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抗浮設(shè)防水位如何確定?

2021-12-06 1780 0

一、地下水位影響因素

我們知道,地下水活動(dòng)三要素,補(bǔ)給、徑流、排泄。在這里我們將其分成兩類,即地下水補(bǔ)給和排泄。

一個(gè)地區(qū)或場地地下水位受兩方面的影響,第一個(gè)方面是地下水補(bǔ)給,包括雨雪河湖等地表水下滲、側(cè)向徑流補(bǔ)給、上下層地下水的滲流補(bǔ)給、人類活動(dòng)(注水)等因素;第二個(gè)方面是排泄,包括側(cè)向徑流排泄、向上下層地下水的滲流排泄、人類活動(dòng)(抽水)等因素。

當(dāng)?shù)叵滤a(bǔ)給量大于地下水排泄量時(shí),地下水位趨于上升,反之下降。一定條件下處于相對(duì)平衡狀態(tài),形成穩(wěn)定地下水位。

通過一定的計(jì)算模型,是有望對(duì)地下水位變化值進(jìn)行預(yù)測的。

二、抗浮設(shè)防水位確定

具體到一個(gè)工程建設(shè),影響抗浮設(shè)防水位的因素會(huì)很多,個(gè)人認(rèn)為建立預(yù)測抗浮設(shè)防水位的計(jì)算模型主要考慮以下因素:

1、地表水入滲補(bǔ)給

地表水入滲是地下水的重要補(bǔ)給源,是影響地下水位變化的重要因素,包括大氣降雨降雪、地面河湖入滲,是預(yù)測抗浮設(shè)防水位的重要因素。其中河湖水量及入滲也與降雨降雪關(guān)系密切。建設(shè)工程使用期的氣象水文預(yù)測是比較困難的,通常根據(jù)歷史氣象水文資料推測,如根據(jù)50年或更長時(shí)段一遇的降雨量預(yù)測等。

2、地下水徑流補(bǔ)給和排泄

地下水徑流補(bǔ)給排泄對(duì)地下水位變化影響也很明顯,是預(yù)測抗浮設(shè)防水位的重要因素之一。

3、人工抽水注水

人工地下水抽取,包括生活用水和工農(nóng)業(yè)用水,是預(yù)測抗浮設(shè)防水位的重要因素。這些水有些可能通過下滲又回到了地下,但多數(shù)作為污水排出了評(píng)估場區(qū)。這里面工程施工降水也導(dǎo)致大量地下水被抽出,其中絕大部分水沒有回到評(píng)估評(píng)估場地地下,對(duì)地下水位短期影響明顯。

人工地下水補(bǔ)給,包括人工地下水回灌等,像工程施工降水一樣,對(duì)地下水位短期影響明顯。人工水庫通常對(duì)附近地下水位起到一定的影響。

4、地質(zhì)條件

地層巖性、巖土特征等地質(zhì)條件是地下水賦存、徑流的基礎(chǔ),其中地層滲透系數(shù)是地下水補(bǔ)給、徑流、排泄影響的重要指標(biāo),特別是對(duì)短期降雨水入滲影響較大。

5、地下水位狀態(tài)

現(xiàn)狀地下穩(wěn)定水位是當(dāng)前地下水在各因素影響下的動(dòng)態(tài)平衡,是預(yù)測抗浮設(shè)防水位的重要因素;近3~5年地下水位變化是近期地下水在各因素影響下的動(dòng)態(tài)變化趨勢,對(duì)預(yù)測短期抗浮設(shè)防水位有明顯影響;歷史最高地下水位是地下水補(bǔ)給和排泄差極值條件下的均衡水位,是預(yù)測長期抗浮設(shè)防水位的因素之一。

6、基礎(chǔ)位置和施工影響

基礎(chǔ)位置即地下開挖深度改變了場地地下水滲流條件,肥槽回填材料、密實(shí)度則明顯影響地表水入滲途徑或入滲量,特定條件下可明顯影響地下基礎(chǔ)的抗浮設(shè)防能力。

7、現(xiàn)狀地形及其變化

現(xiàn)狀地下水位是當(dāng)前地形下各影響因素的均衡,而場地整平甚至周圍地形的改變都可能對(duì)地下水的賦存及地下水位產(chǎn)生影響。這方面除了工程建設(shè)導(dǎo)致地形變化外,還要考慮區(qū)域規(guī)劃可能對(duì)工程建設(shè)產(chǎn)生的影響。

