浅谈土建工程中基础遇地下水的研究处理

发表时间:2021/4/7   来源:《建筑实践》2020年第36期   作者:张太炎
[导读] 我国建设行业最近几年发展非常迅速,使得我国快速进入现代化发展阶段的同时改善我国民生
        张太炎
        云南工程勘察设计院有限公司  云南 昆明650051
        
        摘要:我国建设行业最近几年发展非常迅速,使得我国快速进入现代化发展阶段的同时改善我国民生。随着我国经济的飞速发展,大量的高层建筑和地下工程不断涌现,城市化发展促进了地下空间的开发利用,土建工程深度和广度也随之不断增加。当地下空间的被利用时,原有的地下水流场中会形成不透水屏障,这将改变原有的水文地质条件,影响地下水的流量、流速、流向和水力梯度。
        关键词:土建工程;基础遇地下水;研究处理
        引言
        科技的快速发展给予了我国各行业更大的发展空间和发展机遇,使得我国人们的生活质量有了很大的提高和改善。近年来在大中城市里,尤其是一线城市中,大量的地铁车站、高层建筑以及地下通道都涉及到了深基坑工程。深基坑工程的广泛应用,促使人们对于深基坑工程降水的研究,基坑的降水开挖过程,尤其是在地下水丰富的地区,地下水的处理直接影响到了基坑工程的安全。
        1地下水对基础工程造成的危害
        1.地下水升降对基础工程的危害,潜水面升高常导致滑坡、崩塌等不良地质现象的发生。此外,潜水面上升增加了地下水对建筑物的腐蚀性,严重的情况下,可能会对土壤产生负面影响。目前,地面沉降和不明原因的地面塌陷等地质灾害不断发生,主要是人为因素造成的。地下水的下降往往伴随着水资源的减少,还会引发水质受损等问题。2.地下水动压力对基础工程的危害,在自然条件下,地下水的动水压力相对较小,正常情况下没有特别危险。然而,人类活动改变了地下水的自然动力学平衡。基础工程受流动力的影响,经常发生基坑涌水、管道、流沙等问题。3.地下水对地表桩基工程的危害,因为地下水经常腐蚀建筑地基,所以建筑单位一般会通过桩基工程提高地基的承载能力。但是桩基工程又分为很多种类型,这就对地质勘察工作提出了更高的要求,尤其是要注意地下水的分布情况以及运动状态,只有这样才能选择最为合适的桩基工程进行建设。在地下水流速较快、水量较多的区域,岩土层土质较软,土壤流失很容易影响桩基工程的稳固程度,甚至可能会导致桩基失去支撑作用。另外,还需要考虑桩基自身是否会受到地下水冲蚀的影响,有些桩机工程下沉速度太快,整体工程摩擦力太小,因此桩机承载能力非常差。
        2土建工程中基础遇地下水的研究处理
        2.1保持水位平衡
        地下水水位关系到施工的顺序,为了更好地处理地基中的地下水,确保水位在一个均衡的水平,不影响施工进程,则需要做好水位控制工作。施工过程中,要制定地下水位稳定合理措施,形成计划,这样,施工过程中,才能够整体进行控制,有效防止建筑物倒塌的情况。技术人员要全面负责,有效加强施工监督和管理,通过各种有效的赔偿和制裁政策,进一步落实责任,使责任到班组、到个人,全面提高警惕性,避免出现施工失误。对于在建基坑,一定要严格各种奖励和惩罚政策,通过内部优化管理,确保制度的执行与落实。
        2.2降水措施
        基础施工过程中,要求地下水水位要在基坑的基础垫层以下,埋深大于0.5m。故当地下水影响地下工程施工、使用时,就必须采取降水措施,常用的工程降水方法有集水明排和降水井。集水明排是指用明沟、集水井、管道等组成排水系统,将水排出基坑。基坑开挖不深、场地水力条件简单时选用该方法往往更加便捷、经济。当含水层为多层,水力条件相对复杂时,宜选用降水井法。常用方法有:真空井点、喷射井点、管井、渗井等。


