建筑場地抗浮設防水位確定的探討

1.0國家有關規范、規程對建筑場地抗浮設防水位如何確定的建議或規定

1.1巖土規范GB50021-2001) 

7.1 地下水的勘察要求

7.1.1 巖土工程勘察應根據工程要求，通過搜集資料和勘察工作，掌握下列水文地質條件；

1 地下水的類型和賦存狀態；

2 主要含水層的分布規律；

3 區域性氣候資料，如年降水量蒸發量、及其變化和對地下水位的影響；

4 地下水的補給排泄條件、地表水與地下水的補排關系及其對地下水位的影響。

5 勘察時的地下水位、歷史最高地下水位、近3～5年最高地下水位、水位變化趨勢和主要影響因素；

6 是否存在對地下水和地表水的污染源及其可能的污染程度。

7.1.2 對缺乏常年地下水位監測資料的地區，在高層建筑或重大工程的初步勘察時，宜設置長期觀測孔，對有關層位的地下水進行長期觀測。

7.1.3 對高層建筑或重大工程，當水文地質條件對地基評價、基礎抗浮和工程降水有重大影響時，宜進行專門的水文地質勘察。

7.1.4 專門的水文地質勘察應符合下列要求；

1 查明含水層和隔水層的埋藏條件，地下水類型、流向、水位及其變化幅度，當場地有多層對工程有影響的地下水時，應分層量測地下水位，并查明互相之間的補給關系；

2 查明場地地質條件對地下水賦存和滲流狀態的影響；必要時應設置觀測孔，或在不同深度處埋設孔隙水壓力計，量測壓力水頭隨深度的變化；

1.2 高層建筑巖土工程勘察規程 （JGJ72—2004）的規定

第8．6節地下室抗浮評價

8.6.2 場地地下水抗浮設防水位的綜合確定宜符合下列規定：

1 當有長期觀測水位時，場地抗浮設防水位可采用實測最高水位；無長期觀資料時，按勘察期間實測最高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。

2只考慮施工期間的抗浮設防時，抗浮設防水位可按一個水文年的最高水位確定。

第8.6.3條，地下水賦存條件復雜，變化幅度達、區域性補給和排泄條件有較大改變和工程需要時，應進行專門論證，提供抗浮設防水位的咨詢報告。

1.3 軟土地區巖土工程勘察規程JGJ83—2001) 第五章地下水部分：

5.0.10 評價地下水對結構的上浮作用時，宜通過專項研究確定抗浮設防水位。

1當有長期觀測水位時，抗浮設防水位可根據該層地下水實測最高水位和建筑物運營期間地下水的變化來確定；

2無長期觀資料時，按勘察期間實測最高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。

3 只考慮施工期間的抗浮設防時，抗浮設防水位可按近3—5年的最高水位確定。

2.0朱炳寅教授在地基基礎設計方法和實例（中國建筑工業出版社（2012年注冊巖土師培訓教材，2012 4 ）的建議

2.1 定義和適用范圍

（1）防水設計水位指地下水的最大水頭，可按歷史最高水位加1m確定。用于建筑外防水和確定地下結構的抗滲等級。(加1m指毛細上升高度)；

（2）抗浮設計水位，指結構整體抗浮穩定驗算時考慮的地下水位，國家規范沒有明確規定。用于結構的整體抗浮穩定驗算。

2.2關于防水設計水位的確定

（1）北京地區建筑地基基礎設計規范（DBJ01—92）第4.1.5條，對防水要求嚴格的地下室或地下構筑物,其抗浮設計水位可按歷年最高水位設計;對防水要求不嚴格的地下室或地下構筑物,其設防水位可參照3-5年的最高地下水位及勘察時的實測地下水位確定。

（2）北京市建筑設計技術細則（結構專業）第3.1.8條：凡地下室內設有重要機電設備或存放貴重物質等，一旦進水將使建筑物的使用受到重大影響或造成巨大損失者，其地下水位應按該地區71-73年最高水位確定；凡地下室為一般人防或車庫等，萬一進水不致有重大影響者，其水位標高可取71—73年最高水位與最近3-5年的最高水位的平均值。