8、建設(shè)工程設(shè)計(jì)使用年限

抗浮設(shè)防水位預(yù)測是針對(duì)建設(shè)工程全生命周期的評(píng)估,建設(shè)工程設(shè)計(jì)使用年限也是評(píng)估的一個(gè)重要因素。

除了以上作為預(yù)測建構(gòu)筑使用期抗浮設(shè)防水位的客觀因素外,抗浮設(shè)防水位的最終確定還應(yīng)考慮建設(shè)工程的重要性、使用功能及安全度要求等因素。

當(dāng)然,其中很多因素是會(huì)變化的,諸如降雨量、地形等。換句話說,抗浮設(shè)防水位是在一定條件下預(yù)測出來的,是有邊界條件的。

三、設(shè)計(jì)施工使用風(fēng)險(xiǎn)提示

抗浮設(shè)防水位是在一定邊界條件下預(yù)測出來的,那么就存在超越邊界條件后,預(yù)測的抗浮設(shè)防水位失效的問題。如根據(jù)50年一遇的降雨量預(yù)測,實(shí)際降雨量超過了50年一遇,場地平整改變了地形地貌,改變了地表水或地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件等。

因此,為了保征預(yù)測的抗浮設(shè)防水位有效性,需要對(duì)后期設(shè)計(jì)、施工進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)提示或提出使用要求,保障工程處于假定的邊界條件內(nèi)。如提出基坑肥槽回填材料以及密實(shí)度、滲透系數(shù)要求,提出施工開挖、地下水控制要求,提出使用要求。

在這里說明一下,目前相關(guān)規(guī)范對(duì)基坑肥槽回填合格要求主要是密實(shí)度,并無滲透性要求。當(dāng)使用級(jí)配砂石作為回填材料時(shí),即使密實(shí)度合格,在強(qiáng)降雨之下地表水也會(huì)滲入基坑肥槽內(nèi),導(dǎo)致建設(shè)工程基底下地下水壓力的快速增加,而造成基礎(chǔ)底板上浮、開裂,特別是場地地表及地下排水不暢時(shí)。

四、近期案例簡析

從最近幾個(gè)司法宣判的建設(shè)工程浮起、地下結(jié)構(gòu)破壞案例看,有以下幾個(gè)共同的特點(diǎn):

1、勘察時(shí)地下水位低于基礎(chǔ)底板,基底以上地層以弱透水層為主;

2、都是在強(qiáng)降雨之后;

3、都是地下水基礎(chǔ)外肥槽滲入。

對(duì)造成底板浮起和破壞的原因是地表水滲入基坑肥槽導(dǎo)致基礎(chǔ)底板下的地下水壓力增加,得到了各責(zé)任主體的認(rèn)可。這種情況通常稱為水盆效應(yīng),它與通常認(rèn)知的場地地下水上升導(dǎo)致底板浮起和破壞有明顯不同。

對(duì)于這種情況究竟有哪個(gè)責(zé)任主體負(fù)責(zé)相關(guān)行業(yè)專家看法差異很大。法院宣判的結(jié)果也有很大差異,有的判勘察單位承擔(dān)主要責(zé)任,有的判設(shè)計(jì)單位負(fù)主要責(zé)任,一審判決和二審判決結(jié)果也存在較大差異。

對(duì)此恐怕需要一個(gè)認(rèn)知過程,相信經(jīng)過一定時(shí)間,責(zé)任問題會(huì)逐漸明朗。

五、小結(jié)

1、影響預(yù)測抗浮設(shè)防水位的因素很多;
2、預(yù)測的抗浮設(shè)防水位是有邊界條件的,當(dāng)超出邊界條件時(shí)預(yù)測值是無法保證的;

3、為保障預(yù)測的抗浮設(shè)防水位有效性,需要對(duì)后期設(shè)計(jì)、施工及使用提出要求。

相信建設(shè)項(xiàng)目各責(zé)任主體理應(yīng)充分認(rèn)識(shí)抗浮設(shè)防問題的重要性和復(fù)雜性,多一點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí),多一點(diǎn)溝通或商議,類似工程事故應(yīng)該能夠避免。

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