土建工程基礎(chǔ)施工的重要性

楊濟(jì)濱

[摘要]本文對(duì)土建工程中基坑降水方案設(shè)計(jì)及降水引發(fā)的地面沉降規(guī)律進(jìn)行了研究。首先分析了地下水的主要危害，其次介紹了基坑基礎(chǔ)降水基本方法、設(shè)計(jì)理論，提出了深基坑工程中地下水處理思路。選取了適合土建工程對(duì)基坑基礎(chǔ)降水方案進(jìn)行數(shù)值模擬，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明得出了方案有效，為類似工程提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]地基基礎(chǔ);地下水;基坑;危害

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的發(fā)展，為了有效利用土地資源，人們對(duì)地下空間發(fā)展的需求越來(lái)越大，如地下室、地下通道、地下地鐵站等，地下空間的發(fā)展推動(dòng)了基坑工程的發(fā)展。近年來(lái)在大中城市里，尤其是一線城市中，大量的地鐵車站、高層建筑以及地下通道都涉及到了深基坑工程。深基坑工程的廣泛應(yīng)用，促使人們對(duì)于深基坑工程降水的研究，基坑的降水開(kāi)挖過(guò)程，尤其是在地下水豐富的地區(qū)，地下水的處理直接影響到了基坑工程的安全。富水地區(qū)的地下水位較高，開(kāi)挖基坑時(shí)，基坑內(nèi)外產(chǎn)生的巨大的水頭壓力差會(huì)致使地下水發(fā)生滲流運(yùn)動(dòng)，甚至可能發(fā)生流沙和管涌現(xiàn)象，從而影響整個(gè)基坑的穩(wěn)定性。而隨著地下水降水的進(jìn)行，降水又不可避免的涉及到固結(jié)沉降問(wèn)題。目前城市空間十分緊張，基坑降水引起的地面沉降必然影響到周邊建筑物，如建筑物的開(kāi)裂、基坑周圍市政管道的爆裂等。因此，如何避免地下水產(chǎn)生的不良影響，對(duì)周圍建筑產(chǎn)生威脅，帶來(lái)?yè)p失以及影響到工程的施工進(jìn)度，使建筑工程的安全性和施工質(zhì)量都能夠有所保障將是日后我們需要清楚了解和探索的方向。

