1、浅谈地下水对建筑地基工程的影响 摘 要：近年来，我国城市化进程不断加快，在建筑行业的迅速发展，越来越多的问题凸显出来，所以必须重视地下水及其对地基基础的影响。本文主要分析了地下水对地基基础在承载力、基础埋深、地基基础稳定性以及对建筑施工等方面的影响，并简要总结了改善或避免地下水影响的注意事项，为问题进一步的解决和研究奠定基础。 关键词：地下水；地基基础；施工；影响 地下水广义上泛指埋藏在地下岩土空隙中所有的水 土壤水、潜水和承压水。土中含水量的高低不仅会影响土的物理、力学性质，而且对建筑物的稳定性和耐久性也有重要影响。但实际上，在勘察过程中，对地下水的研究却极易被忽视，通常建筑工程在进行地质勘
2、查时，大多都忽视了地下水的研究与分析。当某些地区具有较为复杂的水文地质条件时，而在勘查过程中并没有深刻研究地下水的复杂分布，就造成在工程设计施工时不能将地下水影响考虑进去。近年来，随着城市化进程的不断加快，高层建筑越来越多，基 础埋深也越来愈来愈深，这在很大程度上为建筑工程在水文地质方面埋下极大的安全隐患，对建筑物稳定造成不利影响。因此，在建筑工程中，必须加强对地下水的勘察与分析，充分了解地下水对地基基础各方面的影响，才能降低工程事故发生的概率，提高建筑物安全性与稳定性。 地下水对地基基础的影响主要表现在地基变形、地基承载力以及对地基基础施工等几个方面： 1 地下水的分布对地基变形的影响 我国
3、的国家标准建筑地基基础设计规范规定，地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜。 1.1 地下水与地基土间的相互作用影响地基基础的变形 地下水作为地质构造的一个重要组成部分，可以和地基土发生相互作用，从而引起地质灾害。地下水和地基土之间的相互作用，不仅改变地下水的物理性质还改变岩土体的物理及化学性质。除了一部分的岩溶地区，活动的地下水将地基土不断溶化，使土体由固态变为粘液态，即土的泥化，降低了土体的力学性能，使土体承载力降低，从而引起塌陷等地质现象；还有动水力等会引起土地内力应力的改变。；另外，由于地下水与地基土体之间还可能会发生一系列化学作用，同样影响土体力学性质，造成土体不稳定， 沉
4、降等地质现象。 1.2 不同环境下地下水对地基的影响 冻土。我国多属于季节性冻土类型，土层通常会在冬季由于温度降到零下发生冻结，在夏季温度升至零度以上消融即发生土的冻融现象，发生冻结时，岩土中的水分往往迁移并集中分布，形成冰夹层或冰锥等，使地基土产生冻胀，地面隆起，桩台隆胀。温度升高时，岩土解冻，地基土抗压抗剪承载力大大降低，导致地基土发生融陷变形，建筑物发生变形。 膨胀土。此外，对于土中粘粒成分主要由亲水矿物组成的膨胀土，吸水后显著膨胀，失水后显著收缩，当地下水位变化比 较频繁且变化幅度较大时，地基土发生反复的胀缩现象，导致基础发生位移变形破坏。 湿陷性黄土。在湿陷性黄土地区，建筑物由于地基
5、中的黄土浸水湿陷，从而造成建筑物地基失稳而遭到破坏。因此，建造在湿陷性黄土地基上的建筑物，要事先对地基进行有效的处理，以防止湿陷灾害的发生。 红粘土。有些地区的红粘土具有一定的胀缩性，如贵州的贵阳、遵义等，致使建筑物开裂。红粘土的地下水多为裂隙性潜水和上层滞水，对边坡及地基降低地基土承载力，对地基基础有一定影响。 2. 地下水对地基承载力的影响 地下水对浅基础承载力的影响通常有两种可能。一是淹没在水下的土，由于失去由毛细管应力或弱结合力所形成的表观凝聚力，使承载力降低。此外由于含水量的变化也可能影响内摩擦角的大小；二是由于地下水的存在，使土的有效重量减少而降低了土的承载力。第一种情况对地基承载
