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中图分类号：TU893文献标识码： A
引言
抗浮设防水位系指地下室抗浮评价计算所需的，保证设防安全同时又经济合理的地下水位。抗浮设防水位的确定是一个既关系到建筑物的抗浮安全，同时影响到工程造价投资的大问题。
1.北京地区抗浮设防水确定的几个阶段
北京地区抗浮设防水确定是随着城市的发展，由城区向远郊区县、由平原地区向山区丘陵地区发展的规律有着几个较为明显的变化趋势，这个变化随着各位专家、学者以及一线工作者在工程实中的不断探索，逐步趋向于真实。笔者为说明这个变化趋势，同时也是为了更好的指导一线生产，人为将其划分为三个阶段，分述如下：
第一个阶段：抗浮设防水确定主要依据勘察报告实测的地下水位、地下水的动态变化规律、变化幅度以及历年最高地下水位并结合自然因素(大气降水、地下水的补给、排泄与径流等)、人为因素(地下水开采、水库放水、灌溉等)等综合确定。北京市勘察设计院由于掌握北京大部分地区的地下水长期动态观测资料，对确定抗浮设防水位做出较大的贡献。
第二阶段：随着工程实例的增多，一些专家学者以及一线工作者逐步发现抗浮设防水位的选取不仅与上述因素有关系，而且与基础的埋置深度位置、地下水的类型(上层滞水、潜水、承压水)与地层的透水性、隔水性有着很重要的关系，并且提出了相应的论点结论，例如李镜培、孙文杰发表于2007年4月份的《结构工程师》上的“地下结构的浮力计算与抗浮桩设计方法的研究”；肖林峻、杨治英发表于2009年11月份的《河北理工大学学报》的“地下水结构抗浮设防水位和浮力计算”，读者可以去认真阅读，笔者在此不再赘述。同时2009年正式施行的《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》(DBJ 11－501－2009)中也部分地接受了上述观点，并在该规范8.8.1条中不是特别明确的提出了以下观点：8.8.1当基础埋置在分布稳定且连续的含水层土中时（图8.8.1a、b），基础底板受水浮力作用，其水头高度为h。当基础埋置在隔水层土中，若隔水层土质在建筑使用期内可始终保持非饱和状态，且下层承压水不可能冲破隔水层，肥槽回填采用不透水材料时（图8.8.1 c），基础底板不受上层水的浮力作用；若隔水层为饱和土，基础应考虑浮力作用，但应考虑渗流作用的影响，对水浮力进行折减。
（a） （b）（c）
图 8.8.1 基础在土中埋置情况
在这一条款中，笔者认为尚有两个不足，有待进一步解释与补充。
(1)、没有明确地下水的类型(上层滞水、潜水、承压水)对抗浮设防水位的影响。
(2)、虽然提出了在一定地层条件、地下水类型条件下应对水浮力进行折减，但如何折减没有明确指出。
同时，在这一条款中，有一个非常重要的先决条件应引起各位注意，即“肥槽回填采用不透水材料”，其含义为在建筑肥槽回填阶段，应严格采用不透水材料并满足一定密实度要求，由此才会切断地下水的连通通道及上下联系。联系到工程实践中常常出现由于肥槽回填的不规范出现的散水开裂、外装修基础失稳、甚至管线弯曲折断等工程事故，提醒各建设项目的参與者、管理者，确实应重视这个问题，以避免工程事故的发生。
根据以上论述，可以得出如下一个结论，即在同一个场地内同一个项目的不同建筑物，由于基础埋置深度的不同，以及基础所穿透土层的不同，在一定条件的约束下(肥槽回填采用不透水材料并满足一定密实度要求)，其抗浮设防水位不是一个固定的数值，而是根据各种因素综合确定的不同数值。
工程实例1：
某住宅小区位于北京市房山区长阳，其中1#住宅为地上13层，地下3层，±0.00标高42.00m，基础埋深为-11.2m，11#住宅楼为地上15层，地下1层，±0.00标高42.00m，基础埋深为-4.4m。基础位置地层情况见下图：
