地下室抗浮设计水位到底如何确定

发布网友发布时间：2022-05-11 09:05

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热心网友时间：2023-08-02 16:47

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。

扩展资料

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》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。

（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。

热心网友时间：2023-08-02 16:48

1 防水水位与抗浮设防水位
在《规程》8.2“天然地基评价”7款中要求：对地下室防水和抗浮进行评价.由此可知地下室的防水和抗浮是两回事,即两种概念.前者是为防止地下水对地下室的使用功能产生危害（如渗漏、腐蚀等作用）而采取的防水措施；后者是为防止地下水的浮力对基础的作用而危害地下室和整个建筑物安全的抗浮起而采取的措施.从地下水位来说,地下室的防水水位和地下室的抗浮设防水位也不是一回事.这里不谈防水水位,仅对抗浮设防水位谈谈看法与体会.
2 在多层地下水情况下各层地下水具有各自的水位和最高水位
《规程》第8.6.2条第1款规定：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；无长期水位观测资料或资料缺乏时,按勘察期间实测最高稳定水位并结合场地地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定.
《规程》第5.0.4条又规定：当场地中有多层对工程有影响的地下水时,应采取止水措施将被测含水层与其它含水层隔离后测定地下水位或承压水头高度.
从上述两条规定可以体会到在多层地下水条件下,各层地下水具有各自的独立水位和最高水位.因为,如果各层水水位不独立存在就不可能测出各层水的水位.对多层地下水进行分层水位长期观测的主要目的之一也是为了测出各独立水层的最高水位.
3 关于抗浮设防水位的最高水位
从上述可见：第一、抗浮设防水位应是最高地下水位；第二、在多层地下水场地,各层水具有独立的水位（水头）；第三、多层水的情况下各层地下水具有各自的水位和最高水位（水头）.
特别引人注意的是,本《规程》和其它一些有关规范、规程一样也都没有指出在多层地下水条件下如何选择作为抗浮设防水位的最高水位.
《规程》中提出以“最高水位”作为“场地抗浮设防水位”,对这个“最高水位”可以有两种理
1）指场地内第一层地下水的最高水位：传统的方法是用第一层地下水的最高水位与基础底面的高程差来计算基础底面地下水的浮力.这一方法存在两方面的问题：（1）如果基础底面所在层的地下水最高水位低于第一层地下水的最高水位,则计算浮力过大,据此而采用一些不必要的抗浮措施,将造成工程投资大、施工困难、延长工期.（2）当基础所在层的最高水位高于第一层地下水的最高水位时,那就必将使浮力计算偏低,而趋于不安全,可能造成工程事故.
2）“最高水位”指场地内第一层潜水层以下任一层地下水的最高水头,这层水的水头超过第一层潜水的最高水位；,亦即不管基础底面位于那一层地下水中,浮力的计算都以那层水的最高水头为准,这显然是不合理的.
由上述可见抗浮设防水位的选择是非常重要的,如果选择不当,必将造成不良后果.
4 如何确定抗浮设防水位
关于这个问题有关文献已作了论述.本文参考文献1及2中,用图示的方法说明当基础底面位于那一层地下水（广义地说相对隔水层也是含水层）中时,哪层地下水的最高水位就是抗浮设防水位（水头）.在本文参考文献3中更是明确地提出“地下建筑物的抗浮设防水位应是基础所在地下水层的最高水位”.
如果基础底面位于相对隔水层中时,其所受浮力的计算方法请参看本文参考文献1.
因此,在提供抗浮设防水位时,要搞清场地内有几层地下水,基础底板位于哪一层水中,查明该层水的最高水位（水头）,该水位（水头）就是抗浮设防水位（水头）.在勘察资料中,一般应提出基础可能涉及的各层地下水的最高水位.
确定地下水最高水位,在一般地下水没有受到人为干扰但没有长期观测资料的地区,只要精心作好调查,并观测好（包括进行长期观测）各层地下水的水位,比较正确的确定各层最高水位是不难作到的.在没有地下水位长期观测资料又受自然因素和人为因素强烈影响的地区,由于这些因素的不确定性,要正确确定（复原）最高水位无疑是困难的,此时,就应从安全出发来确定最高水位.
5 关于“场地抗浮设防水位”
《规程》中有“场地抗浮设防水位”一词,由于在多层地下水场地有多种建筑物,各自有自己的基底深度,可能涉及不同的地下水层而有不同的抗浮设防水位,因此,并不存在统一的场地抗浮设防水位.

热心网友时间：2023-08-02 16:48

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*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。

热心网友时间：2023-08-02 16:49

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*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