        2.3地下水的勘察技术
        1.电测井法技术,利用地下岩石的导电特性、电化学特性、放射性等物理特性进行地下水勘察的技术就是电测井法技术。和地面电法技术一样,电测井法也划分为主动源法和被动源法,主动源的电测井法技术通常是采用电阻率测井法;自然电位测井法则是被动源电测井法。以上两种电测井法都是现在比较常见的地下水勘察方法,通过电阻率参数对地下岩层进行勘察,可以有效区分地下水的咸淡。2.热测井法技术,地下水勘察行业出现较早的方法就是热测井法,其中需要测量的东西有很多,例如地层梯形温度和地层异常温度等诸多方面。自然热场法就是热测井法技术,使用热测井法技术可以监测地层的局部异常温度受太阳辐射的影响。3.磁法技术,利用地底岩石的磁性对地下水进行勘察的技术是磁法技术,通过分析岩石磁性数据和磁场空间的联系,不断加强对地下水的勘察工作。通常情况下,磁法技术可以分为航空磁测和地面高精度磁测两种,如果遇到沉积岩形成的区域,就需要使用磁法对地下水进行勘测,从而保证沉积岩区域的勘察结果。
        2.4建立区域地下水数值模型
        通过建立区域地下水数值模型,对基坑降水过程中的渗流场进行分析,重新确定水文地质概念模型的各类参数对模型进行识别,根据模型识别期水文地质参数进行模型校正,最后通过对实测水位与计算水位进行拟合对比对模型进行了检验。结果表明,数值模型拟合结果较好,模型可靠度较高,可适用于基坑降水这一过程的地下水环境分析。
        2.5具体措施
        土建工程是建筑工程建造的基础工程,也是影响建筑工程质量的主要因素。随着城市经济的不断发展,我国建筑工程的数量不断增多,土建工程建造也随着建筑工程增加而不断的增加。1.若开挖过程遇水,则停止开挖,整体土建高程根据现场情况抬高,高度0.5-1m。场平填筑料采用级配良好的砂砾石。土建基础回填砾石要求压实度不小于0.96,分层夯实,每层填筑厚度不大于30cm。2.土建回填砂砾石后,若局部地面继续出现出水情况,可根据现场实际情况在回填砂砾石层上部铺设25cm厚的C25混凝土垫层,抗渗等级W4。铺设垫层范围为全土建工程,其余电气设备基础可直接坐落于该垫层上,取消原有基础的垫层和换填。基础施工完成后回填土压实系数不小于0.94,最终土建工程地面坡度应与场平图中坡度一致。最终地面高程以实际情况为准。3.条形基础若场址区有地表水出露,施工前应采取降水措施确保干地施工,清除基础位置处的表层松软淤泥,使基础坐落在砂砾石层上。4.灌注桩若施工过程中遇到塌孔或孔内有水应采用套筒、水下混凝土浇筑等施工工艺。5.对于地下水位较深且持力层为砂砾石或块碎石土的的地区采用钻孔灌注桩基础的形式。对于地下水位较浅的湿地、草甸地区,土质松软,不易成孔,则采用PHC管桩基础。6.箱型浅基础:若开挖过程遇水,则停止开挖,以遇水面高程以上100mm为基底高程进行基础施工,确保基础总高度不变的前提下,对箱变四周地面进行填高处理,回填处理范围:平面超出基础四周各2m,高度确保回填土上表面距基底不小于1.2m,回填土与周围自然地坪斜坡过渡,回填土压实系数不小于0.94。
        结语
        基坑降水设计中,降水试验是必须做的,通过降水试验对降水设计的参数提供参考设计依据,并能对数值模拟试验提供必要的合理参数,从而进一步减小基坑降水方案的设计误差。每一个特定的基坑场地降水都有其工程与水文地质条件,必须根据不同的地质条件和降水要求选择经济、安全、合理的降水方法。
        参考文献
        [1]郑刚,朱合华,刘新荣,等.基坑工程与地下工程安全及环境影响控制[J].土木工程学报.2016.49(06):1-24.
        [2]薛丽影,杨文生,李荣年.深基坑工程事故原因的分析与探讨[J].岩土工程学报.2013.35(S1):468-473.
        [3]冯军伟,王延辉,刘志伟,等.深基坑工程多层承压水的抽水试验研究[J].工程勘察.2020.48(05):41-46.
        [4]相兴华.基坑开挖与降水对支护结构受力及地面变形影响的研究[D].太原理工大学.2013.
       
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