勘察时实测地下水分为两层，第一层为上层滞水，水位埋深在3.50m左右，主要含水层为细砂③层；第二层为潜水，水位埋深在8.50m左右，主要含水层粉砂、细砂⑤层 细砂、中砂⑥层 圆砾⑥1层 卵石⑦层 细砂⑦1层。
根据各种现场水文试验以及与审图单位相关专家论证沟通，该项目抗浮设防水位的确定，摒弃了以往只提供一个单一数值的习惯，根据各建筑物的基础埋置深度的不同，所穿透土层的性质以及地下水的类型，对上述两个建筑物给出了不同的抗浮设防水位。
①对于1#住宅，基础底板位于粉砂、细砂⑤层中，其上为较厚的隔水层粉质粘土、重粉质粘土④层，地下室底板应考虑该层潜水水位上升所带来的地下水的上浮作用以及上层滞水渗流所带来的地下水的上浮作用，由于基础侧壁存在一定厚度的隔水层，且该隔水层为饱和土，因此，在建筑肥槽严格采用不透水材料并满足设计密实度要求的条件下，基础抗浮受到潜水的影响较大，而上层滞水对其影响较小，因此受到基础在考虑浮力作用的时候，同时考虑渗流作用的影响，对水浮力进行适当折减。在此条件下，建议上述建筑物的抗浮设防水位标高按35.00m考虑。
②对于11#住宅，基础底板位于粉质粘土、重粉质粘土④层中，地下室底板主要考虑上层滞水渗流所带来的地下水的上浮作用，由于基础侧壁存在一定厚度的隔水层，且该隔水层为饱和土，因此，在建筑肥槽严格采用不透水材料并满足设计密实度要求的条件下，基础抗浮受到上层滞水的影响较大，而潜水对其影响较小，基础在考虑浮力作用的时候，应同时考虑渗流作用的影响，对水浮力进行适当折减。在此条件下，建议上述建筑物的抗浮设防水位标高按38.00m考虑。
第三阶段：随着工程范围的拓展，北京地区的建设项目逐渐向远郊区发展，面对一些山区、丘陵地带、山前平原地带的建设项目，依据上述两个阶段的所积累的经验来确定抗浮设防水位时仍与实际情况相差较远，还需认真调查地形地貌特征、地层土质是否有利于地下水的汇集与储存，从而影响抗浮水位的确定。笔者现举以下例子说明：
2．工程实例：
某剧场项目位于北京市房山区长沟镇。拟建建筑物为一座大型的地上4-11层、地下3层的剧场，框架剪力墙结构，±0.00标高48.00m，基础埋深为-15.00m。
根据该项目地勘单位的工程地质勘察报告，钻孔孔口处地面标高为46.83m～44.08m，平均地面标高45.38m。相关地层主要由人工堆积层、第四纪沉积层和中上元古界蓟县系雾迷山组沉积层组成。
人工堆积层,岩性为：
①层为耕土: 黄褐色;稍密;稍湿~湿;断面散;含砖渣、灰渣、细砂颗粒、植物根;层厚0.50~1.60m,平均层厚0.87m。
人工堆积层以下为新近沉积层;岩性依次为：
②层为粘质粉土:褐黄色;稍密;湿~很湿;断面粗糙;多孔隙，含氧化铁、云母等;局部夹有粉质粘土薄层;层厚0.40~4.00m,平均层厚5.05m。
新近沉积层以下为一般第四纪沉积层;岩性依次为：
③层为粉质粘土:棕褐色;很湿~饱和;可塑~软塑;断面较光滑;含氧化铁、云母等;层厚1.00~4.40m,平均层厚4.84m。
一般第四纪沉积以下为残积层;岩性依次为：
④层为碎石、块石:杂色;很湿;中密;棱角形;一般粒径2~4cm，含量约63%,最大粒径10cm,成分为白云岩、石英岩等，充填粘性土;揭露层厚0.40~11.30m;揭露平均层厚3.67m。
④1层为重粉质粘土:褐红色;很湿;可塑~硬塑;含氧化铁、少量碎石等,断面光滑;层厚0.30~2.00m;分布不连续，大部分缺失,平均层厚0.78m。
残积层以下为中上元古界蓟县系雾迷山组基岩;岩性为：
⑤层为白云岩:灰白色;密实;湿;含遂石条带,局部变质为大理岩,岩体破碎,裂隙发育,层状构造;多为强风化，局部呈中风化，揭露层厚1.20~5.20m,揭露平均层厚3.28m。
