浅析地下水对建设工程的影响

发表时间:2021/7/22   来源:《城镇建设》2021年4卷第8期   作者:喻林
[导读] 在工程建设中,由于地下水的特殊性和其化学成分,对钢筋混
        喻林
        贵州地矿凯里101地质队(贵州  凯里  556000)

        摘要:在工程建设中,由于地下水的特殊性和其化学成分,对钢筋混泥土具有很大的侵蚀性,对工程建筑有极大的作用和影响。因此,从工程建设的角度研究地下水及地下水引起的工程地质问题并采取有效的措施加以防治具有重要意义。拟建工程凯里市凤凰名城商住楼由于地下室所在区域为地势低洼区,即使建筑室外地坪已施工完成且已作好室外隔排水工程,降雨期间部分地表径流也会通过地坪裂缝、土体孔隙渗入地下室基坑形成地下水。地下室修建后地下径流通道受阻,地下水径流不畅,将产生“池盆效应”,引起基坑积水,对地下室底板产生浮力。因此,应采取有效措施对拟建建筑进行防渗和抗浮设计。
        关键词:岩土勘察;地质条件;地下水;工程影响
前言
        地下水埋藏于地下岩土的空隙之中可以流动的水体,但在一定条件下,地下水的变化会引起侵蚀,地面沉降等现象。由于其分布,运动和水的性质,要受到岩土的特性以及贮存它的空间特性的影响,与地表水系统相比,地下水系统显得更为复杂多样,并表现出立体结构的特点,对于现代建筑稳固的地基基础,地下水的研究具有重大意义。本文以凯里市凤凰名城商住楼为例,讨论分析地下水对工程的影响,以期对行业间有所启发。
关键词:岩土勘察;地质条件;地下水;工程影响
1拟建工程概况
拟建场地位于凯里市金山大道南侧、金泉国际新城项目东侧,该建设项目设计为9栋高层建筑(①号楼-⑨号楼)、1栋多层建筑物(⑩号楼)、低层商业服务网点和纯地下车库。
1.1岩土工程勘察等级
依据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(2016年版),根据工程的规模、特征,确定本工程重要性等级为二级;通过搜集邻近场地已有资料场地处于贵州低山丘陵地貌上,场地地形地貌较复杂,场地等级为二级;该场地内岩土种类较多,且存在特殊性土(素填土、红粘土),岩溶中等发育,地基复杂程度等级定为二级;综合分析确定其岩土工程勘察等级为乙级。
1.2勘察方法
本次勘察主要采用收集资料、工程地质调查、钻探、室内土工试验、载荷实验、波速测试试验等方法进行。
2场地工程地质条件
2.1气象水文
凯里市地处云贵高原东侧的梯级状大斜坡地带,西北部、西南部和东南部较高,中部和东北部较低,最高处海拔1447米,最低处海拔529米。属中亚热带湿润季风气候,年均气温16.1℃,最高气温37℃,最低气温零下4-7℃,年均日照1289小时,年均降水量1243毫米,无霜期282天。拟建场地及其附近无地表水体,仅于降雨期间存在大期间形成的地表径流。
2.2 地形地貌
           拟建场地地处喀斯特溶丘边缘,场地位于缓坡沟谷地段,原场地为南东-北西两侧向中间倾斜的自然斜坡,坡度约为15~45°,经场地开挖平整后,现最高处位于场地⑥号楼处,其标高为741.98m,最低处位于场地⑨号楼处,其标高为730.01m,原场地为斜坡空地,拟建场地位于金山大道南侧,金泉国际新城项目东侧,逸景高山小区北侧,场地原地形为由南东-北西冲沟与南西-北东向冲沟交汇处,经场坪至各单栋建筑物地下室后形成,交通便利,属于中等复杂场地。

2.3 地质构造与地震
据1:5万凯里幅区域地质调查报告及周边实地地质调查,拟建场地中无活动性断裂构造通过,拟建场地西侧0.5Km外存在一条北北东向的正断裂,场地南东侧2Km外存在一条南西-北东向的逆断裂,场地位于该两条断裂构造带所夹持的相对稳定地块上,受周边断裂构造及风化作用的影响场地及其附近岩体裂隙发育,但地层分布较为连续。根据工程地质调查及场地钻探揭露情况,拟建场地中除上覆第四系人工堆积层外,下伏基岩均为寒武系娄山关群εls厚层至块状浅灰色白云岩,属可溶性岩类,岩层产状为196°∠16°。

