我国结构抗浮水位研究现状与展望

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关于“抗浮水位”的讨论.

一、基本概念
• 2、定义 • 在二十一世纪之前，或者更早一点的九十年代之前，在工程界，对于“抗浮”及“抗浮设防”没有提到重要的议事日程，也就是没有普遍提到或者引起足够的重视，那个时候，在工程界注意得多的是地下水的“静水压力”、“动水压力”、 “动态变化”等等。 • 1998年12月11日发布，1999年5月1日起实施的《水文基本术语和符号标准》（GB/T50095－98）以及1998年12月11日发布，1999年6月1日起实施的《岩土工程基本术语标准》（GB/T50279－ 98）均没有给出“抗浮”、“抗浮水位”或者 “抗浮设防水位”的定义。
二、抗浮设防水位的应用
• · 地下室上浮是非常严重的工程事故，上浮时地下室可能开裂，而且产生倾斜，最终将报废等。 • 深圳市布吉某高层建筑，二层地下室，底板直接浇筑在微风化花岗岩上，地下室建至地面后停工一年多，地下室由于长期受雨水浸泡，于1998年发生上浮，整个底板与基岩被冲填了10～50cm厚泥沙，后来花费很大代价进行泥沙清理和基础加固。 • 深圳南头某地下室位于花岗岩残积土上，天然地基，于1997年夏天台风暴雨期间发生上浮，整个地下室倾斜，高差达70多厘米。 • 珠海拱北海关附近某高层建筑附属地下停车场，上部结构荷载较小，地下水水位接近地表，在上部结构尚未竣工时，1999年底板上抬数厘米，造
在1990年代，海南曾经发生过地下室浮出地面的事故。
二、抗浮设防水位的应用
• 2、抗浮设防水位的求取 • 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2002年版） • 4.1.13 工程需要时，详细勘察应论证地基土和地下水在建筑施工和使用期间可能发生的变化及其对工程环境的影响，提出防治方案，防水设计水位和抗浮设计水位的建议。 • 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）

大型地下工程抗浮问题的背景与研究

大型地下工程抗浮问题的背景与研究
大型地下工程在建设过程中经常会面临抗浮的问题。

抗浮是指在一定条件下，地下结构受到地下水静力作用时，需要通过一系列措施来保证结构的稳定性。

地下工程的抗浮问题主要源于地下水的存在，当地下水的压力大于结构自重和地下水的浮力时，就会出现整体上浮的危险。

因此，在地下工程中，必须进行抗浮设计，以确保工程建设的安全。

传统的地下工程抗浮设计主要是采用地下连续壁或桩基础等结构形式，通过将结构埋入地下较深位置来实现抗浮。

但是，这种设计方式存在一些弊端，比如在施工过程中需要较大的工作面和施工空间；较长的施工周期和相应的高成本；还有对地下水环境造成的影响等。

为了解决这些问题，近年来，新型的抗浮技术在地下工程中得到了广泛的应用。

其中包括：高压注浆技术、地下连续墙增强技术以及接力注浆技术等。

高压注浆技术是将高压水泥浆注入到土体中，使土体体积增大，密度增加，从而提高整体的抗浮能力。

这种技术通常适用于软弱土层或含水层的情况。

地下连续墙增强技术是在连续墙的两侧采用成行的水泥搅拌桩，利用水泥搅拌桩增加墙体的抗浮能力。

接力注浆技术是通过管道将水泥浆深入到土体深处，从而提高土体的密度和强度，增强地下结构抗浮能力。

总的来说，地下工程抗浮问题的解决是一个综合性的工程问题。

需要从设计方案的确定、施工过程的控制以及材料使用的选择等多个方面进行综合考虑，以确保抗浮方案的有效性和可行性。

同时，还需要加强对地下工程抗浮技术研究的深入，进一步提高地下工程抗浮能力，为大型地下工程的安全建设提供可靠的保障。

解决岩土工程勘察中抗浮水位技术问题的探讨

解决岩土工程勘察中抗浮水位技术问题的探讨摘要：近年来，我国结构抗浮水位方面研究成果丰硕。

抗浮水位技术和岩土工程勘察有着一定的联系，为了有效解决结构抗浮水位延续性和系统性缺失问题，融合水力学、土力学等多种学科理论，站在抗浮水位概念、以及抗浮水位分析中探究抗浮水位技术的应用关键。

