地下水對基坑工程的作用

1、Word文檔 地下水對基坑工程的作用 基坑在開挖過程中受到四周土體、地表荷載和坑底承壓水的浮托力等各種荷載的作用，往往產(chǎn)生肯定的變形和位移，當位移和變形超過基坑支護的承受力量時，基坑就會產(chǎn)生破壞。調查表明，城市中的工程事故多是由于地下水處理不當而造成的。常見的基坑破壞形式和特征如表 8-7 所示。 基坑工程中為避開流砂、管涌，保證工程平安，必需對地下水實行有效的措施。掌握地下水的措施可以從兩方面進行，分為堵水措施和降排水措施，詳見表 8-8。出于經(jīng)濟和平安的目的，常把堵水措施與降排水措施結合使用。 基坑開挖時，場地里的大量積水和地下水的滲流會影響工程施工；若坑底和坑壁長期處于地下水沉沒的狀態(tài)下

2、，土體強度降低，則基坑的平安和穩(wěn)定受到威逼。地下水在基坑工程施工過程中的危害主要表現(xiàn)為突涌、流砂和管涌等，往往發(fā)生在土壤顆粒細且含水量高的土層中，如粉土、粉砂等土層中。因此，基坑施工時常常采納基坑降水來降低地下水位，避開流砂和突涌，防止坑壁土體坍塌，保證施工平安和工程質量。 基坑降水具有如下作用：保證施工作業(yè)面干燥；減小動水壓力，降低坑底的承壓水水頭；提高地基土的抗剪強度；增加邊坡和基坑的穩(wěn)定性；加速土體固結，可以加固地基。基坑降水導致四周土體中的孔隙水壓力降低，有效應力增大，土體固結程度提高，將會引起周邊管線和道路的附加沉降以及四周建筑物的不勻稱沉降等問題。因此，降水過程中既要盡量愛護坑底土

3、，削減擾動，又要在確保平安的前提下以最短時間內完成基坑底板的施工，盡量削減對四周環(huán)境的影響。地下水對基坑工程的不良影響及基坑降水的作用列于表 8-9。 在黃土和巖溶等地區(qū)，滲透水流在較大的水力坡度下簡單發(fā)生潛蝕。當土層的不勻稱系數(shù)即 d60 /d10 10 時，易產(chǎn)生潛蝕；兩種相互接觸的土層，當兩者的滲透系數(shù)之比 k 1 /k 2 2 時，易產(chǎn)生潛蝕；當水力坡度5 時，水流呈紊流狀態(tài)，即產(chǎn)生潛蝕。潛蝕的防治措施有加固土層如灌漿、人工降低地下水的水力坡度和設置反濾層等 。 流砂是指土體中松散顆粒被地下水飽和后，由于水頭差的存在動水壓力即會使這些松散顆粒產(chǎn)生懸浮流淌的現(xiàn)象，如圖 8-1 所示?？朔?/p>

4、流砂常實行如下措施：進行人工降水，使地下水水位降至可能產(chǎn)生流砂的地層以下；設置止水帷幕如板樁或凍結法用來阻擋或延長地下水的滲徑等。 管涌是地基土在動水作用下形成細小的滲流通道，土顆粒不斷流失而引起地基變形和失穩(wěn)的現(xiàn)象，如圖 8-2 所示。發(fā)生管涌的條件為：土中粗細顆粒粒徑比D / d 10 ；土體的不勻稱系數(shù)d60/d1010；兩種相互接觸的土層滲透系數(shù)之比k1/ k22 3；滲流梯度大于土體的臨界梯度。防治管涌的措施有：增加基坑維護結構的入土深度以延長地下水的流線降低水力梯度；人工降低地下水位，轉變地下滲流方向；在水流溢出處設置反濾層等。流砂和管涌的區(qū)分是：流砂發(fā)生在土體表面滲流逸出處，不發(fā)

5、生于土體內部，而管涌既可發(fā)生在滲流逸出處，也可發(fā)生于土體內部。 突涌是指在基坑底部存在承壓水時開挖基坑時將減小含水層上覆不透水層的厚度，當它減小到臨界值時，承壓水的水頭壓力能頂裂或沖垮基坑底板的現(xiàn)象。其表現(xiàn)形式為：基坑頂裂，形成網(wǎng)狀或樹枝狀裂縫，地下水從裂縫中涌出，并帶出下部的土顆粒；基坑底部發(fā)生流砂，從而造成邊坡失穩(wěn)；基坑發(fā)生類似沸騰的噴水現(xiàn)象，使基坑積水，地基土擾動。 如圖 8-3 所示的基坑可采納下式驗算降低承壓水水頭以保證基坑底板穩(wěn)定性。 若基坑底部的不透水層較薄，且存在有較大承壓水頭時，基坑底部可能會產(chǎn)生隆起破壞，引起墻體失穩(wěn)。所以在基坑設計和施工前必需查明承壓水水頭，驗算基坑抗突涌的穩(wěn)定平安系數(shù)，保證其至少為 1.11.3。若不滿意穩(wěn)定平安要求，可以實行以下措施：設置隔水擋墻隔斷承