摘要：近年来，我国的岩土工程建设有了很大进展，岩土勘察工作也越来越受到重视。为解决地下水浮力对岩土工程影响问题，对抗浮水位相关问题进行了深入研究。通过水文地质勘察相关参数确定抗浮水位和抗浮验算，在此基础上进行合理的抗浮设计，通过某工程案例分析，证明了抗浮水位对工程的重要性。
关键词：岩土工程勘察；抗浮水位；抗浮验算；抗浮锚杆
引言
勘察单位一般很难按规范要求提供经济合理的抗浮设防水位，一是勘察施工工期短，很难满足水文年度观测的要求；二是长期、系统的区域水文资料缺乏。这使得勘察单位一般都以“设计室外地坪”或者“场地整平标高”为依据进行抗浮设防水位的选取，结构设计人员也按此设计，取值往往过高，容易造成浪费，但如果不按此取值，过低又会造成地下室底板开裂渗水，给工程建设带来损失。
1抗浮锚杆施工技术
该技术经常在地下室施工中运用，可以提升建筑物的抗浮性能，并增强施工效率，降低成本、缩短工期。该工艺和传统的抗浮技术相比，有很强的环保性。例如施工中噪声小，减少对周边环境的影响，并且产生的粉尘较少，不会造成环境污染等问题，总的来说，抗浮锚杆施工技术的应用价值较高。另外，抗浮锚杆技术经常被用在地质环境复杂的区域，可以提升防渗漏的效果，特别是地下室，如果出现渗水漏水的情况，雨水会顺着建筑物，进入深层地基，长此以往会产生较大的浮力，如果建筑的整体应力情况不能满足平衡的浮力，就会降低地基的稳定性。使用抗浮锚杆技术，就能利用自身的抗拉强度，提升其抗拉力，减少地基上浮力，完成最终抗浮的目标。
2岩土工程勘察中抗浮水位设置方法
2.1确定抗浮水位
抗浮水位的确定是岩土工程勘察中抗浮水位技术的核心内容。由于地下水流动性强并且地下水层结构较为复杂，所以确定抗浮水位要综合多方面分析，参考内容包括场地条件、勘察范围内的地理环境、施工项目的建筑特点以及施工场地长期的水文地质资料等，还要结合地下水的储藏结构、勘察区域的气候条件、地下水的补给和排泄条件等等因素。抗浮水位的确定既要根据勘察区域的长期水文观察记录，施工项目完成后的地下水位变化也要进行长期探测，以此来确保抗浮水位技术的应用效果。首先勘察施工场地的水文地质条件，重点是要勘察到地下水结构以及地下水的补给和排泄情况，查明该区域的历史水位情况。同时要勘测出施工项目基础底板所在的地层位置以及与含水层的关系，如果施工项目的基础底板处于含水层中时，该含水层的历史最高水位将作为此次岩土工程勘察的抗浮水位；如果施工项目的基础底板处与两个含水层之间时，此时抗浮水位取决于施工项目的建筑物所受的浮力与地下水压力之间的关系，需要运用阿基米德定律进行计算。建筑物所受浮力计算公式如下。
公式（1）中F表示施工建筑所受的浮力，G表示施工建筑的重力，ρ表示含水层液体的密度，g表示重力加速度，V表示基础底板所排出液体的体积。以此来计算出抗浮水位，公式如下。
公式（2）中T表示抗浮水位，λ表示含水层液体压力，h表示基础底板与地表距离，S表示基础底板的面积。结果公式（1）（2）可以计算出当基础底板位于两个含水层之间时的抗浮水位。结合抗浮水位的情况对抗浮锚杆进行设计。
2.2抗浮设防水位
（1）抗浮设防水位宜取地下室自施工期到使用寿命结束期间可能遇到的最高水位，应以场地所在区域的水文资料为基础，并按当地经验修正后确定。（2）场地具多种类型地下水，各类地下水虽然具有各自的独立水位，但各类地下水有水力联系时，宜按各层水的混合最高水位确定。（3）当地下结构邻近江、湖、河、海等大型地表水体，且与本场地地下水有水力联系时，可按地表水体百年一遇高水位及其波浪雍高，结合地下排水管网等情况，并根据当地经验综合确定抗浮设防水位。（4）对于场地环境低洼具备汇水聚集条件的地区，应根据特大暴雨期间可能形成街道被淹的情况确定。
2.3设置抗浮锚杆