文章分析了抗浮水位理论基础、阐述了弱透水层孔隙水压力的分布规律、详细概述了岩土工程勘察中，地下水位预测存在的问题，最后提出了岩土工程勘察中抗浮水位技术体系构建方。

关键词：岩土工程勘察；抗浮水位技术一直以来，我国各区域在进行岩土工程勘察中会出现地下水位回升事件。

这样会引起基础结构上浮，产生变形。

目前在对岩土工程勘察中抗浮水位技术问题分析时，需要对抗浮措施进行全面探究，一般情况下，抗浮措施在地下结构中的应用日益显现，主要由主动抗浮与被动抗浮两大类，相比于西方较为发达国家的抗浮来说，我国由于受到技术条件的限制在进行抗浮措施应用时，主要是以被动抗浮为主。

抗浮的安全性和成本和抗浮水位有着密切的联系，我国最早抗浮水位研究起源于上个世纪90年代中期，早在1995年针对北京市西郊区域地下水位回升现象进行分析，率先展开了有关抗浮水位问题的研究工作，也首次建立了抗浮水位分析场域法在北京区域得到广泛使用。

1抗浮水位理论概述1.1二维抗浮水位岩土工程勘察中的抗浮水位最早来自于地表水防洪领域的设计水位，地下水在进行运动过程中，要比地表水复杂得多。

本文主要针对以下三种具有代表性的抗浮水位概念进行分析，第一个是二维抗浮水位。

二维抗浮水位，它是一个独立于建筑基底埋深而客观存在的。

水文地质学上的场地最高水位问题，它是一个最为直观的抗浮水位概念。

它和含有水层的最高水位标高、建筑场地的平面坐标以及含水层数，有着密切的联系。

二维抗浮水位，它并不单单的只纯水位本身并不含有浮力，它只是将重点过度的集中在最高水位预测上，这和传统水文地质工作有着相似之处，能对抗浮水位进行简化。

排水构筑物抗浮设计

抗浮设计是保证排水构筑物安全运行的重要措施之一，因此对其进行研究具有重要意义。
研究目的和意义
研究目的
通过对排水构筑物进行抗浮设计，提高其抵抗浮力的能力，确保其在极端天气条件下的正常运行。
研究意义
排水构筑物在城市排水系统中发挥着重要作用，对于保障城市环境和人民生命财产安全具有重要意义。对其进行抗浮设计研究，有助于提高排水系统的可靠性和安全性，对于促进城市发展和保障人民生命财产安全具有积极意义。
02
排水构筑物抗浮设计基础
抗浮设计的概念和原理
抗浮设计的概念
排水构筑物抗浮设计是指通过采取工程措施，确保排水构筑物在地下水浮力作用下能够保持稳定，不发生上浮或倾斜变形。
抗浮设计的原理
排水构筑物的抗浮设计基于阿基米德原理，即物体在液体中受到的浮力等于其排开液体的重力。对于排水构筑物，通过合理设计其结构形式和构造措施，可以使其在地下水浮力作用下保持稳定。
工程提供了新的解决方案。
存在的问题与不足
研究范围的局限性
目前的研究主要集中在常见的排水构筑物类型，对于一些特殊类型的排水构筑物，抗浮设计方法仍需进一步探索。
缺乏实际工程验证
尽管已经提出了多种抗浮设计方法和措施，但实际工程应用案例较少，需要进一步验证其有效性。
抗浮设计与施工的协同性不足
抗浮设计需要与施工过程紧密配合，以确保设计的有效实施。然而，目前的研究中往往忽略了这一点，需要加强研究与实际工程的联系。
对未来研究的展望
发展新型抗浮技术
随着科技的不断进步，未来可以进一步发展新型的抗浮技术，以提高排水构筑物的抗浮能力。
加强实际工程应用研究
通过与实际工程的紧密合作，进一步验证现有抗浮设计方法的有效性，并针对不同类型和条件的排水构筑物开展更为全面的研究。

关于“抗浮水位”的讨论(1)

