摘要:很多的地基基础工程发生事故都和地下水有很大的关系。造成地基基础工程事故的主要原因就是因为地下水受季节性降水、地下水的流动情况以及地下水的承压性发生改变等,工程人员应该对这些原因提起高度重视。
关键词:地基基础;地下水;承压水;工程事故;预防措施
地下水对于地基基础的安全来说,是一个特别重要又容易忽略的问题,岩土体的组成部分就是水,而且会对岩土体的工程特性造成直接影响,比如砂土的液化、湿陷性土和膨胀土的工程特性、泥岩的软化、物理学性质都和水有关系;而且基础工程建设过程中受影响的主要环境因素就是水,对建筑物的稳定性和经久耐用性也会产生直接影响,比如建筑物的抗浮、冻胀等。在我国,由地下水引发的地基基础工程事故每年会发生很多起,比如基坑出现漏水现象,下雨引起的地面沉降、地下构造建筑物上浮等情况。本篇文章对于最近几年发生的一些和水有关、容易引起地基基础工程事故却常常被忽略的问题,相关的工程技术人员要重视起来。
1地下水的类型和特点
由于地下水在地层所处的位置不同可以分为3大类:上层滞水、潜水以及承压水,地基基础事故都会通过这3种地下水引发出来。
1.1上层滞水
在局部隔水层上面的地层中,最常见的就是上层滞水。由于受到气象、水文以及地下管线泄漏等原因的影响,上层滞水最大的特点就是埋藏浅、变化大,由于工作人员在工程勘察期间很难掌握它的分布变化规律,所以在工程施工阶段常常会突然发生工程事故。根据最近几年的工程实例可以看出,地基基础安全由于受到下雨、排出的生活废水影响要高度重视起来。
1.2潜水
在地表下面第1个稳定隔水层上面的重力水就是潜水。潜水属于自由水面,又叫无压水,在大自然中分布特别的广泛。潜水最大的特点就是潜水面会不断的发生变化、而且流动性也特别的高,最容易造成地基基础出现工程事故。(1)降雨和地表水直接补给潜水;(2)当承压水比潜水高的情况下,而承压含水层和潜水含水层之间有有弱透水层是,承压水也可以直接补给潜水;这是造成潜水面出现升降现象的两个主要原因。
1.3承压水
承压水中在水层中属于埋藏比较深的地下水,处在2个隔水层之间。承压水的水头比较高,这也是承压水最主要的特点,尤其是上下两个隔水层发生倾斜时,隔水层中间的土体就需要承受很大的水压力。在对地基进行施工或者打井的时候穿过上层隔水层时,由于水体受到强大的压力,就会喷涌而出,形成地面上的自流水。
地基基础工程事故会受到地下水的流动性、季节性、承压水、潜水面升降等多重影响,下面对其进行分别介绍。
2季节性降水对地下水造成的影响
2.1设计过程中要注意的问题
如果在勘察报告中明确的要求分析地下水对工程造成的影响,设计人员应该对可能出现的问题提高重视并采取措施。对于季节性或者是暂时性的地下水,设计人员往往会直接忽略季节性地下水对工程的影响。在山坡上建筑一个4层的框架结构,施工场地的地质条件非常好,采用的是柱下承台基础。由于在勘察过程中没有检测到地下水,在设计过程中没有对工程采取过任何防水措施。在建筑施工过程中,到了雨季地面就开始往上返水。经过分析,在雨季,山上聚集的水就会通过山上的缝隙直接流到山下,由于这个建筑在进行基础切断的过程中石头出现了裂痕和缝隙,当水遇到建筑基础下面时,因为山上的水具有一定的承压性,所以会从建筑物的地面上冒出来。
2.2施工过程中要注意的问题
施工单位在对建筑施工过程中,要充分考虑到及节水对工程的影响,并要具备足够的防范措施,如果要防止地表水流到地基槽里面,就要具备足够的降排水设备,不然的话地基基础工程就会发生事故。
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3地下水流动
3.1造成地下水流动的原因
基坑降水、在挖孔桩时出现的降水、以及基坑止水帷幕漏水引发的周围地下水发生流动等属于人为流动。江水、河水以及海水的涨落情况和水流动等属于天然流动。
