在地下室周邊設置盲溝降低抗浮水位方法的探討

李國勝1，鄭言發2，吳 沖3

（1 一級注冊結構工程師、銅陵市建筑工程施工圖設計文件審查有限公司總工、銅陵市建設工程質量監督監測有限公司總工；2 注冊土木（巖土）工程師、安徽中匯規劃勘測設計研究院有限公司副總工；3 注冊公用設備工程師（給水排水）、安徽山水城市設計有限公司設備分院副院長）

[提要]當建筑場地有一面或幾面高出周邊場地或市政道路，且場地為弱透水性土層、地下水量不大（排水面積較小）、常年水位較低時，可通過在地下室周邊設置盲溝降低抗浮水位，從而節約造價。該方法的基本思路是通過“隔”、“排”結合，將地下水位控制在盲溝標高以下。盲溝排水系統應進行施工質量檢驗和驗收；應對地下水水位和水壓力長期進行監測；應對排水系統長期進行維護；應配備長期應急措施。該方法同其他采用盲溝降低抗浮水位的方法（如底板下設置盲溝的方法）一樣，存在設計方法不成熟、實際使用年限達不到50年、后期維護費用高、盲溝使用有風險四個方面問題，應引起高度注意，慎重采用。

0 引言

隨著小區車位配置比例的提高，地下室越來越多，越來越大，越來越深（多層車庫），抗浮問題也越來越突出。解決抗浮穩定性問題有兩個方法，一個方法是“抗”，如加大配重、增設錨桿或抗拔樁等；另一個方法是采取措施降低抗浮水位。由于“抗”的方法造價太高，建設單位希望勘察、設計單位能采取措施降低抗浮水位，從而節約造價。在山區或丘陵地區，很多建筑場地有一面或幾面高出周邊場地或市政道路，抗浮水位如果按通常方法取室外地坪下0.5~1.0米似乎太保守，但如果取得太低，又可能不安全。因為當地下室處于不透水地層或弱透水性地層時，如果基坑肥槽回填土透水性較強、密實度不高、地表封閉效果較差，降雨或地表水下滲將儲存在肥槽中，由于無排泄條件而形成高水位 （ 眾多工程事故案例已證明，此條件將對基礎底板產生較大的浮力）。為解決這一問題，可在地下室周邊設置盲溝，將地下水快速排入市政雨水井或較低場地的雨水井，從而達到降低抗浮水位的目的。雖然《建筑工程抗浮技術標準》（JGJ 476-2019）（簡稱抗浮標準）和《地下工程防水技術規范》（GB50108-2008）（簡稱防水規范）對其進行了規定，但很多規定僅僅是原則性的，無法指導具體設計。另外，由于該設計涉及建筑結構、巖土和給排水專業，而實際設計往往是由某一個專業獨立完成的，難免會出現錯誤，達不到降低抗浮水位的目的，甚至存在重大安全隱患。本文由建筑結構、巖土和給排水三個專業工程師共同完成，希望對設計人員有所幫助，同時也希望大家多提寶貴意見，以使該設計方法更加完善。

1 盲溝排水原理

防水規范第6.2.4條條文說明解釋了在地下室周邊設置盲溝降低抗浮水位方法的原理：“盲溝排水，一般設在建筑物周圍，使地下水流入盲溝內，根據地形使水自動排走。如受地形限制，沒有自流排水條件，則可設集水井，再由水泵抽走。”實際工程中，“根據地形使水自動排走”（簡稱“自流式”）就是盲溝內集水管設置一定的坡度，在盲溝最低標高處設集水井，再通過排水管將盲溝內水排入市政雨水井；當地下室附近有較低的場地時，也可通過排水管將盲溝內水排入較低場地的雨水井。當盲溝最低標高低于附近市政雨水管標高時，必須設集水井，由水泵將集水井中水抽走（簡稱“泵抽式”）。“自流式”運行成本低，適宜采用；“泵抽式”長期運行成本高，不宜采用。

2 適用范圍及其理解

防水規范第6.2.4條規定了在地下室周邊設置盲溝降低抗浮水位方法的適用范圍：“盲溝排水宜用于地基為弱透水性土層、地下水量不大或排水面積較小，地下水位在建筑底板以下或在豐水期地下水位高于建筑底板的地下工程”。

（1）當建設場地的地基為強透水性及以上土層時，雨水在沿地面徑流的同時，會大量下滲，以至于盲溝來不及排水，地下水位可能會升高到設定的盲溝以上。因此，盲溝排水不宜用于強透水性及以上土層。