关于“抗浮水位”的讨关于“抗浮水位” 论
中国有色金属工业长沙勘察设计研究院曾昭建
二○一○年十一月
关于“抗浮水位”的讨论关于“抗浮水位”
一、基本概念二、抗浮设防水位的应用三、抗浮设防水位的确定四、关于长沙地区抗浮设防水位五、结语
一、基本概念
• 1、几个相关的名词解释、 • 根据与来源：《水文基本术语和符号标准》（GB/T50095－98）及《岩土工程基本术语标准》 GB/T50279 98 （GB/T50279－98） • 1.1地下水——狭义指埋藏于地面以下岩土孔隙、裂隙、溶隙饱和层中的重力水，广义指地面以下各种形式的水。（存在于地面以下岩石和土孔隙、缝隙的孔洞中的水。） • 1.2水位——自由水面相对于某一基面的高程。
一、基本概念
• 1.7重力水——当土垠水的含量超过土垠颗粒的吸引力和毛管力所能保持范围，在重力作用下，由上往下运移多余的水。 • 1.8孔隙水——存在于岩土孔隙中的重力水。 1.8 —— • 1.9隔水层——结构致密、透水性极弱的导水速率不足以对井或泉提供明显水量的岩土层。（渗透率小到可以忽略不计的岩土层——又称不透二十一世纪之前，或者更早一点的九十年代之前，在工程界，对于“抗浮”及“抗浮设防”没有提到重要的议事日程，也就是没有普遍提到或者引起足够的重视，那个时候，在工程界注意得多的是地下水的“静水压力”、“动水压力”、 “动态变化”等等。 • 1998年12月11日发布，1999年5月1日起实施的《水文基本术语和符号标准》（GB/T50095－98）以及1998年12月11日发布，1999年6月1日起实施的《岩土工程基本术语标准》（GB/T50279－ 98）均没有给出“抗浮”、“抗浮水位”或者 “抗浮设防水位”的定义。

岩土工程中抗浮水位确定的问题研究

岩土工程中抗浮水位确定的问题研究摘要：针对目前我国岩土工程建设中存在的地下水浮力威胁问题，开展了抗浮技术的研究。

文中就抗浮水位的确定，包括场地周边道路、场地标高、抗浮水位与地下水水量、基坑开挖过程中地下水的出露情况等方面的关系，并以工程实例为依据，对岩土工程中抗浮水位的确定问题进行研究探究。

关键词：岩土工程；抗浮水位；确定；勘察1引言在以往的工程建设中，由于我国大规模的工程建设，地基的埋深越来越大，因此，在岩土工程勘察中，如何判断抗浮水位是一个不容忽视的问题。

抗浮设计涉及到的工程造价较为敏感，往往一、二米的水头落差造成的工程成本变动动辄上百万；同时，如果不正确地确定抗浮水位，结构的抗浮性不足，将会给工程后期的正常使用带来安全隐患，而底板开裂、渗水等因抗浮能力不足而引起的工程事故也是屡见不鲜。

在实际工作中，勘察设计单位因其所处的角度不同，对抗浮水位存在着不同的理解，甚至存在着较大的差异。

特别是对场地抗浮水位与周围公路标高的关系、水量的大小等存在着较大的争论，因此，如何正确认识这些问题对于勘察设计人员而言将具有重要意义。

2抗浮水位与周边道路标高的关系施工现场的标高和周围道路标高之间存在着复杂的联系。

一般情况下，场地标高比周围的公路标高稍高0.1~0.2米。

由于场地高度受其它因素的制约，场地周围形成一定高度差，造成场地东西两侧（或南、北）两侧出现一定的斜坡，有时还会出现高差大的现象。

但在施工现场，户外地面标高一般不会有太大的变动，导致施工现场某些地段的户外地面标高与周围道路的差异变小。

此外，一些户外地面标高与周围道路标高有较大的差异，一般根据场地内室内地面的标高和地下水的类型、赋存情况综合确定抗浮水位。

因此，往往会有勘测单位提出的抗浮水位比周围公路地势低处的标高要高。

这种情形常常让工程施工方感到困惑，认为地下水位绝对不会比公路标高更高，是勘察单位错误地确定了抗浮水位。

3地下水水量大小与抗浮的问题在实际施工过程中，遇到的地下水主要有三种：上层滞水、潜水和承压水。

地下结构抗浮问题研究现状与发展

地下结构抗浮问题研究现状与发展摘要：随着地下工程向深大方向发展，地下水对地下结构的浮力问题成为设计与施工必须解决的问题，本文从抗浮需求的变化、抗浮设计目前存在的问题、传统抗浮措施的比较进行阐述，并用工程实例介绍了工程界越来越瞩目的排水降压抗浮法。

