Question

地下室抗浮设计水位到底如何确定

Answer 1

同时，根据地下水类型、各层地下水位及其变化幅度以及补给、排泄条件等诸因素，提供抗浮设防水位，并在第 8.6.2 条做了如下规定：当有长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可采用实测最高水位；当无长期水位观测资料或资料缺乏时，按勘察期间实测最高水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定；场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水位并考虑其对抗浮设防水位的影响；只考虑施工期间的抗浮设防时，抗浮 2 设防水位可按一个水文年度的最高水位确定。 1 ．4 北京标准〈北京地区建筑地基基础勘察设计规范〉（DBJ01-501-92） 在第4 章对地下水做了专门规定，要求建筑地基应确定建筑场地地下水的类型及静止地下水位；在第 4.1.2 条规定：城区、近郊区的建筑场地勘察，尚应提供历年最高地下水位和3-5 年最高地下水位，当缺少长期观测资料时，可根据实地调查的水井水位等资料推测历年最高地下水位；第 4.1.5 条规定；对防水要求严格的地下室或构筑物，其设防水位可按历年最高水位设计；对防水要求不严格的地下室或构筑物，其设防水位可参照3-5 年最高地下水位及勘察时的实测静止水位确定。 1．5 湖北省地方标准〈建筑地基基础技术规范〉（DB42/242-2003） 第11．4．11 条的第3 条规定，抗浮设防水位若有长期水文观测资料和历史水位记录时，地下水作用力的计算可采用历史水位；若无长期水文观测资料和历史水位记录时，地下水作用力的计算可采用丰水期最高稳定水位；在第4 条规定：场地有承压水且与潜水有水力联系时，应按承压水和潜水的混合最高水位计算地下水位对地下室的浮力作用；在第6 条规定：地下室在稳定水位作用下所受的浮力应按静水压力计算。临时高水位下的浮力，在粘性土中适当折减，折减系数由勘察单位提出，在砂土中不折减。 2.中国工程院张在明院士关于地下水作用机理的论述 关于地下水的作用机理,张在明院士所著《地下水与建筑基础工程》 3 一书作了科学\详尽的阐述。在院士厚厚一本的著作中，摘抄如下内容： 1） 真正处于静止状态的地下水是很少的，水在土体中多是流动状态（渗流），渗流是复杂的三维空间课题，饱和土与非饱和土的渗流现象在工程性状上有很大的差异。 2） 土中的孔隙是下水储存的场所，又是地下水运动的通道，由渗流分析引伸出的孔隙水压力分析，是地下水对建筑工程作用分析的基础。 3） 历史最高水位、近期最高水位，都不能直接作为抗浮水位提供。要提供一个比较客观的设计抗浮水位标高，必须要有长期观测资料，了解各层地下水的赋存形态和运动规律，作渗流分析求取地下水对基底的压力，按基底最大压力提供抗浮水位标高。也就是说，正确确定基础底面处地下水的压力，是提供建筑物设计抗浮水位标高的前提。 4） 基底的水压力并不完全取决于水位的高低，还和水的存在形态相关。书中举了2 个例子，例1：按最高水位和近年最高水位确定的浮力分别是 92kPa 和 69kPa，而经过渗流分析得出的浮力只有 36 kPa。例2：基底埋深11M，按传统设计方法，抗浮设计水压力是10t/㎡左右，而经过渗流分析得出的基础底水压力只有1t/㎡左右，相差10 倍。说明将水压力按传统静水状态确定的做法，估计过高，造成浪费。 4 5） 诚如张院士所述,以基底的孔隙水压力作为抗浮水位标高提供才是科学的,基底的孔隙水压力与水位高低有关,还与水在土体中的连通条件有关。就以现场为例，现在已经挖至 2.85 米，按勘测提供的水位数据那么就有3t/㎡左右的水压力，那么水是很难抽干的，而事实是现在根本没有出现地下水。 6） 地下水在土体中的连通(渗透)作用,除了与土体本身的性质有关之外,还与人为的外界因素有关.在施工期间,四周开敞,下雨积水, 雨停抽水,容易造成基底局部或者全部与四周积水连通,地下室重量小于水的浮力时,被抬起来,因此施工抗浮是要认真重视的。 7） 安徽省芜湖市地质环境监测站日前发布监测数据显示，2006 年~2007 年该市地下水降落漏斗消失，地下水环境得到了恢复。 上世纪50 年代中期，由于对芜湖市东郊湾里一带地下水的开采，到 70 年代形成了一个区域性的地下水降落漏斗。到 1995 年，地下水位月均最高下降值0.93 米~3.03 米，形成了一个呈椭圆形的地下水降落漏斗，降落漏斗的面积达70 平方千米，降落漏斗中心地下水位为-18.96 米。 芜湖市地质环境的恶化，引起了当地政府及安徽省地矿部门的重视，并及时采取了加强监测及管理等措施，逐步关闭部分生产井，减少单井的日开采量，使地下水水位逐渐回升。根据芜湖市地质环境监测站历年监测数据表明，2006 年~2007 年地下水水 5 位已基本稳定，水位升至 1.61 米，地下水降落漏斗消失，湾里一带地下水环境得到了恢复。说明芜湖目前的平均水位时 1.61 米。根据现场的实际挖土标高已至2.85 米，未见地下水，可见1.61 米的数据符合实际当前的地下水位。 8） 上述分析说明，我们单位有理由建议勘察单位根据基底的孔隙水压力，也应该针对现场的土质情况将稳定水位打个折扣提供抗浮水位标高。 参考文献：钟晖：《土木工程施工》重庆大学出版社，2001 张在明：《地下水与建筑基础工程》中国建筑工业出版社，2001