前言:地下结构抗浮是岩土与结构设计的关键环节,抗浮设防水位取值直接关系工程安全。山东同圆建设工程施工图审查有限公司对抗浮设防水位标高进行了深入探究,为工程实践提供参考。
抗浮设防水位标高是建筑工程抗浮设计的关键参数,直接影响地下水浮力取值与地下结构安全。近年来,因水位标高取值不合理导致的地下结构上浮、底板开裂、抗拔构件失效等事故时有发生,已成为岩土工程与结构设计领域不容忽视的问题。本文从影响因素入手,梳理勘察单位应开展的工作、施工图审查重点及设计使用注意事项,并结合工程案例进行分析,以期为抗浮设防水位标高的合理确定提供实践参考。
影响抗浮设防水位标高确定的主要因素包括:气候及水文地质等自然因素、建(构)筑物竖向设计、地下水开采、上下游水量调度、跨流域调水、地下工程建设等人类活动因素等。当场地条件发生变化,如建(构)筑物设计室外地坪标高调整,或环境条件改变,如强降雨、南水北调运行等,地下水对建(构)筑物的浮托作用随之改变,抗浮设防水位标高亦应动态调整。
确定抗浮设防水位标高时,应综合考虑以下因素:
1.勘察期间地下水位标高、历史最高、近3~5年最高地下水位标高、地下水位季节变化幅度;
2.建(构)筑物设计室外地坪标高及周边市政道路标高;
3.场地地表水系与地下水的水力联系;
4.含水层之间的补给、排泄关系;
5.基底以下岩土层的渗透性、富水性、径流条件、地形坡度及场地地貌条件;
6.后期规划变动对地下水流场及排泄条件的影响;
7.区域降水趋势、暴雨频率变化等;
8.施工期及运营期气候、环境变化引起局部水文地质条件突变的风险;
9.政策调控、周边建(构)筑物设计室外地坪标高资料偏差等。
1.勘察单位推荐抗浮设防水位标高时,应充分考虑以上因素综合确定,并明确抗浮设防水位标高的边界条件、限定使用条件,并进行风险提示。
1)边界条件:肥槽回填土密实度、渗透性及其对侧向补给、排水边界的影响;
2)限定使用条件:拟建场地上、下游,特别是下游现状水力径流条件;
3)风险提示:肥槽回填不密实、回填材料透水性大,会形成地下水集中渗流通道,造成局部水位升高。
2.对山前及山区斜坡地形、岩石地基,除考虑汇水、强渗透、瞬时水位抬升外,还应评价不同竖向设计标高分区之间地下水的侧向排泄或重力自流排泄条件。
3.水文地质条件复杂时,应建议开展抗浮设防水位专项研究。
对岩土工程勘察报告进行审查时,涉及抗浮问题的,应重点审查:抗浮设防水位标高确定原则是否合理,依据是否充分,不利因素考虑是否全面,抗浮措施建议是否安全合理,参数是否齐全,复杂水文地质条件重要工程是否建议开展专项研究。
结合某工程实例进行分析:
1、工程概况(包括场地标高、地下水状况、抗浮水位标高等)
2、抗浮评价存在问题
场地地下水位一般会随着地势的变化而变化,该项目的岩土工程勘察报告中描述:“丰水期最高水位和历史最高水位均接近地表”,本工程设计室外地坪标高约52.00m,工程建成以后,客观上存在雨季地下水位接近室外地坪标高52.00m的可能性,岩土工程勘察报告中推荐的使用期抗浮设防水位标高50.50m,两者相差1.50m,抗浮安全储备不足,应结合设计室外地坪标高、场地汇水、排水条件、极端水位持续时间、抗浮失效模式及破坏后果等因素,合理确定使用期抗浮设防水位标高。
3、审查意见及整改情况
审查意见:依据《岩土工程勘察规范》GB50021—2001(2009年版)第7.3.2条,结合设计室外地坪标高核实推荐抗浮设防水位标高。
勘察单位在充分考虑设计室外地坪标高抬高可能引发地下水位上升的影响后,将抗浮设防水位标高修正为51.00m,即设计室外地坪以下1.00m,较为安全、合理。
设计单位采用经施工图审查合格的勘察成果时,应结合工程特点和使用要求,对抗浮设防水位标高的安全性、合理性进行复核。对取值偏不安全或不合理的项目,应与建设单位和勘察单位进行会商,要求勘察单位进行核实、修正,必要时组织专家论证。
结语:抗浮设防水位标高的确定,涉及勘察、审查、设计多个环节,需综合考虑场地条件、设计室外地坪标高、极端水位及后期环境变化等因素。勘察单位应科学推荐并明确边界条件,施工图审查机构应严格把关,设计单位使用成果时亦应结合工程特点复核其安全性与合理性。各方各司其职、协同把关,方能有效防范地下结构抗浮风险,确保工程安全可靠、经济合理。