（2）當地下水量大或排水面積大時，由于盲溝排水能力有限，大體量的地下水再加上外圍徑流補給，盲溝控制地下水位的效果降低，地下水位有升高到設定的盲溝以上的可能，因此，盲溝排水不宜用于地下水量大或排水面積大的情況。

（3）規范規定盲溝宜用于“地下水位在建筑底板以下或在豐水期地下水位高于建筑底板的地下工程”，是基于該規范將盲溝設置在地下室底板標高處或更低處（見防水規范圖6.2.5-1、圖6.2.5-2）。此時，如果常年地下水位高于底板，盲溝將長期工作，不停地排水，且排水量大，一方面盲溝的反濾層、集水管容易淤塞，另一方面長期水流的潛蝕作用可能帶走細土粒，破壞土體結構。根據這個原則，當盲溝高于底板標高時，則也要求常年地下水位低于盲溝標高，僅豐水期地下水位可以高于盲溝標高。換言之，盲溝位置宜高于常年地下水位。對于上層滯水，由于其具有不連續性和季節性，盲溝設置標高能否低于上層滯水水位，可由專家論證確定。

3 可行性論證

由于在地下室周邊設置盲溝降低抗浮水位方法涉及到建筑結構、巖土和給排水三個專業，因此，應由甲方組織召開專家論證會（專家組一般由兩名結構專業、兩名巖土專業及一名給排水專業專家組成），對設計單位提出的期望抗浮水位（期望抗浮水位一般為防水板滿足構造配筋時的抗浮水位或不需設抗浮錨桿和抗拔樁時的抗浮水位）進行論證，并形成專家論證意見。專家論證意見應提出建議的抗浮水位（如果期望抗浮水位能實現，建議的抗浮水位宜取期望抗浮水位）及有關要求。然后由勘察單位對專家論證意見建議的抗浮水位進行確認，確認后的抗浮水位即為設計抗浮水位。最后由設計單位按設計抗浮水位及專家論證意見進行盲溝設計。

4 盲溝設計

（1）盲溝平面布置圖（見圖1）

為方便讀者對照理解，筆者繪制了盲溝剖面示意圖（見圖2），具體設計時可以不繪制該圖，但應將所有內容在“盲溝平面布置圖”和“大樣圖”中表達清楚。

盲溝平面布置圖具體內容包括：

1）盲溝位置、坡度及標高：應在圖中示出盲溝平面位置（沿地下室周邊布置一圈）、盲溝集水管坡

度及頂標高。防水規范對盲溝坡度未做規定，參照《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）第7.4.3條及《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2013）第16.2.3條第3款，盲溝坡度不宜小于0.3%。

2）盲溝檢查井位置及標高：圖中應示出盲溝檢查井平面位置、底標高和頂標高。防水規范第6.2.5條第5款規定，應在轉角處及直線段每隔一定距離（一般可為30~50米）設置檢查井,井底距集水管底應留設200~300mm的沉淀部分，井蓋應采取密封措施。檢查井頂面高出室外地面不應小于150mm，以防地表水進入。盲溝檢查井的作用是，用來監測地下水位及進行盲溝（集水管）的維護與疏通。

3）市政雨水井位置及標高：用來接收盲溝排水的市政雨水井應在平面圖中示出（不宜少于2個）,如圖1中雨水井1、雨水井2，且應注明雨水井內管頂標高（該標高由甲方提供）。這些雨水井應確保暴雨時節排水暢通，不出現積水和回水。

4）排水管位置、坡度及標高：連接盲溝和市政雨水井的排水管應在平面圖中示出,如圖1中排水管1、排水管2，且應注明坡度和標高。與盲溝集水管坡度一樣，排水管坡度不應小于0.3%，排水截面積不應小于盲溝集水管排水截面積的兩倍。

（2）大樣圖

1）盲溝大樣：圖3參照防水規范第6.2.5條規定的盲溝做法，圖4參照基坑支護規程第7.4.3條條文說明規定的盲溝做法，都可以采用。其區別為：圖3盲溝采用卵石與中砂反濾層，圖4盲溝采用級配碎石外包兩層土工布反濾層。大樣中混凝土墊層上增設透水孔，貼地下室外墻邊增設通長透水槽以及基坑底部要求采用砂石回填，目的是形成排水通道，當地下水從肥槽外側或肥槽內滲入基底，隨著水量增多，水位升高，水壓隨之增大，地下水可由透水槽經透水孔快速進入盲溝。由于盲溝四周為壓實素土（根據抗浮規范第6.5.5條第3款規定，基坑肥槽回填應采用分層夯實的黏性土、灰土或澆筑預拌流態固化土、素混凝土等弱透水材料），如果不設置排水通道，基底內的地下水因無法排出可能會形成高壓，增大底板浮力，形成安全隱患。

