地下水对岩土工程的影响分析及处理措施

1、地下水对岩土工程的影响分析及处理措施 1、引言 本文中的地下水是指存在于地表以下松散积累物和基岩空隙中的潜水或承压水，也指施工工程中由于管道渗漏、破损带来的水。由于岩土具有崩解性、胀缩性、软化性和透水性等明显的水理性质1，因此对基坑工程、基础工程和边坡工程等常见的岩土工程进行设计和施工时必需考虑地下水的存在对其的不利影响。 2、地下水对基坑工程的影响 地下水对基坑工程的影响主要体现在对基坑侧壁和基坑底上。对基坑侧壁的支护结构进行土压力分析，可知地下水位上升时，对于按水土分算的砂土类的基坑外向主动土压力2并与无地下水的状态进行计算比较如下： 对于按水土合算的粘土类 由上述分析可知，单考虑静水压力

2、的影响，地下水的存在使得主动土压力增加，从而增加了支护结构的荷载，影响到其倾覆和整体稳定性，使得嵌固深度比无水时要长。假如有水从坑外向坑内渗流时，则坑外向下渗透力使得主动土压力增加，而坑内向上渗透力使得被动土压力削减，对基坑稳定更加不利。另一方面，对坑底而言，承压水的存在将会引起坑底突涌和流砂。第三，软化基坑四周的土质，降低坑壁、坑底岩土体的强度，产生侧壁变形和、底鼓等。所以基坑施工时，应准时采取以下措施防止出现基坑事故：（1）明沟排水，在基坑内设置排、截水沟和集水井，用抽水设备将地下水排走;（2）井点降水，利用井孔在基坑四周同时抽水，把地下水降低到基坑底面以下的降水方法;（3）隔渗，包括侧向

3、隔渗和封底隔渗即侧向隔渗有截水墙、截水帷幕和冻结法。 3、地下水对基础工程的影响 地下水对基础工程的影响主要集中在对地基土的承载力和沉降及对基础腐蚀的影响上。当地下水位上升时，土中水的增加使得非饱和土的粘聚力削减，达到饱和时，土的抗剪强度降低由下式可知，土的承载力也将下降。 同时，土中水将使岩土矿物软化，土的结构也遭到破坏，土的承载力降低，从而导致地基土简单出现剪切破坏。另一方面，当地下水渗入到基础内部时，将会腐蚀混凝土与钢筋，使基础本身的强度下降，地下水甚至进入建筑物内部，引起受潮等问题。 地下水的突然下降将会产生附加沉降，如图2所示当地下水位降深为h1，仅考虑地下水的降低影响时，a点附加应

4、力增加值为0，b点增加值为： c 点增加值为： 绘成附加应力曲线图后可知，可用应力面积法计算基底中心的沉降值，当地下水水位急剧下降时，产生的沉降值不容忽视。 在基础工程中，采取以下措施可有效削减地下水对基础工程的影响：（1）选择不受地下水影响的地段作为地下工程的位置;（2）掌握地表水的补给;（3）基底设置垫层;（4）采取超前探水、放水、修防水墙和防水等措施。 4、地下水对边坡工程的影响 边坡工程主要含两类问题，一是边坡本身的稳定问题，假如失稳，即发生滑坡;而是对经计算或勘察后易发生滑坡失稳的地段采取的边坡支护问题。无论哪一类，地下水都将是重要的影响因素。地下水是滑坡的显要触发因素;由于边坡中存在大量的张开裂隙，当地下水位上升时，裂隙中将布满水，则充水的张开裂隙将承受裂隙水静水压力的作用，如发生渗流，还将受到动水压力的作用，如图3所示F1为静水压力，F2为静水压力，明显F1和F2都对边坡的稳定起不利作用。同时地下水对边坡岩体还产生软化或泥化作用，使岩土体的抗剪强度大为降低。 至于地下水对边坡防护工程的影响，与基坑支护相似，以砂土类边坡的挡土墙为例，如图4所示在水平水压力对挡土墙产生倾覆和滑移的影响。因此，在边坡工程须考虑地下水的影响，准时采取措施防止边坡事故的发