3抗浮設計水位，國家規范沒有明確規定，一般可按當地標準確定。對我國北方的廣大缺水地區，應根據水文地質情況及其地下水位的變化規律綜合確定。

北京市建筑設計技術細則（結構專業）第3.1.8條規定：地下室外墻、獨立基礎加防水板基礎中的防水板等結構構件進行承載力計算時，抗浮設計水位（結構設防水位）取近3-5年的最高水位。見表1.  

北京地區建筑防水設計水位與抗浮設計水位的確定

3.0對鄭州東區抗浮設計水位如何取值的建議

3.1如何取值：當驗算地下室外墻或防水板等結構構件承載力時對鄭州東區建議?。航?-5年的最高水位與歷史最高水位的平均值。不一定取歷史最高水位。

舉例：鄭州東區某項目：勘察期間水位埋深12.0m，近3-5年的最高水位埋深為9.0 m，經查資料，歷史最高水位（1990年）為1.0 m。當驗算地下室外墻或防水板等結構構件承載力時對鄭州東區抗浮設計水位建議取近3-5年的最高水位與歷史最高水位的平均值5.0m。

而我們現在抗浮設計水位一般取歷史最高水位1.0m。

3.2為何如此考慮？

1、對某個水文地質單元來說，當地下水的多年平均補給量大于排泄量時地下水位就會上升；當地下水的多年平均補給量小于排泄量時地下水位就會下降。以該地區為例，目前已形成大范圍的地下水降落漏斗情況下，其補給量包括：降雨入滲項（隨著水泥路面、增加樓房占地面積增加）該量正在減少、漏斗四周的周邊補給、下層承壓水水的越流補給等；排泄量包括：工農業用水（雖然已禁止，但農業用水仍存在，但量在減少、基坑排水量、蒸發量（當水位埋深大于4.0m時，該項蒸發可不計）。

2、基于未來30-50年若鄭州東區仍處于建設大發展時期：則有降雨入滲項（隨著水泥路面、增加樓房占地面積增加）該量正在減少；基坑排水量在不斷增加，可能存在著入不敷出的問題，故地下水位不會上升（但具體量多大需要調查、計算）。

3、按照經驗法和統計法：

對平原區來說，淺層地下水的補給模數為800-1000 m3/km2 d;

而東區目前開采強度（基坑排水強度）可能已達到或遠遠超過：800-1000m3/km2 d，相當于每km2 每天41.6 m3 /h,或者說每km2 每天兩眼井的排水量，已經足可以把該單位區域的補給量排走。這也從側面說明為何鄭州東區10年來地下水位逐年降低。

4、類比法：濮清南地下水降落漏斗形成于80年代末，從90年代開始，采取引黃補源措施后，15年來地下水位僅上升3.0m左右

基于以上考慮：故認為在未來30-50年若鄭州東區仍處于建設大發展時期，開采量必然大于補給量，所以地下水位不可能回到歷史最高水位。

因此當驗算地下室外墻或防水板等結構構件承載力時，抗浮設計水位取歷史最高水位1.0m顯然是太過保守。

就在筆者即將結束對建設場地抗浮水位的探討時，驚悉浙江余姚發生百年一遇強降雨，70%以上城區被淹，主城區大部分交通癱瘓，“水漫金山”的不幸事故（不知余姚有多少小區純地下室建筑會發生上浮事故。）除了以上的分析外，應務必注意城區內澇、排水不暢問題，這往往是導致純地下室上浮的罪魁禍首。當然這可能是建設場地抗浮水位的確定中的另一個話題啦。這也提醒我們做好建筑場地的排水設計，同時也應注意嚴格按設計要求做好地下室四周肥槽的回填工作也十分必要。

只有這樣，才能盡量避免或減少地下建筑上浮事故的發生。