其介质可以被改造，水流特征不断变化，介质特征也不断变化。岩溶水富水一般较强，接受补给能力强，排泄较为集中，动态变化大。

3 抗浮设防水位确定

依据《高层建筑岩土工程勘察标准》（JGJ/T 72-2017）2.1.12条^[2],抗浮设防水位指的是：为满足地下结构抗浮设防安全及抗浮设计技术经济合理的需要，根据场地水文地质条件、地下水长期观测资料和地区经验，预测地下结构在施工期间和使用年限内可能遭遇到的地下水最高水位，用于设计按静水压力计算作用于地下结构基底的最大浮力。

抗浮设防水位的确定需对建设场地最高地下水位进行预测分析，应调研如下资料^[3]：① 对工程有影响的各层地下室的实测水位、赋存条件、变化规律及季节影响幅度等情况；②区域的地质构造、水文地质条件，不同类型地下水的连通性和补给规律；③ 地下水水位长期观测资料，场地近5年和历史最高地下水水位及其变化规律；④ 与场地关联的地表水系的洪水水位、蓄水水位和设计承载水位；⑤ 与场地有关的地下水保护、开采及利用现状与规划等资料；⑥ 拟建工程的设计文件或施工组织设计文件。

充分调研相关资料后，水位预测需综合考虑如下因素^[3]：① 场地地形、地貌单元、地层结构、地下水类型、各层地下水水位及其变化幅度；② 地下水补给、径流、排泄等条件，历史水位的变化幅度；③ 设计使用年限和工程建设可能导致水文地质条件改变引起的地下水位变化程度；④ 邻近工程降水、区域地下水开采和水文环境变化的影响程度和趋势；⑤ 区域水利规划、邻近地表水系水位变化等对场地地下水水位的影响程度和趋势；⑥场地及其周边已有排水系统的分布和有效能力等。

抗浮设防水位可分为施工期抗浮设防水位和使用期抗浮设防水位。

施工期抗浮水位应取下列地下水水位的最高值^[3]：① 水位预测咨询报告提供的施工期最高水位；② 勘察期间获取的场地稳定地下水水位并考虑季节变化影响的最不利工况水位；③ 考虑地下水控制方案，邻近工程建设对地下水补给及排泄条件影响的最不利工况水位；④ 场地近5年内的地下水最高水位；⑤ 根据地方经验确定的最高水位。

使用期抗浮设防水位应取下列地下水水位的最高值^[3]：① 地区抗浮设防水位区划图中场地区域的水位区划值；② 水位预测咨询报告提供的使用期最高水位；③ 与设计使用年限相同时限的场地历史最高水位；④ 与使用期相同时限的场地地下水长期观测的最高水位；⑤ 多层地下水的独立水位、有水力联系含水层的最高混合水位；⑥ 对场地地下水水位有影响的地表水系与设计使用年限相同实现的设计承载水位；⑦ 根据地方经验确定的最高水位。

4 结论

地下室抗浮是现代城市建设发展亟待解决的问题。山地城市地质情况复杂多变，地下水赋存状态、水力系统联系，地下水补给、径流方式等地下水影响因素众多，抗浮设防水位的确定需充分调研相关水文资料，综合分析多方因素，并结合工程经验。合理的抗浮设防水位是有效抗浮设计的重要前提，严谨的分析手段、一定的工程经验缺一不可。

参考文献：

[1] 秦海兰，姜善华．地下室抗浮设计与抗浮措施研究综述[J]．江苏建筑，2013.

[2] JGJ/T 72-2017．高层建筑岩土工程勘察标准[S]．北京：中国建筑出版社.

[3] JGJ 476-2019．建筑工程抗浮技术标准[S]．北京：中国建筑工业出版社.