地下水以局部存在的上层滞水，以及深部碎石、块石以及强风化白云岩里的基岩裂隙水为主，该项目勘察报告审查审查阶段，查询了北京地区的地下水长期动态观测资料，给出了一个接近自然地面的抗浮设防水位，根据设计估算，需要采用大直径的嵌岩抗浮桩才能满足抗浮要求。后来，甲方委托我单位进行了专门水文地质勘察，通过现场调查，发现该设防水位的确定有几个因素未被考虑。
(1)、地形、地貌：通过现场走访，拟建场地地形为山前丘陵地貌，场地西部山区有利于地表水、地下水的集中，具有范围广阔的汇水面，东部为开阔平坦的平原地区，两者高程相差较大，形成较大的水力坡度，以上特点造成地下水补给充分、水量丰富且流速較快。
(2)、地层条件：拟建场区对建筑、施工有影响的地下水的含水层、流通途径均以透水性较好的碎石、裂隙很发育的强风化白云岩为主，该层水在不同部位呈现不同特点，在基岩较高以及基岩出露位置，该层水表现为潜水，在局部地势较低洼、基岩埋藏较深且上部存在隔水层的位置，该层水表现为承压水，甚至在部分低洼地段形成自流区。
据以上两点分析，拟建场地虽然地下水补给充分、水量丰富且流速较快，但由于地势较高，含水层的流通性较好，地下水位要达到自然地面的高度几乎是不可能的。由此我单位适当降低了抗浮设防水位，通过抗浮验算，采用不嵌岩的抗浮锚杆既满足了抗浮要求，又降低了施工难度，为甲方节省了近千万的资金。
3.结论
抗浮设防水位的确定是一个既关系到建筑物的抗浮安全，也是一个关系到巨大投资的大问题。这就要求结构工程师和岩土工程师在考虑建筑物地下结构抗浮时，应根据场地工程地质条件、水文地质条件、建筑条件和地形地貌情况综合确定，根椐不同的地层、不同的基础埋深及地下水类型等，分析各种因素对抗浮设防水位影响，综合确定地下建筑物的抗浮设防水位。同时期待有关研究机构、一线生产单位多做相关的实验以及研究工作，积累工程经验，尽快完善相关规范，以利于指导生产。
参考文献：
(1) 李镜培、孙文杰发表于2007年4月份的《结构工程师》上的“地下结构的浮力计算与抗浮桩设计方法的研究”；
(2) 肖林峻、杨治英发表于2009年11月份的《河北理工大学学报》的“地下水结构抗浮设防水位和浮力计算”．
引言
抗浮设防水位系指地下室抗浮评价计算所需的，保证设防安全同时又经济合理的地下水位。抗浮设防水位的确定是一个既关系到建筑物的抗浮安全，同时影响到工程造价投资的大问题。
1.北京地区抗浮设防水确定的几个阶段
北京地区抗浮设防水确定是随着城市的发展，由城区向远郊区县、由平原地区向山区丘陵地区发展的规律有着几个较为明显的变化趋势，这个变化随着各位专家、学者以及一线工作者在工程实中的不断探索，逐步趋向于真实。笔者为说明这个变化趋势，同时也是为了更好的指导一线生产，人为将其划分为三个阶段，分述如下：
第一个阶段：抗浮设防水确定主要依据勘察报告实测的地下水位、地下水的动态变化规律、变化幅度以及历年最高地下水位并结合自然因素(大气降水、地下水的补给、排泄与径流等)、人为因素(地下水开采、水库放水、灌溉等)等综合确定。北京市勘察设计院由于掌握北京大部分地区的地下水长期动态观测资料，对确定抗浮设防水位做出较大的贡献。
第二阶段：随着工程实例的增多，一些专家学者以及一线工作者逐步发现抗浮设防水位的选取不仅与上述因素有关系，而且与基础的埋置深度位置、地下水的类型(上层滞水、潜水、承压水)与地层的透水性、隔水性有着很重要的关系，并且提出了相应的论点结论，例如李镜培、孙文杰发表于2007年4月份的《结构工程师》上的“地下结构的浮力计算与抗浮桩设计方法的研究”；肖林峻、杨治英发表于2009年11月份的《河北理工大学学报》的“地下水结构抗浮设防水位和浮力计算”，读者可以去认真阅读，笔者在此不再赘述。同时2009年正式施行的《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》(DBJ 11－501－2009)中也部分地接受了上述观点，并在该规范8.8.1条中不是特别明确的提出了以下观点：8.8.1当基础埋置在分布稳定且连续的含水层土中时（图8.8.1a、b），基础底板受水浮力作用，其水头高度为h。当基础埋置在隔水层土中，若隔水层土质在建筑使用期内可始终保持非饱和状态，且下层承压水不可能冲破隔水层，肥槽回填采用不透水材料时（图8.8.1 c），基础底板不受上层水的浮力作用；若隔水层为饱和土，基础应考虑浮力作用，但应考虑渗流作用的影响，对水浮力进行折减。