6、力的影响程度目前尚难以确定，在一般的理论研究中都忽略这种因素，即假定水位上下土的强度指标相同。而且，在实际工程中，强度指标都是用天然状态下的土样直接经过试验得到的，上述影响已经直接反映在试验参数和与之相应的评价计算中，因此地下水对地基承载力的影响一般只考虑上边所说的第二种情况。浅基础设置在地下水位以下时，地基承载力的验算如下： 中心荷载作用下的基础 要求基础底面处的平均压力标准值不超过持力层的地基承载力特征值，即： pk-pwfa （ 1） 其中 pk 荷载效应标准组合时基础地面处的平均压力， kN； pw 基础底面处水的浮力， kN；（大小根据基础排开水的重量确定） fa 修正后的地基承载力
7、特征值，其中 Fk 上部结构传至基础顶面处的荷载设计值， kN； A 基础底面面积 ， m?； Gk 基础自重和基础上的土自重设计值， kN； G=g GAd rG 基础及基础上回填土的平均重度，一般取 20kN/m?； d 基础平均埋深，室内基础取室内地坪至基础底面的距离，边轴线取室内、外地坪平均值至基础底面的距离， m。 偏心荷载作用下的基础： 基础在偏心荷载作用下，除应符合（ 1）要求外，尚应符合下列要求： pmax-pw1.2fa 式中 pmax 基础底面边缘的最大压力设计值， kN。 3 地下水对建筑 地基基础施工的影响 地下水对地基基础的影响将直接影响到日后建筑的整体稳定性和安全性
8、。从过去的实际工程，特别是一些失败的工程分析来看，地下水的影响存在于施工中方方面面，比如施工阶段的抗浮问题、地下水引起的基坑沉降问题、排桩加锚杆结构中地下水对抗拔力影响问题、地下水对支护体系整体稳定性影响问题以及在某些地质条件下造成基底管涌或基底抗隆起失效等问题，因此，在地基基础施工中，要注意一下几个问题： （ 1）一个地区的地下水位并不是固定不变的，会因季节、气候、及生产活动等因素的影响产生很的大变化。要掌 握某地区的地下水位的变化规律就要对地下水位进行长期观察并绘制动态变化曲线，并能准确的预测地下水位的变化趋势。 （ 2）要预防地下水位变化对地基基础的影响 （ 3）建筑物施工完成后要定期观
9、测地下水位的变化，以防止一些不确定性因素引起的地下水位的变化，影响建筑物的安全运行。 岩土工程勘察规范（ GB 50021- 2001）（ 2012 版） 4.1.10 初步勘察进行的水文地质工作中明确指出：调查含水层的埋藏条件，地下水类型，补给排泄条件，各层地下水位，调查其变化幅度，必要时应设置长期观测孔，监测水位变化 。因此，只有在勘察、设计、施工及现场检测各个环节加强对地下水影响分析和控制，并及时采取切实有效的地下水控制措施才能确保工程安全可靠的发挥作用。 4 结语 地基基础工程作为建筑工程的根本，地下水又作为地基基础工程的最主要影响因素之一，必须予以重视。近年来，越来越多的事故工程都与地下水及基础稳定问题息息相关，只有充分了解地下水对地基基础各个方面的影响，才能及时发现并解决问题，才能在建筑设计与施工中尽量避免由于地下水引起的安全方面的事故。 参考文献 杨红敏 .地下水对工程的影响（ J） .创新科技与应用 .2013（ 21） 241. 王建国 .浅谈地下水对地基基础的影响（ J） .山西建筑 .2002（ 28） 30-31. 邓江平 .浅析地下水对岩土工程的影响及勘察现场注意要点 .科技与企业 .2013（ 17） 180 岩土工程勘察规范（ GB 50021- 2001）（ 2012 版） 4.1.10
