抗浮设防水位的影响因素及取值分析——以苏州地区为例

王 锋

江苏苏州地质工程勘察院，江苏 苏州 215000

1 抗浮设防水位的概念

抗浮设防水位在不同的资料索引中有着大同小异的表述。2017实施的《高层建筑岩土工程勘察标准》（JGJ／T 72—2017）中指出：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。在2019实施的《建筑工程抗浮技术标准》（JGJ 476—2019）中指出：建筑工程在施工期和使用期内满足抗浮设防标准时可能遭遇的地下水最高水位，或建筑工程在施工期和使用期内满足抗浮设防标准最不利工况组合时地下结构底板底面上可能受到的最大浮力按静态折算的地下水水位。

一般来说，抗浮设防水位是指在建筑物运营期内，也包括建筑建造期间，用于计算地下结构基底的最大浮力的起主导作用的最高地下水位值。

2 抗浮设防水位的影响因素

2.1 从“时间”上考虑

（1）建筑物本身的抗浮时限。明确区分对应工程的抗浮设计是对临时建筑的抗浮设计，还是针对永久建筑的抗浮设计；是针对施工期间的抗浮预防设计，还是针对建成运营期的抗浮设防设计。临时建筑使用年限一般不超出2年，不用考虑长周期的地下水水位变化。临时建筑抗浮要求仅仅是满足对应使用年限（1～2年）的水位变幅，控制好相应风险即可。永久建筑则需要全面考虑建筑物长期使用年限内，包括施工期间内的水位变幅，还要综合考虑或收集的资料，包括设计使用年限内场地地下水水位预测咨询报告成果、地下水位长期观测资料、近5年和历史最高水位及其变化规律、场地地下水补给与排泄条件、地下水水位年变幅、地下结构底板下承压水赋存情况、产生浮力的可行性和大小，以及洼地淹没、潮汐影响的可能性等。

（2）建设时期的经济条件。抗浮设防水位是一个与一定时期的经济技术条件密切相关的指标。抗浮设防水位如果定得太高，工程费用可能浪费很大；如果定得太低，建筑工程发生上浮破坏，后果又很严重，因此只能根据一定时期相应的经济技术条件综合确定。各地区地下水赋存条件复杂，在建筑物使用期间可能会发生较大变化。地下工程周边如有大型的水利设施，像大型水库等，一旦需应急放水、蓄洪，就可能会对该区域地下水水位产生较大影响。抗浮水位需要根据社会经济条件及工程抗浮设计等级进行专门咨询后提出。

（3）建筑物的设计使用年限。《高层建筑岩土工程勘察标准》（JGJ/T 72—2017）中所称的地下水最高水位是指与设计使用年限内出现过的最高水位。例如设计使用年限50年、100年，历史最高水位指在50年、100年中出现过的最高水位。设计使用年限的长短，影响抗浮设防水位的取值。

（4）将来水文地质环境的变化。抗浮水位是对建筑物运营期内基础砌置深度内起主导作用的地下水水位参数。根据已有资料预测将来水文地质环境的变化状况。例如，我国北方某些地区，即使采取各种措施，水位也很难恢复到50年前的水平，故采用历史最高水位或者当前水位作为抗浮设防水位都不太合理。再如，在高原地区，地下水一般埋藏很深，高原区地基土又经常处于非饱和状态。场地实测地下水位和近百年来的最高水位一般均低于基础埋深。但随着我国对环境问题的重视和投入的加大，调水和节水措施的实施(如中水的利用)，以及城市功能的变化(如耗水工业的迁出)，地下水位有回升的可能。因此需要对影响地下水赋存条件的水文地质环境变化及发展趋势进行研究，合理确定设防水位，