（a） （b）（c）
图 8.8.1 基础在土中埋置情况
在这一条款中，笔者认为尚有两个不足，有待进一步解释与补充。
(1)、没有明确地下水的类型(上层滞水、潜水、承压水)对抗浮设防水位的影响。
(2)、虽然提出了在一定地层条件、地下水类型条件下应对水浮力进行折减，但如何折减没有明确指出。
同时，在这一条款中，有一个非常重要的先决条件应引起各位注意，即“肥槽回填采用不透水材料”，其含义为在建筑肥槽回填阶段，应严格采用不透水材料并满足一定密实度要求，由此才会切断地下水的连通通道及上下联系。联系到工程实践中常常出现由于肥槽回填的不规范出现的散水开裂、外装修基础失稳、甚至管线弯曲折断等工程事故，提醒各建设项目的参與者、管理者，确实应重视这个问题，以避免工程事故的发生。
根据以上论述，可以得出如下一个结论，即在同一个场地内同一个项目的不同建筑物，由于基础埋置深度的不同，以及基础所穿透土层的不同，在一定条件的约束下(肥槽回填采用不透水材料并满足一定密实度要求)，其抗浮设防水位不是一个固定的数值，而是根据各种因素综合确定的不同数值。
工程实例1：
某住宅小区位于北京市房山区长阳，其中1#住宅为地上13层，地下3层，±0.00标高42.00m，基础埋深为-11.2m，11#住宅楼为地上15层，地下1层，±0.00标高42.00m，基础埋深为-4.4m。基础位置地层情况见下图：
勘察时实测地下水分为两层，第一层为上层滞水，水位埋深在3.50m左右，主要含水层为细砂③层；第二层为潜水，水位埋深在8.50m左右，主要含水层粉砂、细砂⑤层 细砂、中砂⑥层 圆砾⑥1层 卵石⑦层 细砂⑦1层。
根据各种现场水文试验以及与审图单位相关专家论证沟通，该项目抗浮设防水位的确定，摒弃了以往只提供一个单一数值的习惯，根据各建筑物的基础埋置深度的不同，所穿透土层的性质以及地下水的类型，对上述两个建筑物给出了不同的抗浮设防水位。
①对于1#住宅，基础底板位于粉砂、细砂⑤层中，其上为较厚的隔水层粉质粘土、重粉质粘土④层，地下室底板应考虑该层潜水水位上升所带来的地下水的上浮作用以及上层滞水渗流所带来的地下水的上浮作用，由于基础侧壁存在一定厚度的隔水层，且该隔水层为饱和土，因此，在建筑肥槽严格采用不透水材料并满足设计密实度要求的条件下，基础抗浮受到潜水的影响较大，而上层滞水对其影响较小，因此受到基础在考虑浮力作用的时候，同时考虑渗流作用的影响，对水浮力进行适当折减。在此条件下，建议上述建筑物的抗浮设防水位标高按35.00m考虑。
②对于11#住宅，基础底板位于粉质粘土、重粉质粘土④层中，地下室底板主要考虑上层滞水渗流所带来的地下水的上浮作用，由于基础侧壁存在一定厚度的隔水层，且该隔水层为饱和土，因此，在建筑肥槽严格采用不透水材料并满足设计密实度要求的条件下，基础抗浮受到上层滞水的影响较大，而潜水对其影响较小，基础在考虑浮力作用的时候，应同时考虑渗流作用的影响，对水浮力进行适当折减。在此条件下，建议上述建筑物的抗浮设防水位标高按38.00m考虑。
第三阶段：随着工程范围的拓展，北京地区的建设项目逐渐向远郊区发展，面对一些山区、丘陵地带、山前平原地带的建设项目，依据上述两个阶段的所积累的经验来确定抗浮设防水位时仍与实际情况相差较远，还需认真调查地形地貌特征、地层土质是否有利于地下水的汇集与储存，从而影响抗浮水位的确定。笔者现举以下例子说明：
2．工程实例：