抗浮锚杆是目前解决岩土工程勘察抗浮水位技术中应用最为广泛的抗浮方法。抗浮锚杆主要是通过杆体侧摩擦力与杆体自身重力来解决岩土工程勘察中抗浮问题，抗浮锚杆直径大，抗浮能力强，能够均匀的承担地下水浮力，并且具有成本低、布置灵活、锚固效率高等相比其他抗浮方法优点。抗浮锚杆要根据抗浮水位情况与抗浮验算结果来设计，以此来实现最大效果的抗浮水位技术。以下为抗浮锚杆横截面积计算公式。
公式（3）中AS表示抗浮标杆横截面积，T表示抗浮水位，G表示施工建筑重量，K表示荷载系数。抗浮锚杆锚固长度计算公式如下。
公式（4）中L表示抗浮锚杆锚固长度，F表示地下水浮力，G表示施工建筑重量，T表示抗浮水位。抗浮锚杆的作用是为施工建筑抵挡地下水浮力的作用，除了计算抗浮锚杆横截面面积与固锚长度之外，还要根据施工项目面积计算出抗浮锚杆的数量。通过部署抗浮锚杆解决岩土工程勘察中抗浮水位技术问题。
3设计施工方案
施工前先对施工地点进行深入的分析，此工程的地质情况为：上层砂层较厚，下层岩层较薄，基坑挖掘过程中，外界会对其产生较大的压力，如果出现砂层穿透成孔，一定会出现涌水和涌砂的问题，最终影响施工，如果强行施工，会因为水和砂涌出时间的加长，基坑区域中底层被掏空，不但自身建筑不能顺利进行，还严重影响到周边建筑的安全性。因此要对此工程中的涌水涌砂现象进行深入的分析，一般情况下产生该问题主要有两点原因：第一，地下水位过高，如果使用锚杆成孔技术，为地下水涌出提供便捷条件，在涌水的过程中，会受砂层的影响，细砂从打孔位置，与水一同流出；第二，工程的基坑底部被动土的压力较低，突涌压力较大，加上钻孔的位置，令地下结构变的疏散，导致大量的水涌出。鉴于上述原因，使用抗浮锚杆施工技术施工时，先做好设计工作，增加地下被动土压力，并避免因为钻孔的问题，对地下土层带来的阻碍，进而降低水的突涌压力。经过多层次的措施，使用钻孔套管成孔的形式，对其进行泥浆的保护，防止在施工过程中出现涌水涌砂的情况，减少泥沙的流失，加强对锚杆成孔过程中的添加剂的使用，保证成孔项目质量和全部抗浮锚固体的施工效果。
结束语
综上所述，岩土工程勘察中通过抗浮水位技术的运用有效保证了地下结构的安全性，同时也对施工项目的顺利实施起到了重要作用，有效解决了岩土工程勘察中抗浮水位技术问题。由于时间和资料准备的不够足够，岩土勘察项目中抗浮水位技术的其他方面还需有待研究。
参考文献：
[1]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.
[2]曹洪，朱东风，骆冠勇，等.临江地下结构抗浮计算方法研究[J].岩土力学，2017，38（10）：2973-2979.
[3]罗良誉.地下室抗浮锚杆节点防水施工技术的研究[J].福建建材，2018（12）：94-95.
[4]何云志，陈世伟，刘文韬.大直径抗浮锚杆体施工技术在工程中的应用[J].建筑施工，2018，40（10）：1704-1705+1708.
[5]邱江，曾德志，郭涛，等.机械锚固法抗浮锚杆施工技术在深基坑的应用[J].混凝土与水泥制品，2018（06）：85-88.
[6]机械工业勘察设计研究院有限公司.高层建筑岩土工程勘察标准：JGJ/T72-2017[S].北京：中国建筑工业出版社，2017.
[7]工程地质手册（第五版）编委会.工程地质手册（第五版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2018.
论文作者:阮华新,张文杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/24
标签：浮水论文; 岩土论文; 地下水论文; 锚杆论文; 浮力论文; 水位论文; 含水层论文; 《基层建设》2019年第22期论文;