防水規范第6.2.5條規定，盲溝集水管內徑為φ300，宜采用無砂混凝土管，但國標《地下建筑防水構造》（10J301）第63頁集水管采用無紡布花管。注意，規范規定的“盲溝集水管內徑為φ300”應理解為最低要求，如排水量大、盲溝長，則應加大集水管管徑。

2）盲溝與盲溝連接大樣：圖5為盲溝與盲溝在檢查井處連接大樣，檢查井做法可選用給排水專業標準圖。

3）盲溝與排水管連接大樣：圖6為盲溝與排水管通過集水井連接大樣。當地下室底板有外挑板時，集水井底板底面不得低于地下室外挑底板頂面。當地下室底板無外挑時，集水井底板底面不得低于地下室底板底面，否則需加大基坑開挖深度,增加基坑支護造價；當為筏板基礎時，還會影響筏板基礎地基承載力。

4）排水管與市政雨水井連接大樣：圖7為排水管與市政雨水井連接大樣。

5 盲溝集水管頂標高的確定

為了后文敘述方便，先對有關符號的含義進行規定：

a——排水管在市政雨水井側壁處的頂標高（見圖7及圖2最右邊大樣）；

L——排水管長度（單位為m）；

b——地下室底板頂標高；

c——地下室底板底標高；

hd——檢查井底板厚度，一般為120mm；

hg——盲溝集水管底與檢查井底板頂之間的距離，一般為200~300mm；

φ——盲溝集水管（內）直徑，應>=300mm；

ip——排水管坡度，應>=0.3%；

im——盲溝（集水管）坡度，應>=0.3%。

（1）用來推算集水管頂標高的市政雨水井的確定

盲溝集水管頂標高可從距離地下室較近、標高較低的市政雨水井處開始推算，如圖1中雨水井1。如果地下室附近同時有幾個雨水井，判斷哪個是用來推算集水管頂標高的市政雨水井較困難時，則可按以下方法確定：以各自雨水井中市政排水管頂為起點，以同樣的坡度，按照能夠實現的布管路線向地下室延伸，與地下室外邊緣交點標高最低的雨水井即為用來推算集水管頂標高的市政雨水井。

（2）盲溝集水管頂最低標高的確定

盲溝集水管頂最低標高位于盲溝與排水管連接的集水井處（見圖6），可按以下方法推算：

1）當地下室底板有外挑板時，由于 圖6中集水井底板底面不得低于地下室外挑底板頂面，因此，當a+Lx0.3%<b+hd+hg+φ時，圖6中集水管頂標高為b+hd+hg+φ，排水管坡度將大于0.3%；如果a+Lx0.3%≥b+hd+hg+φ，圖6中集水管頂標高為a+Lx0.3%，排水管坡度等于0.3%。

2）當地下室底板無外挑板時，由于圖6中集水井底板底面不得低于地下室底板底面，因此，當a+Lx0.3%<c+hd+hg+φ時，圖6中集水管頂標高為c+hd+hg+φ，排水管坡度將大于0.3%；如果a+Lx0.3%≥c+hd+hg+φ，圖6中集水管頂標高為a+Lx0.3%，排水管坡度等于0.3%。

（3）其他部位盲溝集水管頂標高的確定

在盲溝集水管頂最低標高確定后，再以此處為起點A，集水管按照不小于0.3%的坡度向兩側沿地下室周邊往遠處延伸（一般情況下兩邊坡度相同，特殊情況時也可不同），直到交圈，交圈處B點即為集水管最高點（此時集水管閉環有兩條排水路徑：AB左線和AB右線），這樣就初步確定了集水管頂標高。如果只有這一個雨水井，那么初步確定的集水管頂標高就是最終標高。如果附近還有其他市政雨水井（如圖1中雨水井2），先判斷其能否利用，判斷方法是，以排水管2在雨水井2側壁處的頂標高為起點，以0.3%的坡度向地下室延伸，與地下室邊緣的交點標高如果高于初步確定的集水管頂標高，則雨水井2就不能利用；如果不高于初步確定的集水管頂標高，則雨水井2就能利用。再以排水管2與盲溝交點為起點C，集水管按照不小于0.3%的坡度向兩側沿地下室周邊往遠處延伸（一般情況下兩邊坡度相同，特殊情況時也可不同），直到與初步確定的集水管頂標高相交于D、E兩點（此時集水管閉環有兩個出口、四條排水路徑：DA、DC、EA、EC）。如果附近還有市政雨水井可以利用，集水管頂標高確定方法依此類推。

