杨韶伟
宝都国际工程技术有限公司 北京市 100000
摘要：地下室周边回填土的压实系数对上部结构的抗震很重要，同时对地下室的抗渗也至关重要。
关键词:压实系数；地下室渗漏；干密度
近期全国几起抗浮事故的判决掀起了行业内热烈的讨论。公说公有理婆说婆有理，事故的原因众说纷纭，本文讨论其中一个争论的因素，即地下水位和地下室周边的回填土。
一、地下室周边回填土的意义
说到地下室周边的回填土，我们先看看《建筑地基基础设计规范》的相关规定第八章相关内容。
1、筏形基础地下室施工完毕后，应及时进行基坑回填工作。填土应按设计要求选料，回填时应先清除基坑中的杂物，在相对的两侧或四周同时回填并分层夯实，回填土的压实系数不应小于0.94。
2、试验资料和理论分析都表明，回填土的质量影响着基础的埋置作用，如果不能保证填土和地下室外墙之间的有效接触，将减弱土对基础的约束作用，降低基侧土对地下结构的阻抗。因此，应注意地下室四周回填土应均匀分层夯实。
从上面的条文不难看出，实际项目设计中对地下室周边回填土施工的要求，其中一个量化的因素是压实系数。
总的来说，地下室周边回填土的质量影响到抗震和抗浮、抗渗。
对于抗震，上部结构的嵌固部位优选是地下室顶板，如果回填土质量得不到保障，那么就如条文说明中说的将减弱土对基础的约束作用，降低基侧土对地下室结构的阻抗，设计师的结构模型计算就是个笑话，所谓的地下一层与首层的刚度比、上部结构的整体指标计算和调整将无实质的意义。
对于抗浮、抗渗，这个主要和水有关。大部分结构设计师思维停留在“死水环境”中，忽略了“活水环境”，即土中的渗流。稍微有些土力学知识的设计师都知道达西定律中的渗透系数k，影响k最大的因素是粒径大小和孔隙比。
既然地下室周边的回填土如此重要，设计师按照规范要求会在总说明中进行要求，那么实际施工如何呢？
二、现实中的回填土
近期笔者咨询从部分从事施工的朋友，总结起来就是一句话：理想很丰满，现实很骨感。
普遍反馈是：地下室周边的回填土几乎不会重视的，就是用挖机来回碾压几次就完了，所谓的压实系数就是个笑话，根本达不到什么0.94，因为工期要求，按规范是20-30cm一道回填土，回填1m需要很长时间，价格也高。
《建筑地基基础设计规范》6.3.7和6.3.8条详细说明了压实系数相关的内容。
简单的说压实系数和干密度有关，一个是填土的实际干密度，另一个是最大干密度。这两个在《土工试验方法标准》中都有测试方法，干密度是环刀法、蜡封法、灌水法、灌砂法，最大干密度是击实试验。
对于干密度，看下面公式不难理解。
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干密度与含水量有关，最大干密度对应最优含水率（最大干密度即压实系数中的分母）。
实际填土分层碾压的过程，伴随着土体孔隙体积Vv减小，总体积V减小，进而干密度增大，压实系数增大，孔隙比减小。（注意的是土体颗粒质量和体积几乎不变，因为土颗粒的强度非常大，变的是孔隙体积。这点对理解基础沉降很重要，一百多层的楼产生的压力相对于土体颗粒强度如同一本书落在水泥地上）
三、设计中不容忽视的几个问题
既然地下室浮起来离不开水，那么与水相关的几个问题值得关注。
1 抗浮水位由谁提？
应该由勘察单位的注册岩土工程师提供。
有人说，岩土工程师也不能预测未来50年水位。这就涉及到第二个问题。
2 政府部门背书
抗浮水位牵涉面广，不确定性较大。因此可以由地方上专业协会协同地方主管部门，对抗浮水位进行统一规定。一方面，水位确实是涉及多领域、多专业。另一方面，主要在于政府背书，具有强制性。
这种不确定性很强的参数，而且有着很强的规划行为，由政府来牵头是合适的。比如海绵城市，比如调水，这些都是利国利民的好事情。地下水位上升，成就绿水青山。建筑物抗浮，也应该考虑这些变化。
地方上，一个一个的来提出这个抗浮水位，逐渐大家都接受了。