2.2 从“空间”上考虑

我国幅员辽阔，场地工程地质、水文地质条件千差万别，要统一规定一个抗浮设防水位确定方法非常困难，甚至是不可能的事情。文章根据工程经验给出比较原则的确定方法。

（1）同一建筑场地地貌。建筑场地位于单个地貌区域时，可能存在地下水水力坡降，单个最高水位不能完全反映实际情况。预测建筑物运营期间的抗浮水位可根据需要按水力坡降分区划确定抗浮水位。场地内各个建筑物存在不同竖向设计标高时，可按不同的竖向建筑设计标高分地段考虑确定抗浮水位。在同一竖向设计标高内，原始地形、水文地质条件等变化较大的场地区域，可按单个工程单元分区确定抗浮水位。例如，对于某大体量的地下室，因建设范围较大，且四周地坪高度差异较大，如按低处地坪标高作为设防水位进行抗浮设计，则偏于不安全；如按高处地坪标高作为设防水位进行抗浮设计，则偏于保守，造成浪费。较为合理的做法是根据地下室范围内的水头分布，分区域抗浮设防。

（2）多个地貌区域。位于两个或多个地貌区域的工程场地（如长距离的隧道等），特别是途经山区的建设项目，由于跨越不同地貌单元或地质单元，容易出现水文地质条件差异较大、室外场地高差较大及大挖大填的情况，不能统一按单个抗浮设防水位进行抗浮稳定分析和抗浮设计，否则会出现违背“经济合理”的现象。

2.3 其他因素

（1）建筑场地区位。我国沿江沿湖沿海三角洲一些地区的地下水与地表水关系密切。例如广州、深圳等珠江三角洲城市受珠江水系和海水水位影响；上海和江苏、浙江的城市受长江水系、太湖等水位或海水水位的影响；武汉市受长江和汉江水位的影响。这些区域的抗浮设计要直接考虑地表水体的潮汐淹没影响，抗浮设计水位可取与设计使用年限同时段内的洪水位或潮水位。

（2）场地排水基础设施。抗浮设防水位分析应关注场地地表的排水状况、区域历史暴雨极值、区域地表管网排泄畅通与否等因素。在海绵城市建成之前，区域城市地表排水设施通畅与否直接影响抗浮设计。

（3）最不利工况。抗浮设防水位是根据工程要求（建筑物本身的抗浮设防等级、有无特殊特定功能要求）、工程条件、工程经验、社会经济状况，在一定的安全确保范围内给出的预测值。抗浮设防水位要叠加各种不利工况进行综合确定。例如，极端天气下的台风、暴雨灾害等也要考虑在内。

3 苏州地区抗浮设防（预防）水位取值

苏州地区一般地下水水位埋深较小，地下建筑物施工期间的临时抗浮预防水位及临时性建筑物的抗浮设防水位可按施工期间可能遇到的台风暴雨及近3～5年的地下水（潜水）最高水位2.50m综合确定。

一般建筑物，对于滨（长）江、滨（太）湖等较平坦的场地，地下水埋深也一般大于0.5m，抗浮设防水位可取地面整平标高。对于地下水位埋小于0.5m的场地，例如苏州东、南部低洼地区，抗浮水位可按历史最高水位取值（苏州中、东、南部地区为2.63m）。

苏州西部为低山丘陵地区，地貌地势略有起伏。在山间平地地下水埋深一般大于0.5m，抗浮设防水位可取地面整平标高。在地势起伏的坡地，跨地貌场地（跨丘陵与山间平地），要根据地下水的补给、排泄渗流条件、历史地下水水位数据，结合建（构）筑物抗浮等级综合确定。

苏州西部较大的不同竖向设计的建筑场地，要根据水力坡降划分抗浮水位分区，做到经济合理。挖方、填方后及周边地形变化幅度大的场地，地下水与地表水的补给、排泄渗流条件等可能有较大改变时，应进行专门论证，综合分析后再确定抗浮设防水位。

4 结束语

抗浮设防水位需要根据各个因素综合确定，既要从“历史”出发，调查了解建筑场地内历史最高水位，又要着眼于“未来”，预测研判在建筑物运营期间场地水文地质环境的变化；既要从场地是否存在地势起伏、是否存在水力坡降的角度分析，又要对场地地貌乃至是否临江、临湖、临海等区位因素进行综合分析研究，以确定经济合理的抗浮设防水位值。