(1)灌注桩桩身的混凝土在凝固之前,部分水泥会由于受到地下水的流动被带走,导师桩身混凝土强度变低或者直接导致混凝土强度丧失,所以就造成了桩的承载力达不到要求。比如:某建筑工程属于剪力墙结构,是通过墙下布桩的方式为泥浆护壁钻孔灌注桩,勘查报告显示,该建筑工程地下有溶洞和地下水。由于一些部位沉降的速度过快,范围比较大,最后造成建筑物在沉降过程中,基础沉降范围超出了规定范围,建筑施工完成之后还没有使用过,就被迫拆除,给国家和个人造成了5800万的经济损失。在把建筑物拆除之后,在分析事故过程中发现,下降比较严重的位置上的混凝土的强度特别低,已经满足不了承载力设计的要求。在对其进行分析之后发现,下沉比较严重的部分,地基下面都存在大量的古泉眼,这种情况的产生就是因为施工过程中,没有凝固的混凝土受到流动地下水的侵入,把混凝土中的水泥颗粒冲走了一部分,造成了桩身的强度达不到建筑施工的要求,最后造成了此类工程事故的发生。
(2)流动的地下水特别容易把止水帷幕里面的水泥颗粒冲走,导致部分止水帷幕丧失了功能,出现了基坑漏水的情况,影响基坑的开挖进度。该项目的止水帷幕在前期采用的是水泥土搅拌桩,在开挖的过程中发现部分区域出现了漏水现象,又用高压旋喷方法堵住漏水地方,但是最后都是以失败收场。经过对事故发生原因进行分析,在漏水处有一条流动的河水,河水的流动引起了附近的地下水发生流动,把止水帷幕中的部分水密颗粒带走了,造成了止水帷幕丧失了其应有的功能。
4地下水位升降
地下水位随着区域性和季节性发生改变,它的变化幅度比较小。不过由人为因素造成的局部地下水的升降速度和升降幅度要远远的大于自然变化,比自然变化对岩土工程造成的危害要严重的多。
4.1潜水位升高引起的主要危害
(1)当水位超过基础压缩层范围时,地基土会被软化,降低地基土强度,增加地基土压缩弹性,会对建筑物造成大范围的下沉变形。
(2)在风化作用比较严重的丘陵地区,会造成山体滑移、坍塌等现象。
(3)在第四系全新统冲积、海积等比较松散的粉细砂层中,会出现粉土被水饱和后呈现松散现象,会造成流沙、沙土遇水液化等情况。
(4)如果地下室被水淹没,地基就会上浮,造成建筑物失去其应有的稳定性。
4.2地下水位下降引发的危害
对地下水进行集中大量抽取、截夺下游地下水补给修建水库等情况都是造成地下水位降低的人为原因。由于地下水位大量缺失,会常常引发地裂、地面塌陷、沉降、等自然灾害的发生以至于造成地下水资源枯竭,对建筑物的稳定性和人们的生活环境产生了很大的威胁。
如果水位在建筑地基标准下下降,岩土增加了自重力会直接引发地基出现下沉情况。导致建筑物发生变形破坏。
5承压水对施工的影响
在部分地区挖深基坑时,经常会遇到承压水,承压水会造成基坑出现失去稳定性,也会导致灌注桩桩体出现质量问题,
6结束语
在施工过程中为了防止或者是降低地下水给地基基础工程带来的事故,施工期间是否会受到地下水的不利影响;地基基础极有可能会受到地下潜水、承压水等影响而引发工程事故。
因此勘察、设计、施工和建设公司要正确分析水资源对地基基础工程造成的影响。
参考文献:
[1]丁汉平.地下水对地基基础工程设计的影响研究[J].建设科技,2014(9).
[2]王德林,邢峻.地下水对地基基础设计的影响[J].低碳地产,2016,2(15).
[3]蔺彦.浅谈地下水对岩土工程的危害[J].才智,2010(10):32.
[4]王忠政.工程地质勘察中水文地质问题的思考[J].科技研究,2014.
论文作者:张帆
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/7
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