某剧场项目位于北京市房山区长沟镇。拟建建筑物为一座大型的地上4-11层、地下3层的剧场，框架剪力墙结构，±0.00标高48.00m，基础埋深为-15.00m。
根据该项目地勘单位的工程地质勘察报告，钻孔孔口处地面标高为46.83m～44.08m，平均地面标高45.38m。相关地层主要由人工堆积层、第四纪沉积层和中上元古界蓟县系雾迷山组沉积层组成。
人工堆积层,岩性为：
①层为耕土: 黄褐色;稍密;稍湿~湿;断面散;含砖渣、灰渣、细砂颗粒、植物根;层厚0.50~1.60m,平均层厚0.87m。
人工堆积层以下为新近沉积层;岩性依次为：
②层为粘质粉土:褐黄色;稍密;湿~很湿;断面粗糙;多孔隙，含氧化铁、云母等;局部夹有粉质粘土薄层;层厚0.40~4.00m,平均层厚5.05m。
新近沉积层以下为一般第四纪沉积层;岩性依次为：
③层为粉质粘土:棕褐色;很湿~饱和;可塑~软塑;断面较光滑;含氧化铁、云母等;层厚1.00~4.40m,平均层厚4.84m。
一般第四纪沉积以下为残积层;岩性依次为：
④层为碎石、块石:杂色;很湿;中密;棱角形;一般粒径2~4cm，含量约63%,最大粒径10cm,成分为白云岩、石英岩等，充填粘性土;揭露层厚0.40~11.30m;揭露平均层厚3.67m。
④1层为重粉质粘土:褐红色;很湿;可塑~硬塑;含氧化铁、少量碎石等,断面光滑;层厚0.30~2.00m;分布不连续，大部分缺失,平均层厚0.78m。
残积层以下为中上元古界蓟县系雾迷山组基岩;岩性为：
⑤层为白云岩:灰白色;密实;湿;含遂石条带,局部变质为大理岩,岩体破碎,裂隙发育,层状构造;多为强风化，局部呈中风化，揭露层厚1.20~5.20m,揭露平均层厚3.28m。
地下水以局部存在的上层滞水，以及深部碎石、块石以及强风化白云岩里的基岩裂隙水为主，该项目勘察报告审查审查阶段，查询了北京地区的地下水长期动态观测资料，给出了一个接近自然地面的抗浮设防水位，根据设计估算，需要采用大直径的嵌岩抗浮桩才能满足抗浮要求。后来，甲方委托我单位进行了专门水文地质勘察，通过现场调查，发现该设防水位的确定有几个因素未被考虑。
(1)、地形、地貌：通过现场走访，拟建场地地形为山前丘陵地貌，场地西部山区有利于地表水、地下水的集中，具有范围广阔的汇水面，东部为开阔平坦的平原地区，两者高程相差较大，形成较大的水力坡度，以上特点造成地下水补给充分、水量丰富且流速較快。
(2)、地层条件：拟建场区对建筑、施工有影响的地下水的含水层、流通途径均以透水性较好的碎石、裂隙很发育的强风化白云岩为主，该层水在不同部位呈现不同特点，在基岩较高以及基岩出露位置，该层水表现为潜水，在局部地势较低洼、基岩埋藏较深且上部存在隔水层的位置，该层水表现为承压水，甚至在部分低洼地段形成自流区。
据以上两点分析，拟建场地虽然地下水补给充分、水量丰富且流速较快，但由于地势较高，含水层的流通性较好，地下水位要达到自然地面的高度几乎是不可能的。由此我单位适当降低了抗浮设防水位，通过抗浮验算，采用不嵌岩的抗浮锚杆既满足了抗浮要求，又降低了施工难度，为甲方节省了近千万的资金。
3.结论
抗浮设防水位的确定是一个既关系到建筑物的抗浮安全，也是一个关系到巨大投资的大问题。这就要求结构工程师和岩土工程师在考虑建筑物地下结构抗浮时，应根据场地工程地质条件、水文地质条件、建筑条件和地形地貌情况综合确定，根椐不同的地层、不同的基础埋深及地下水类型等，分析各种因素对抗浮设防水位影响，综合确定地下建筑物的抗浮设防水位。同时期待有关研究机构、一线生产单位多做相关的实验以及研究工作，积累工程经验，尽快完善相关规范，以利于指导生产。
参考文献：
(1) 李镜培、孙文杰发表于2007年4月份的《结构工程师》上的“地下结构的浮力计算与抗浮桩设计方法的研究”；
(2) 肖林峻、杨治英发表于2009年11月份的《河北理工大学学报》的“地下水结构抗浮设防水位和浮力计算”．