6 盲溝豎向的最終確定

按本文方法設置盲溝后，為了安全和方便抗浮計算，盲溝所能控制的抗浮水位（下文簡稱盲溝抗浮水位）建議按以下方法確定：當地下室頂、底板均在同一個標高時，盲溝抗浮水位取盲溝最高點集水管頂標高；當地下室頂、底板有坡度（或整體有坡度）時，盲溝抗浮水位則取盲溝集水管頂與室外設計地面最小距離n，即室外設計地面標高下n。

（1）當盲溝抗浮水位比設計抗浮水位（即經勘察單位確認的專家論證會建議的抗浮水位）低0.5米以上時，則宜將全部盲溝整體上抬，排水管坡度加大（同時盲溝底標高應高于常年地下水位）。因為雖然盲溝標高越低，對降低抗浮水位越有利，但同時也會使盲溝排水量加大，工作時間（排水時間）加長，出現更多的沉渣淤塞盲溝。另外，當全部盲溝整體上抬后，可能會出現附近市政雨水井原來因為排水管坡度小于0.3%不能利用但現在可以利用的情況，這時就可根據需要增加可以利用的雨水井。

（2）當盲溝抗浮水位比設計抗浮水位低0.5米以內時，則盲溝設計滿足要求，不需再做調整。

（3）當盲溝抗浮水位比設計抗浮水位高時，則盲溝設計不滿足要求，需重新設計（可減小排水管和盲溝坡度，但不應小于0.3%）。

7 有臨空面的地下室盲溝設置問題

當地下室有一面或幾面為臨空面時，抗浮水位不能以臨空面處室外標高為基準取值。因為地表水從有土體一側下滲，從臨空面一側排出需要一定的時間（砂質土時間短，粘性土時間長，淤泥或淤泥質土時間更長），在這段時間內，有土體一側水位會升高，極端情況有可能與該側室外地面平；從臨空面一側地下室底板下冒出的水可能具高承壓性。也就是說，地下室靠臨空面一側抗浮水位可能高于室外地面，整個地下室底板的抗浮水位從臨空面一側到有土體一側越來越高。有土體一側抗浮水位比相應室外地面適當降低是可以的，但絕不能降得太多。如果需要降低抗浮水位，必須同周邊均有土體的地下室一樣設盲溝，加快地下水的排出，以達到降低抗浮水位的目的。

8 設計文件中應明確的幾點要求

（1）地下室開工前，甲方應再次核對市政雨水井內排水管頂標高是否與圖中標注的一致，如高于圖中標注標高，且導致連接盲溝和市政雨水井的排水管坡度小于0.3%，則應重新確定抗浮水位，修改地下室抗浮設計。

（2）地下室周邊回填土應分層夯實，壓實系數不應小于0.94。回填材質在盲溝頂面以下推薦采用級配砂石、砂土（此時盲溝無需專門設置透水槽）；盲溝頂面以上宜按照抗浮標準第6.5.5條第3款規定，采用分層夯實的粘性土、灰土或澆筑預拌流態固化土、素混凝土等弱透水材料（至少應在肥槽頂部高度不小于500mm的范圍內采用粘土夯實作為隔水層），以減少地表水下滲。

（3）當局部有透水層通到地面時，應在地面處換填厚度不小于500mm粘土夯實，作為隔水層，以防雨水沿透水層下滲到地下室周圍。

（4）監測：

1）應進行地下水水位和水壓力監測，配置可實時監控地下水水位的設施，建立自動監控系統，設置水壓監測與預警系統；（見抗浮標準第7.4.2條、第7.4.7條、第7.4.3條、第7.4.5條）

2）監測過程中應及時整理監測資料，預測可能發生的問題；（見抗浮標準第10.4.4條）

3）地下水水位明顯超過設計控制水位時應及時抽排；（見抗浮標準第10.4.3條）

4）監測結果應及時反饋給設計、工程管理部門、產權單位及使用單位；（見抗浮標準第10.1.8條）

5）監測信息宜建立數據庫管理系統，成果報告、原始數據記錄應一并提交歸檔；（見抗浮標準第10.1.9條）

6）其余監測要求詳見抗浮標準第10章規定，監測項目見抗浮標準第10.1.2條。

（5）維護：

1）監測數據出現異常或發現影響正常使用現象時應及時維護；（見抗浮標準第10.1.7.4條）

2）應配備長期維護措施；（見抗浮標準第6.5.4條）

3）應對檢查井及其設施（如集水管）進行經常性維護（疏通），設施一經損壞必須及時修復。具體按抗浮標準第10.4.5條規定執行。

4）維護結果應及時反饋給設計 、工程管理部門、產權單位及使用單位；（見抗浮標準第10.1.8條）

5）其余維護要求詳見抗浮標準第10.1.7條。

（6）應急措施：

1）應配備長期應急措施；（見抗浮標準第6.5.4條）

2）既有工程抗浮失效且可能產生進一步危害時，宜采取下列應急措施:

