【了解】与地下水有关的几个工程问题
来源:筑龙岩土
与地下水有关的工程问题包括:
1、开采地下水引起的地面沉降
2、地下水引起的渗透变形
3、地下水造成基坑突涌
4、地下水的腐蚀作用
5、地下水抗浮问题
1、开采地下水引起的地面沉降
地面沉降的危害:
a、导致建筑物下沉开裂破坏、地下管网断裂
b、损失地面高程,雨季内涝积水,防洪能力降低
c、桥梁净空减小,影响通航
2、地下水引起的渗透变形
3、地下水造成基坑突涌
4、地下水的腐蚀作用
5、地下水抗浮问题
在二十一世纪之前,或者更早一点的九十年代之前,在工程界,对于“抗浮”及“抗浮设防”没有提到重要的议事日程,也就是没有普遍提到或者引起足够的重视,那个时候,在工程界注意得多的是地下水的“静水压力”、“动水压力”、“动态变化”等等。
1998年12月11日发布,1999年5月1日起实施的《水文基本术语和符号标准》(GB/T50095-98)以及1998年12月11日发布,1999年6月1日起实施的《岩土工程基本术语标准》(GB/T50279-98)均没有给出“抗浮”、“抗浮水位”或者“抗浮设防水位”的定义。
随着城市的高速发展,特别是上世纪八十年代后期以来,城市的高层建筑及超高层建筑的大量兴建,地下室及超深地下室,纯地下室及地下广场等,地下水的赋存和渗流形态对基础工程的影响日渐突出。地下水的抗浮设防水位成为了一个重要的议题。
2000年以后的相关的工程建筑领域的规范都不回避抗浮这个课题,均都对抗浮设防水位作出了相应的规定。
《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72—2004,J366—2004)对抗浮设防水位给予了明确的定义:抗浮设防水位是指地下室抗浮评价计算所需的,保证抗浮设防安全和经济合理的场地地下水位。
抗浮设防水位的确定
《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004、J366-2004)
8.6.2场地地下水抗浮设防水位的综合确定宜符合下列规定:
1、当有长期水位观测资料时,场地抗浮设防水位可采用实测最高水位;无长期水位观测资料或资料缺乏时,按勘察期间实测最高稳定水位并结合场地地形地貌,地下水补给、排泄条件等因素综合确定;
2、场地有承压水且与潜水有水力联系时,应实测承压水水位并考虑其对抗浮设防水位的影响;
3、只考虑施工期间的抗浮设防时,抗浮设防水位可按一个水文年的最高水位确定。
从“高规”的8.6.2条不难看出:抗浮设防水位综合确定的三个方面,都涉及到一个名词——最高水位,所以说抗浮水位本身就是场地的最高水位,只是这个最高水位根据工程需要的不同以及我们拥有的资料(有否长期观测资料)不同而已,我们确定的一定应是“最高水位”。
仅按勘察期间的实测水位来确定抗浮设防水位,是不够确切的,应结合场地地形、地貌、地下水补给、排泄条件和含水层顶板标高等因素综合确定。
我国南方滨海和滨江地区,经常发生街道水浸现象,抗浮设防水位可取室外地坪标高(宁波下0.5,或道路面下0.5)。若承压水和潜水有水力联系时,应分别实测其稳定水位,取其中的高水位作为抗浮设防水位。
《岩土工程手册》中提到,当建筑物位于粉土、砂土、碎石土和节理裂隙发育的岩石地基时,按设防水100%计算浮力;而当建筑物位于节理裂隙不发育的岩石地基时,按设防水位50%计算浮力;当建筑物位于黏土地基时,其浮力较难准确确定,应结合地区的实际经验考虑。
《铁道设计规范》条文说明指出:在验算结构抗浮稳定性时,对浮力、抗浮力的计算及抗浮安全系数的取值均需慎重:计算浮力时不能仅仅着眼于根据地质调查取得的当前地下水位,必须估计到将来变化的可能性;在黏性土中水浮力的取值不需折减。从这些规范或手册中的规定可以看出,地下水浮力的作用相当复杂,要准确确定地下水压力的大小最好的办法是实测地下水压力,但费时费力。
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