关键词：地下结构；抗浮措施；排水降压抗浮法一、抗浮需求的变化世界各国城市建筑历史表明，开发地下空间是实现城市建设可持续发展的必由之路，早期建筑很少设计地下室，也不存在抗浮问题，后来为了兼顾空间利用，并满足人防和建筑物的稳定性要求，各建筑单体一般设计附建式地下室，此时的由于地下室外墙一般不突出结构主体结构投影，结构自重一般可以满足抗浮要求，抗浮问题也不突出，但随着地下商场、地下停车场等功能性地下室的普遍应用，抗浮问题逐渐突出。

如广州花城广场为下沉式建筑，占地面积约56万平方米，珠海横琴口岸及交通枢纽占地面积34万平方米，这些由政府主导，有规划的成片开发，形成了地下街、地下商场甚至地下城，抗浮问题成了地下空间开发需要解决的重点问题。

地下结构从无地下室到有地下室，从浅地下室到深地下室，从小地下室到大地下室，由此带来浮力从小到大，从整体抗浮到局部抗浮等变化。

二、抗浮设计存在的问题抗浮设计时设计水位应该由勘察方还是设计方确定，目前尚无明确规定，勘察报告提供的一般是勘察期间的最高稳定水位，能否提供与季节相当或与结构使用年限相当最高水位，能否提供历史最高水位，结构使用期间是否会突破历史最高水位，能否涵盖各种极端气候条件及复杂水文地质条件，这些问题均无规范参考，设计单位与勘察单位也容易相互推诿，有的结构设计师直接取地表为最高水位，一米的水位会带来10千帕水压力，这对甲方的资金压力也是一个重大挑战，因此目前一般做偏水文地质的抗浮水位专项勘察来解决这个问题。

平地地形，当无工程设计使用年限内最高水位时，无承压水的平地地形，抗浮设计水位可取室外地坪，有承压水时取承压水头。

坡地地形，抗浮设防水位应根据上下游水头、分水岭、雨水补给、地质分布情况、地下室分布、基坑止水措施等综合考虑，此时抗浮水位与室外地坪不同，需根据渗流计算确定。

关于“抗浮水位”的讨论

二、抗浮设防水位的应用
• · 正确确定抗浮设防水位成为了一个涉及面广，尚处于发展中，工程建设中必须解决的十分关键的问题。它不仅仅只与勘察有关，也不仅仅是只通过详细勘察就能完全解决的问题。 • · 地下水的抗浮设防水位是一个有如抗震设防一样的重要技术经济指标，较为复杂，故对于重要工程的抗浮设防水位应委托有资质的单位进行专门论证后提出。
三、抗浮设防水位的确定 • · 从“高规”的8.6.2条不难看出：抗浮设防水位综合确定的三个方面，都涉及到一个名词——最高水位，所以说抗浮水位本身就是场地的最高水位，只是这个最高水位根据工程需要的不同以及我们拥有的资料（有否长期观测资料）不同而已，我们确定的一定应是“最高水位”。 • · 仅按勘察期间的实测水位来确定抗浮设防水位，是不够确切的，应结合场地地形、地貌、地下水补给、排泄条件和含水层顶板标高等因素综合确定。 • · 我国南方滨海和滨江地区，经常发生街道水浸现象，抗浮设防水位可取室外地坪标高。若承压水和潜水有水力联系时，应分别实测其稳定水位，取其中的高水位作为抗浮设防水位。
在1990年代，海南曾经发生过地下室浮出地面的事故。
二、抗浮设防水位的应用
• 2、抗浮设防水位的求取 • 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2002年版） • 4.1.13 工程需要时，详细勘察应论证地基土和地下水在建筑施工和使用期间可能发生的变化及其对工程环境的影响，提出防治方案，防水设计水位和抗浮设计水位的建议。 • 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）
三、抗浮设防水位的确定
• 8.6.4 对位于斜坡地段的地下室或其他可能产生明显水头差的场地上的地下室进行抗浮设计时，应考虑地下水渗流在地下室底产生的非均布荷载对地下室结构的影响；对地下室施工期间各种最不利荷载组合情况下，应考虑地下室的临时抗浮措施。 • · 地下室若处于斜坡地段或施工降水等原因产生稳定渗流时，渗透压力在地下室底板将产生非均布荷载，勘察报告宜提请抗浮设计人员注意这种非均布荷载对地下室结构的影响。 • · 直接位于高层建筑主体结构下的地下室，主要是施工期间的临时抗浮稳定问题，一般可通过工程桩或基坑临时强排水等措施来解决，而对于附属的裙房或主楼以外独立结构的地下室，则属于永久抗浮问题。