2.4 岩土结构及岩性
拟建场地勘探深度内,地质结构单元可划分为四层,地层至上而下分为:素填土、红粘土、强风化白云岩,中风化白云岩,其中素填土岩芯采取率约为50%左右,红粘土岩芯采取率约为90%左右,强风化白云岩岩芯采取率约为65%左右,中风化白云岩岩芯采取率约为82%左右。
3地下水对工程影响及对策
3.1影响
拟建场地位于径流带上,但降雨期间基坑周边存在大气降雨形成的地表径流。
在建筑室外地坪尚未施工完成的情况下,降雨期间地表径流将沿基坑边坡坡面排入地下室基坑,冲刷浸泡边坡岩土体,导致岩土体抗剪强度降低,降低边坡稳定性,而且增大地下室基坑积水量,引起地下室基坑水位上升,增大地下室基坑施工难度。
由于地下室所在区域为地势低洼区,即使建筑室外地坪已施工完成且已作好室外隔排水工程,降雨期间部分地表径流也会通过地坪裂缝、土体孔隙渗入地下室基坑形成地下水。地下室修建后地下径流通道受阻,地下水径流不畅,将产生“池盆效应”,引起基坑积水,对地下室底板产生浮力。因此,应采取有效措施对拟建建筑进行防渗和抗浮设计。拟建场地西侧约50m处为金泉国际新城,其地下室底板标高为729.60m,2015年6月曾由于未作抗浮设防而造成地下室底板隆起事件。该建筑地下室施工时并无地下水位,但底板隆起时地下水位高于地下室底板顶面约3.00m,地下室基坑积水系强降雨期间地表水渗入基坑的流速较大、水量较大,基坑排水较慢引起水位上升而产生“盆池效应”导致的。
3.2 应对对策
金泉国际新城地下室底板隆起事件,以及凯里地区存在较多建筑地下室基坑开挖后降雨期间积水时间较长的情况说明凯里地区中风化白云岩岩体应属于弱透水层,地下水在其中径流的速度较小。根据拟建工程地段地形地貌(地势低洼区)、岩体透水性结合工程经验综合分析,地下室修建后将产生“盆池效应”引起地下水位上升,地下水对地下室底板产生浮力。因此,应采取有效措施对拟建建筑进行防渗和抗浮设计。邻近金泉国际新城地下室基坑由于“盆池效应”导致地下水位上升的高度为3.00m,参考此水位上升高度,强降雨期间拟建工程①-⑧号楼、⑨号楼地下室基坑的理论水位高程分别为741.60m、733.05m。但由于最低室外地面标高低于此高程,地下水位上升到室外地面后就不可能上升,故建议以工程所在区域的最低室外地面标高作为防渗和抗浮设防水位标高,即①-⑧号楼、⑨号楼防渗和抗浮设防水位高程分别为733.80m、733.00m。
当地下水浮力较小时,可采用增大地下室底板厚度,以及增加底板配筋增大其抗弯和抗剪强度的措施进行抗浮。当地下水浮力较大时,除采取前述措施外,尚可考虑于地下室底板设抗浮锚杆进行抗浮。
4 结语
凯里市凤凰名城工程由于在施工过程中未见地下水,但在后期基坑渗入大量水后产生地下室地板隆起事件,对投资方及施工方带来了经济损失及技术难度,万幸于改事件还有处理的对策。近年来由于地下水问题未考虑抗浮而导致如地板隆起、基桩爆筋、地面沉降等等一类事件屡有发生,因此在工程建设中,对地下水的重视必不可少,对工程的安全有着十分重要的作用,万望重视及及时的探明。
参考文献:
1.《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001(2009年版);
2.《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011);
3.《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002);
4.《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(2016年版);
5.《建筑工程地质勘探与取样技术规程》JGJ/T87-2012;
6.《工程测量规范》 GB50026-2007;
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