如果地方上有顾虑，可以先做一个地方标准，技术层面对抗浮水位进行一个原则规定。政府再出台一个文件，进行具体补充。这样当地的勘察单位就有依据了。
这种方式在一些地方已经在实行了。
3 水浮力由谁来算？
水浮力由结构工程师算。不能由勘察工程师算。因为水浮力涉及基坑回填。回填措施在结构总说明里面。凡是结构受到的力，都是由结构工程师计算。结构工程师更全面了解情况。
实际上，分享系数，安全系数，都由结构师确定。作用力，抗力，安全系数（分项系数），这些统一构成了抗浮的安全性。地勘单位是没有这些权力的。
4 甲方会来参与确定抗浮水位么？
不会。在第2条实行后，甲方没有动力来参与确定抗浮水位。
上述4点，重要的在于第2点。
5 抗浮水位确定在地面，是不是太高了？
不高。实际上，水量丰富的地区，抗浮水位多规定在地面。大家可以看看他们的地标。理解抗浮水位，要实事求是。有些工程师觉得，我没见到地下水很高的情况。实际上，一场暴雨足够将将地下水位抬的很高。
四、解决方法
出现事故的这几个建筑，出事在均发生了暴雨，地表水下渗在基坑肥槽积水并渗入基础底板形成水盆效应，导致地下室底板反拱及开裂，地下室填充墙开裂，甚至梁柱节点开裂等事故。这的确不属于结构的抗浮水位问题。类似于“水盆效应”，当时建议地下室周边应采用弱透水、密实不透水材料回填，回填材质及其回填质量应能保证地震作用下土对地下室的约束作用。
说到水盆效应，自然会想到，即使肥槽用不透水层回填，但暴雨时肥槽以外会不会形成大水盆。一般来讲不会，一是肥槽厚度小，暴雨很容易灌满，而肥槽以外面积大不容易积水至地表高度;二是自然状态的土通常具有一定的不透水性，场地土上层填土层为含砾黏土层，透水性差，可视为不透水层。当然，如果建筑物建在沙滩上，那就另当别论了。
注意，《高规》肥槽回填采用级配砂石分层夯实的做法可解决地下层侧限问题，但阻止不了地表水浸入形成的水盆效应。《地下防水工程技术规范》肥槽回填采用灰土、粘土、黄土，可以解决侧限问题，做的好也能防止水盆效应，但因没有对回填土提出具体的渗透性指标要求，会造成施工时无法控制造成防渗失效。
因此建议设计单位明确肥槽回填土的密实性和渗透性要求，对于岩石的裂隙水会从节理渗入肥槽和基础底部形成贯通（尤其是坡地时），形成水盆，这时肥槽可用素混凝土填实。
本部分说到解决方法，其实就目前的规范体系和实际施工情况来说，无法从根本上解决，只能退一步就是，作为设计师保护好自己，注意图纸总说明这块的内容，如下中国院技术措施附录结构总说明的相关内容。
地下部分施工完毕后，应及时进行基坑回填。回填前应排除污水，清除基槽内虚土及建筑垃圾。挡土墙外500mm以内可以采用2:8灰土回填；墙外500mm以外范围可采用素土夯实。所有回填土应分层夯实，每层不超过300mm，压实系数不小于0.94。建筑有特殊要求时，见建筑专业图纸。
房心回填土采用素土回填，有机物含量不大于5%。回填土应分层夯实，压实系数不小于0.94。
防地表水的方法很多，要根据具体情况对症下药，考虑到造价问题，也可以将肥槽上部若干高度用素混凝土等不透水材料回填，并做好散水等辅助措施，使暴雨时水不在建筑物四周存留。
另外，可以提供设计师可以一种更好的思路，就是用近两年项目中陆续开始使用的新型材料，比如预拌流态固化土，基本上基坑回填的问题可以得到解决，设计方、施工方都睡的踏实，就是甲方略微付出一些经济代价。
结束语
设计施工的过程也是不断思考的过程。深究此处的话，还有更多的矛盾，比如地下室外墙防水保护层用保温板还是聚苯板，还是砖砌体等等，就留给大家思考吧。
参考文献
[1] GB50010-2010 混凝土结构设计规范［S］． 北京: 中国建筑工业出版社，2015
[2] GB50007-2011 建筑地基基础设计规范［S］． 北京: 中国建筑工业出版社，2015
[3]中国建筑设计院有限公司，结构设计统一技术措施[M]，北京: 中国建筑工业出版社，2018