如何确定地下结构抗浮设防水位

如何确定地下结构抗浮设防水位现如今，我国城市化进程不断加快，建筑行业迅速发展起来，地下室的多高层建筑、纯地下车库等建设数量日益增加，通过分析场地抗浮设防水位与结构抗浮设防水位的差异，考查影响抗浮设防水位确定的各种因素，提出合理地确定地下结构的结构抗浮设防水位的方法和相应的技术控制措施。

说明合理地确定结构抗浮设防水位既能保证地下结构安全，又能产生巨大的经济效益。

标签：地下结构;抗浮设计;防水引言随着中国城市建设的高速发展，建筑不仅向天空发展，而且向地下掘进，很多高层建筑基础埋深超过15m，甚至达到30m以上，加上建筑体型常常较复杂，建筑结构下部有时存在裙房和“广场式建筑”的纯地下室部分。

抗浮设防水位与场地所在地貌单元、地层结构、地下水类型、各层地下水水位及变化幅度和地下水补给、径流、排泄条件等因素有关。

在地下室外墙承载力验算和抗浮设计中，正确确定抗浮设防水位不仅关系着建筑结构的安全，而且对工程的造价、施工工期、施工难度都有较大影响，是工程建设中的一个重点及难点问题。

1地下结构抗浮评价（1）当地下室的基础地板低于地下水水位时，此时，要全面、客观的分析地下结构所处区域的地层、地貌、地下水类型、地下水的水位变化情况等。

同时，还要考虑到建筑物的上部荷载情况，还要结合地下结构的埋深度，提出切实可行的对策。

（2）由于地下结构所处区域的地下水类型不同，因此，要考虑地下水是属于潜水，还是承压水。

随着一年四季的变化，地下水也会发生变化，所以，要客观、准确的评价抗浮设防水位。

（3）如遇到建筑工程要设置抗浮锚杆时，提供计算参数是不可缺少的，其中要知道砂浆与岩石之间的黏结强度特征值、抗拔系数等。

2地下结构抗浮设防水位的确定（1）抗浮设防水位一般取地下结构自施工期间至全使用寿命周期间可能遇见的最高水位。

当有地下水长期观测资料时，可根据历史上最高水位来推定今后使用期间的地下水最高水位。

当没有地下水长期观测资料时，但是对不同地貌单元地下水有季节变化幅度经验数据时，可按“勘察期间实测地下水位+地下水季节变化幅度+意外补给可能带来的地下水升高值”，来预测地下水抗浮设防水位。

地下工程抗浮设防水位研究现状及展望

地下工程抗浮设防水位研究现状及展望摘要：随着我国城镇化进展的加速，地下空间发展前景越来越广阔，同时，地下结构遇到的问题也越来越多，地下结构抗浮就是其中一个较为突出的问题，而如何准确获得抗浮设防水位是抗浮研究中最为重要的。

首先，总结梳理了国内外各规范对抗浮设防水位的规定；接着论述了各学者在抗浮设防水位的研究成果；最后，对抗浮设防水位研究现状进行了探讨，并对今后工作提出了展望。

关键词：地下工程；抗浮设防水位；地下水0引言随着我国城镇化进程的不断推进，地上空间不断被开发，地下空间发展和利用已经成为提高城市容量、缓解城市交通、改善城市环境的重要手段，这也导致地下结构遇到的问题也越来越多，其中一个问题就是水浮力对地下结构造成的破坏。