1地基基礎(chǔ)工程中地下水主要危害

1.1地下水埋藏分類。按埋藏條件地下水可以分為上層滯水、潛水與承壓水三類。上層滯水沒(méi)有穩(wěn)定的補(bǔ)給源，不是基坑施工考慮的主要問(wèn)題。潛水一般位于地表以下第一個(gè)擁有自由水面的含水層中，以大氣自然降水的補(bǔ)給為主，對(duì)基坑施工的危害不大。承壓水是指兩個(gè)穩(wěn)定隔水層中的地下水，其最重要特征就是具有承壓性，性質(zhì)及形態(tài)比潛水穩(wěn)定。當(dāng)開(kāi)挖到一定深度時(shí)，承壓水對(duì)工程的影響是最具危害的，是地下水處理的主要對(duì)象。1.2土建工程基礎(chǔ)施工的重要性。我國(guó)高度重視基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。土木工程的基礎(chǔ)施工必須按照更嚴(yán)格的模式進(jìn)行，否則會(huì)造成很大的疏漏和挑戰(zhàn)。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)和目前的工作標(biāo)準(zhǔn)，土木工程基礎(chǔ)施工的重要性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，在土木工程基礎(chǔ)施工過(guò)程中，可以為今后的工程施工提供更多的幫助。例如，在一些地方的小型土木工程建設(shè)中，由于缺乏對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)的重視，很難達(dá)到良好的水資源利用效果，不僅在短期內(nèi)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，土木工程的保護(hù)還不夠，導(dǎo)致更大的安全風(fēng)險(xiǎn)。二是在土木工程基礎(chǔ)施工過(guò)程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和不足，選擇正確的解決辦法，為今后的工作提供更多的保障。1.3基坑地下水主要危害。1.3.1滲透破壞。滲透破壞是指土壤顆粒在滲流作用下的局部運(yùn)動(dòng)或損失，導(dǎo)致土體變形和失穩(wěn)。在基坑工程中，主要表現(xiàn)為流沙，管涌和潛在腐蝕，這些都會(huì)影響基坑的穩(wěn)定性和安全性。當(dāng)滲流通過(guò)松散土體孔隙時(shí)，土體顆粒會(huì)阻礙水流過(guò)孔隙，水流與土體顆粒會(huì)產(chǎn)生相互作用的力（滲透壓力），該力方向垂直于土體顆粒的表面。此外，土體顆粒還承受切向滲流摩擦。在滲流壓力和滲透摩擦力的共同作用下，土體顆粒會(huì)和水流一起滾動(dòng)或者使其發(fā)生整體失穩(wěn)。1.3.2水壓力破壞。當(dāng)基坑中的土壤繼續(xù)挖出時(shí)，當(dāng)上覆的土壤層不足以抵抗水的壓力，挖掘深度達(dá)到臨界值時(shí)，承壓水的水頭壓力會(huì)使基坑底部的水和沙子涌出。其表現(xiàn)是基坑底部的土壤被隆起，出現(xiàn)裂縫，同時(shí)向外噴水和噴砂。與此同時(shí)基坑底部充滿水，土壤變軟，基土失去強(qiáng)度，承壓水位降低，并且在基坑外部發(fā)生表面沉降。如果底座的不滲透層很薄并且下部有較大的壓頭，則在達(dá)到臨界狀態(tài)后可能會(huì)引起隆起和損壞。

2基坑地下水預(yù)防基本理論

2.1基坑降水的作用。在基坑工程中，采取各種降水舉措具有以下作用：（1）便于人員施工，防止基坑坡面和基底的發(fā)生滲水現(xiàn)象。（2）在干燥的環(huán)境中，可以杜絕基坑中常見(jiàn)的流砂現(xiàn)象，對(duì)基坑側(cè)壁和坑底的穩(wěn)定性有加強(qiáng)的作用。（3）伴隨著水位的下降，土體的物理力學(xué)指標(biāo)會(huì)相應(yīng)的得到改善;減小支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形以改善基坑支護(hù)的穩(wěn)定性和安全性。（4）降低地下水位時(shí)，土體會(huì)由于孔隙水壓力減小有效應(yīng)力增大發(fā)生固結(jié)，在這個(gè)過(guò)程中，土體的抗剪強(qiáng)度增強(qiáng)，并且得到了加固，所以降水也是一種土層加固方式。2.2基坑降水的方法。目前現(xiàn)有的基坑降水方法有很多種，在深基坑工程中應(yīng)用的較多的是井點(diǎn)降水方法，這是由于深基坑開(kāi)挖的范圍往往到了地下含水層以下。在開(kāi)挖前，需要把地下水降低到邊坡面和坑底以下。在水文地質(zhì)條件，遇到基坑底下含水層為承壓含水層的時(shí)候，尤其需要注意，即使上面的潛水含水量極少，我們通常也會(huì)采用降水的方法，將承壓水抽出，避免滲透水壓力差過(guò)大，基坑底部發(fā)生隆脹和突涌的破壞現(xiàn)象。地下水的降水方法根據(jù)基坑開(kāi)挖時(shí)基坑的尺寸和深度、場(chǎng)地地質(zhì)條件和土的特性，一般有明排水和井點(diǎn)降水兩類方案，2.3基坑井點(diǎn)降水的基本理論與設(shè)計(jì)原則。以上假設(shè)是井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)的基本理論。