①隆起變形較大區域宜降水、泄壓等；

②應封閉地面裂縫，并設置截水、排水設施；

③條件允許時宜增加上部荷載，并對既有結構進行臨時支撐。

（見抗浮標準第6.5.5條）

（7）檢驗和驗收：

抗浮工程應作為建筑地基基礎工程的分項工程進行施工質量檢驗和驗收（見抗浮標準第6.5.4條）。具體按抗浮標準第9章有關規定執行。

9 存在的問題

在地下室周邊設置盲溝降低抗浮水位方法雖然能降低抗浮水位，但存在以下四個方面問題（這也是諸如在地下室底板下設置盲溝等方法的共性問題），在專家論證會上或盲溝設計前應告知建設單位，供建設單位決策。

（1） 設計方法不成熟

目前尚缺少定量的設計計算方法，基本上處于概念設計階段，有待進一步研究。（見抗浮標準

第7.4.1條條文說明）

（2）實際使用年限達不到50年

目前工程界對采用盲溝降低抗浮水位方法存在耐久性質疑（見抗浮標準第7.4.3條條文說明），必須長期維護才能維持其有效性（見抗浮標準第6.5.4條條文說明）。即使按規定長期維護，實際使用年限依然很難達到與建筑工程結構設計使用年限相同的50年，因為天長日久，反濾層可能會被堵塞，地下水無法進入盲溝排走。如果按照抗浮標準第3.0.4條“抗浮構件及設施的耐久性年限不應少于建筑工程結構設計使用年限”的規定（強條），盲溝降低抗浮水位的方法是不能采用的，但基于有些工程實際采用了盲溝降低抗浮水位的方法，抗浮標準仍然將其（即抗浮標準中的“排水限壓法”）列入規范，同時提出了嚴格的檢測、驗收、監測、維護及配備應急措施的規定。因此，如果盲溝使用一定年限后失效，不能降低抗浮水位，則需重新施工盲溝。

（3）后期維護費用高

在地下室周邊設置盲溝降低抗浮水位方法必須長期維護才能維持其有效性，尤其長期監測和維護將耗費大量的投入，因此，需要在技術可行、安全可靠、資源節約的前提下選用，否則難以確保與設計使用年限同期的效果（見抗浮標準第6.5.4條條文說明）。不能因為短期投入少而忽略了長期維修或維護費用（見抗浮標準第7.4.3條條文說明）。

（4）盲溝使用有風險

在地下室周邊設置盲溝降低抗浮水位方法要求嚴格，如果實際場地的地質情況（土質和地下水）掌握的不準確、盲溝沒有進行設計或設計錯誤、施工質量得不到保證或沒有定期進行疏通維護，造成盲溝沉降開裂、集水管堵塞或盲溝水來不及排走等問題，盲溝降低地下室抗浮水位的方法都將失敗，出現地下室抗浮破壞。

10 結語

（1）在地下室周邊設置盲溝降低抗浮水位方法應同時具備以下條件：

1）建筑場地地基為弱透水性土層；

2）地下水量不大、排水面積較小；

3）常年水位低于盲溝標高；

4）周邊有較低的市政雨水井或小區雨水井。

(2）在地下室周邊設置盲溝降低抗浮水位方法的基本思路是：“隔”、“排”結合，“隔”就是肥槽頂面及局部通到地面的透水層頂面，高度不小于500mm的范圍內，應采用粘土夯實作為隔水層，以盡可能減少地表水下滲；“排”就是讓從肥槽外側或肥槽內滲入的水盡快進入盲溝排走，將地下水位控制在盲溝標高以下。

（3）應檢驗和驗收。

（4）應建立自動監控系統，設置水壓監測與預警系統，進行地下水水位和水壓力監測。

（5）應定期進行維護，清除集水井沉渣，疏通集水管、排水管道。

（6）應配備長期應急措施。

（7）在地下室周邊設置盲溝降低抗浮水位方法存在設計方法不成熟、實際使用年限達不到50年、后期維護費用高和盲溝使用有風險四個方面問題，這四個方面問題應在專家論證會上告知甲方，供其決策。

（8）在建筑使用期間可能需要重新施工盲溝，因此，采用該方法應慎重。

致謝：本文寫作過程中，咨詢過熊時權、施文利等專家，在此表示感謝！