由于对抗浮设防水位认识不足，地下结构经常受到水浮力作用而造成破坏时有发生，如海口“梦幻园”住宅小区、某地下停车场、珠三角某高层住宅、惠州某商住楼、厦门市某地下2层车库等遭受暴雨导致基础整体上浮造成结构损坏或产生裂缝[1-5]。

因此，开展地下结构抗浮理论研究，尤其是如何确定抗浮设防水位对工程具有实际意义。

1抗浮设防水位研究现状抗浮设防水位是一个十分复杂的问题，涉及到水文地质、工程地质、土力学和水力学等多个学科领域，再加上我国幅员辽阔，水文气象条件、地质地形、地下水分布等条件千差万别，因此，想要准确的确定抗浮设防水位是十分困难的。

抗浮设防水位的选取直接影响水浮力的大小，如果设防水位取值偏小，会因为地下结构抗浮不足而导致结构破坏；如果设防水位取值偏大，又会导致工程造价过大，造成浪费。

因此，合理确定设防水位就变得十分重要。

通过对目前相关规范关于设防水位取值的问题进行梳，我们不难得出各规范对抗浮设防水位的规定都未统一，较多的规范都是简单的将历史最高水位作为地下结构抗浮设防水位，如《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）、《福建省建筑地基基础技术规范（DBJ13-07-2006）、《湖北省建筑地基基础技术规范》（DB42/242-2014）、欧洲规范《EN1997-1：2004》；部分规范考虑了承压水、周边水系及地质地形情况对抗浮设防水位的影响；我国第一部专门针对抗浮的《建筑工程抗浮技术标准》（JGJ 476-2019）规定，抗浮设防水位根据施工期、使用期和特殊场地三种情况来确定，考虑的影响因素也较为全面。

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第3期2017年6月水利水运工程学报HYDRO-SCIENCE A N D ENGINEERINGNo.3Jun. 2017DOI:10.16198/ki.1009-640X.2017.03.017王军辉，陶连金，韩煊，等.我国结构抗浮水位研究现状与展望[J].水利水运工程学报，2017(3):124-132.(WANGJunhui，TAO Lianjin，HAN Xuan，e t a l.Research s t a t u s and p r o g r e s s o f groundwater l e v e l a g a i n s t f l o a t i n g o f s t r u c t u r e s i n China[J].HydroScience and Engineering，2017(3) ： 124-132. (in Chinese))我国结构抗浮水位研究现状与展望王军辉以，陶连金\韩煊2，周宏磊2(1.北京工业大学建筑工程学院，北京100124 ; 2.北京市勘察设计研究院有限公司，北京100038)摘要：目前我国结构抗浮水位方面研究成果虽然很丰富，但分歧很大，不仅直接影响了实际工程中的应用，同时也造成了研究工作自身缺乏系统性和延续性。

为解决这一问题，利用水文学、水力学和土力学等科学理论，分别从抗浮水位基本概念、抗浮水位分析中两个基本问题（孔隙水压力和远期最高水位）的方法论和抗浮水位分析的技术体系等3个角度对既有研究成果进行了系统综述与客观分析。

在抗浮水位基本概念方面，根据地下水赋存和渗流理论，将目前研究成果划分为二维、准三维和三维等3种类型，提出了各自的数学表达式，分析了三者之间逻辑关系，讨论了各自的科学性和适用性。

在孔隙水压力分析方法方面，尤其是孔隙水压力折减问题，对基于渗流理论和有效应力原理的经典分析方法进行系统评述的同时，还对当前讨论热烈的基于结合水理论的分析方法进行了梳理评价。

在地下水远期最高水位预测方面，着重讨论了历史最高水位法、基于宏观数据反演法和数值分析法等3种方法的优缺点及需要完善之处。

在抗浮水位分析技术体系方面，以北京地区为例对该类问题作了简要总结与评述。

最后，对抗浮水位研究与应用现状进行了概要性评述，并结合我国国情，对未来工作提出了展望与建议。

关键词：结构；抗浮水位；地下水；孔隙水压力；远期最高水位中图分类号：T U46+2 文献标志码：A文章编号：1009-640X(2017)03-0124-09随着近30年来国内外城市建设中地下水位回升事件频繁发生，由此引起的结构上浮、变形甚至破坏的案例屡见不鲜[1-2]，抗浮措施在地下结构中逐渐得到重视，总体上可以分为主动抗浮（如排水减压、帷幕隔水等）与被动抗浮（如抗浮粧、抗浮锚杆、结构配重等）两类[2-5]。