3地基基礎(chǔ)地下水處理思路探討

處理思路探討。土建工程是建筑工程建造的基礎(chǔ)工程，也是影響建筑工程質(zhì)量的主要因素。隨著城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)建筑工程的數(shù)量不斷增多，土建工程建造也隨著建筑工程增加而不斷的增加。正因?yàn)槿绱耍覈?guó)建筑工程遇到的問(wèn)題越來(lái)越多，其中地下水對(duì)深土建工程的開(kāi)挖影響極大，為了土建的施工可以避免由于地下水帶來(lái)的不便，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)其作出研究。（1）若開(kāi)挖過(guò)程遇水，則停止開(kāi)挖，整體站區(qū)高程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況抬高，高度0.5～1m。場(chǎng)平填筑料采用級(jí)配良好的砂礫石。場(chǎng)區(qū)基礎(chǔ)回填礫石要求壓實(shí)度不小于0.96，分層夯實(shí)，每層填筑厚度不大于30cm。（2）站區(qū)回填砂礫石后，若局部地面繼續(xù)出現(xiàn)出水情況，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況在回填砂礫石層上部鋪設(shè)25cm厚的C25混凝土墊層，抗?jié)B等級(jí)W4。鋪設(shè)墊層范圍為全站區(qū)（除主變、事故油池、管理房區(qū)域外），其余電氣設(shè)備基礎(chǔ)可直接坐落于該墊層上，取消原有基礎(chǔ)的墊層和換填。基礎(chǔ)施工完成后回填土壓實(shí)系數(shù)不小于0.94，最終站區(qū)地面坡度應(yīng)與場(chǎng)平圖中坡度一致。最終地面高程以實(shí)際情況為準(zhǔn)。（3）條形基礎(chǔ)若場(chǎng)址區(qū)有地表水出露，施工前應(yīng)采取降水措施確保干地施工，清除基礎(chǔ)位置處的表層松軟淤泥，使基礎(chǔ)坐落在砂礫石層上。（4）灌注樁若施工過(guò)程中遇到塌孔或孔內(nèi)有水應(yīng)采用套筒、水下混凝土澆筑等施工工藝。（5）對(duì)于地下水位較深且持力層為砂礫石或塊碎石土的的地區(qū)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的形式。對(duì)于地下水位較淺的濕地、草甸地區(qū)，土質(zhì)松軟，不易成孔，則采用PHC管樁基礎(chǔ)。（6）箱型淺基礎(chǔ)：若開(kāi)挖過(guò)程遇水，則停止開(kāi)挖，以遇水面高程以上100mm為基底高程進(jìn)行基礎(chǔ)施工，確保基礎(chǔ)總高度不變的前提下，對(duì)箱變四周地面進(jìn)行填高處理，回填處理范圍：平面超出基礎(chǔ)四周各2m，高度確?；靥钔辽媳砻婢嗷撞恍∮?.2m，回填土與周圍自然地坪斜坡過(guò)渡，回填土壓實(shí)系數(shù)不小于0.94。

4結(jié)語(yǔ)

本文介紹了地下水埋藏的分類情況、基坑降水的作用，以及可能會(huì)產(chǎn)生的不良現(xiàn)象，并對(duì)目前已有的降水設(shè)計(jì)方法及其適用條件做了系統(tǒng)的介紹基坑降水工程是一項(xiàng)復(fù)雜的工程項(xiàng)目。每一個(gè)特定的基坑場(chǎng)地降水都有其工程與水文地質(zhì)條件，必須根據(jù)不同的地質(zhì)條件和降水要求選擇經(jīng)濟(jì)、安全、合理的降水方法?；咏邓O(shè)計(jì)中，降水試驗(yàn)是必須做的，通過(guò)降水試驗(yàn)對(duì)降水設(shè)計(jì)的參數(shù)提供參考設(shè)計(jì)依據(jù)，并能對(duì)數(shù)值模擬試驗(yàn)提供必要的合理參數(shù)，從而進(jìn)一步減小基坑降水方案的設(shè)計(jì)誤差。

參考文獻(xiàn)：

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