地下水對巖土工程的影響分析及處理措施

1、地下水對巖土工程的影響分析及處理措施 1、引言 本文中的地下水是指存在于地表以下松散積累物和基巖空隙中的潛水或承壓水，也指施工工程中由于管道滲漏、破損帶來的水。由于巖土具有崩解性、脹縮性、軟化性和透水性等明顯的水理性質(zhì)1，因此對基坑工程、基礎(chǔ)工程和邊坡工程等常見的巖土工程進行設(shè)計和施工時必需考慮地下水的存在對其的不利影響。 2、地下水對基坑工程的影響 地下水對基坑工程的影響主要體現(xiàn)在對基坑側(cè)壁和基坑底上。對基坑側(cè)壁的支護結(jié)構(gòu)進行土壓力分析，可知地下水位上升時，對于按水土分算的砂土類的基坑外向主動土壓力2并與無地下水的狀態(tài)進行計算比較如下： 對于按水土合算的粘土類 由上述分析可知，單考慮靜水壓力

2、的影響，地下水的存在使得主動土壓力增加，從而增加了支護結(jié)構(gòu)的荷載，影響到其傾覆和整體穩(wěn)定性，使得嵌固深度比無水時要長。假如有水從坑外向坑內(nèi)滲流時，則坑外向下滲透力使得主動土壓力增加，而坑內(nèi)向上滲透力使得被動土壓力削減，對基坑穩(wěn)定更加不利。另一方面，對坑底而言，承壓水的存在將會引起坑底突涌和流砂。第三，軟化基坑四周的土質(zhì)，降低坑壁、坑底巖土體的強度，產(chǎn)生側(cè)壁變形和、底鼓等。所以基坑施工時，應(yīng)準時采取以下措施防止出現(xiàn)基坑事故：（1）明溝排水，在基坑內(nèi)設(shè)置排、截水溝和集水井，用抽水設(shè)備將地下水排走;（2）井點降水，利用井孔在基坑四周同時抽水，把地下水降低到基坑底面以下的降水方法;（3）隔滲，包括側(cè)向

3、隔滲和封底隔滲即側(cè)向隔滲有截水墻、截水帷幕和凍結(jié)法。 3、地下水對基礎(chǔ)工程的影響 地下水對基礎(chǔ)工程的影響主要集中在對地基土的承載力和沉降及對基礎(chǔ)腐蝕的影響上。當?shù)叵滤簧仙龝r，土中水的增加使得非飽和土的粘聚力削減，達到飽和時，土的抗剪強度降低由下式可知，土的承載力也將下降。 同時，土中水將使巖土礦物軟化，土的結(jié)構(gòu)也遭到破壞，土的承載力降低，從而導致地基土簡單出現(xiàn)剪切破壞。另一方面，當?shù)叵滤疂B入到基礎(chǔ)內(nèi)部時，將會腐蝕混凝土與鋼筋，使基礎(chǔ)本身的強度下降，地下水甚至進入建筑物內(nèi)部，引起受潮等問題。 地下水的突然下降將會產(chǎn)生附加沉降，如圖2所示當?shù)叵滤唤瞪顬閔1，僅考慮地下水的降低影響時，a點附加應(yīng)

4、力增加值為0，b點增加值為： c 點增加值為： 繪成附加應(yīng)力曲線圖后可知，可用應(yīng)力面積法計算基底中心的沉降值，當?shù)叵滤患眲∠陆禃r，產(chǎn)生的沉降值不容忽視。 在基礎(chǔ)工程中，采取以下措施可有效削減地下水對基礎(chǔ)工程的影響：（1）選擇不受地下水影響的地段作為地下工程的位置;（2）掌握地表水的補給;（3）基底設(shè)置墊層;（4）采取超前探水、放水、修防水墻和防水等措施。 4、地下水對邊坡工程的影響 邊坡工程主要含兩類問題，一是邊坡本身的穩(wěn)定問題，假如失穩(wěn)，即發(fā)生滑坡;而是對經(jīng)計算或勘察后易發(fā)生滑坡失穩(wěn)的地段采取的邊坡支護問題。無論哪一類，地下水都將是重要的影響因素。地下水是滑坡的顯要觸發(fā)因素;由于邊坡中存在大量的張開裂隙，當?shù)叵滤簧仙龝r，裂隙中將布滿水，則充水的張開裂隙將承受裂隙水靜水壓力的作用，如發(fā)生滲流，還將受到動水壓力的作用，如圖3所示F1為靜水壓力，F(xiàn)2為靜水壓力，明顯F1和F2都對邊坡的穩(wěn)定起不利作用。同時地下水對邊坡巖體還產(chǎn)生軟化或泥化作用，使巖土體的抗剪強度大為降低。 至于地下水對邊坡防護工程的影響，與基坑支護相似，以砂土類邊坡的擋土墻為例，如圖4所示在水平水壓力對擋土墻產(chǎn)生傾覆和滑移的影響。因此，在邊坡工程須考慮地下水的影響，準時采取措施防止邊坡事故的發(fā)