而相对发达国家抗浮而言，受目前技术经济条件制约，我国还是以被动抗浮措施为主，其安全性和造价很大程度上取决于抗浮水位（部分文献称为“抗浮设防水位”、“抗浮设计水位”或“抗浮设防水头”等，方便起见,统一称为“抗浮水位”）这一重要技术经济指标,相关研究在我国今后相当一段时间内也具有重要的理论与现实意义。

我国抗浮水位研究最早可追溯到20世纪90年代中期，针对1995年官厅水库放水造成北京市西郊区域性的地下水位回升，引起部分地下室开裂和渗水工程事件，张在明等[3,6-7]率先在北京地区开始了有关抗浮水位问题的系统研究，首次将孔隙水压力分布和地下水水位预测等科学方法引人到抗浮水位分析中,并在大量的长期观测地下水数据基础上,首次建立了抗浮水位分析的场域法分析方法体系，且在北京地区得到了广泛应用。

张旷成首次在规范中对抗浮水位做了比较明确的定义[8]，提出了“场地抗浮水位”概念，并对相关分析方法展开了较深人讨论[9]。

黄志仑对多层含水层的抗浮水位及扬力分析方法进行了较详细讨论[|0-||]。

此后，许多学者在此基础上从不同专业领域(如水文地质、土力学和结构工程等）开展了进一步的研究工作, 抗浮水位研究也逐渐成为岩土工程与结构工程领域的一个热点。

收稿日期：2016-05-16基金项目：国家自然科学基金资助项目（41572276,41272337);北京市科技计划资助项目（Z161100001216011)作者简介：王军辉（1973—），男，安徽东至人，教授级高级工程师，博士，主要从事水文地质与工程地质方面的研究与咨询工作。

E-mail:wjh1223@ 第3期王军辉，等：我国结构抗浮水位研究现状与展望125但是，由于抗浮水位是一个十分复杂的问题，涉及到水文地质、工程地质、土力学、水力学和结构工程等多个学科领域，再加上我国地域辽阔,气象水文条件、地质及岩土条件和城市水资源分布等因素差异较大，因此迄今为止，结构抗浮水位尚远未形成相对统一而严谨的概念、方法和技术体系，从而在工程实践中多以经验为主，人为性很大，分歧较多，且目前的研究成果缺乏延续性和系统性，影响了对该问题进一步聚焦和深人研究。

为此，通过系统搜集相关的典型研究成果，从抗浮水位的基本概念、抗浮水位分析中两个基本问题 (孔隙水压力和最高水位预测）的方法论和抗浮水位分析技术体系等3个行业关注和争论的焦点进行全面综述与科学评论，以期达到消除行业内学术观点的“隔阂”、“形成认识上统一”和“集百家之长”目的，从而推进我国抗浮水位研究与实践朝着更科学和规范的方向发展。

1抗浮水位基本概念“抗浮水位”这个词最早来源于地表水防洪领域的“设计水位”[12]或“设防水位”，但由于地下水的赋存及运动规律较地表水要复杂得多，因此在其概念认识上目前还远不及防洪领域“设防水位”那样统一，这也是造成当前抗浮水位研究存在较大争议的根源之一。

囿于篇幅，主要对如下3种代表性的抗浮水位概念进行综述与评论。

1.1二维抗浮水位文献[8]首次对“抗浮水位”在规范中进行了明确定义，提出了 “场地抗浮设防水位”概念，该规范主编张旷成后来在文献[9]中对此展开了进一步论述，强调一个场地只有一个抗浮水位，对于多层含水层区，抗浮水位为各层地下水最高水位的最高值，而和建筑物基底位于哪个含水层无关，因此称其为“二维抗浮水位概念”，最终可用式（1)表达，即H = M a x [ H n u ( x ，r )] Z =1，2,3,…，" （1)式中:好为抗浮水位标高[L ];^mi 为第z '层含水层的最高水位标高[L ];*，y 为建筑场地的平面坐标[L ];ra为含水层数。

二维抗浮水位概念是一个独立于建筑基底埋深而客观存在的水文地质学意义上“场地最高水位”问题，这是一种最直观的抗浮水位概念，并和美国国家预制混凝土协会（N P C A )的建议[|3]基本一致。

从式（1)可以看出，二维抗浮水位是一个“纯水位”概念，本身不含“浮力”意义（而是计算浮力的一个条件），将抗浮水位分析聚焦在“最高水位预测”上[9]，这比较符合传统水文地质工作的特点，对简化和推进抗浮水位分析工作有重要意义。

二维抗浮水位概念在单一含水层区和各层地下水位十分接近条件下多层含水层区均比较适用，但当多层含水层之间最高水位差异明显时（如北京地区）[6]，可能出现过于保守情况。

1.2准三维抗浮水位针对文献[8]，黄志仑提出了完善性建议，认为在多层地下水区，抗浮水位应按建筑基底所在层位地下水的最高水位取值[1°]，同时对于含水层之间的相对弱透水层中的孔隙水压力（原文中称“扬力”）的计算也有所考虑[11]。

根据黄志仑的观点和Bernoulli 方程（略去速度水头，下同），抗浮水位可用下式表达，即=1，2,3,…，《 (当基底位于第Z 含水层中）(2)=1，2,3,…，m (当基底位于第j '弱透水层中）式中： '为基底位置标高[L ];^,^，；^,,)为基底标高'处第J '弱透水层最大孔隙水压力，由其上、下相邻含水层的最高水位确定[M L —T —2];y ,为水的重度[M L —2T —2]。

显然，和式（1)相比，式(2)考虑到了多层地下水水位和层间弱透水层的孔隙水压力，在含水层中仍为 “水位”的概念，而在弱透水层中为“水头”的概念，表明抗浮水位与基底标高^有关，强调了 “力”的意义。

同时，由于式(2)对各含水层和层间弱透水层是独立考虑的（图1)，相当于《个独立的含水层和m 个独立的隔水层交错叠加在一起，而不考虑它们之间的联系，因此称其为“准三维抗浮水位概念”。

相对于二维抗浮水H H m .( x ，y )，P m ( x ，y ，zh ) +----------y ,126水利水运工程学报2017年6月位概念，准三维抗浮水位概念在多层含水层区比较合理，尤其考虑到了不同含水层和层间弱透水层之间的差异，但由于对每个含水层和弱水层是独立考虑的（图1)，分析时各层地下水均需要有足够的水位监测资料，这在实际应用中可能遇到一定困难，如北京地区的层间水，由于其分布范围小，监测资料又很少，因此其最高水位是很难单独预测的，而需要借助其上下含水层间接求解[3,6-7，丨4]〇1.3三维抗浮水位张在明在北京地区长期地下水位监测、科学研究和工程实践基础上，认为抗浮水位不是简单的某个含水层的“最高水位”问题，而是与结构基底所在位置（可能在含水层中，也可能在弱透水层中）不利条件下最大孔隙水压力对应的一种“等效水位”（实际是水头），强调“力”的内涵[6-7]，这一点与“准三维抗浮水位概念”有相似之处，但也存在两点明显差别：一是张在明的抗浮水位无论基底位于含水层还是弱透水层，都是“水头”的概念;二是强调各含水层、层间弱透水层之间存在密切水力联系，应按一个完整的“地下水赋存体系”（groundwater regime )来考虑(对比图2和图1)，其渗流场内任意空间点“，y ，z )的水头好可统一按Bernoulli 方程描述，且需用地下水动力学中三维渗流模型来分析才能获得满意的解答，因此称其为“三维抗浮水位概念”。

Fig . 1 Schematic diagram o f m u l t i l a y e r e d a q u i f e r [l l ]①潜水②承压水③第二层承压水④局部人渗形成的穹形水位 ⑤上层潜水⑥悬滞-向下凸起的地下水位⑦弱透水层图2地下水赋存体系示意[6]Fig . 2 Sohematic diagram o f groundwater regime [6]根据前述三维抗浮水位概念和Bernoulli 方程，无论基底位于什么位置（含水层或层间弱透水层），抗浮水位均可以统一按下式表述，即h h +P m (W j (3)式中：P m “，y ，zh )为基底标高^处最大孔隙水压力，由三维渗流模型分析确定[M L -1T -2]。