地下水对地基基础工程设计的影响

王子平 刘宝莹

摘  要：建筑行业是我国的重要行业之一，并取得了重要的成绩，然而，在建筑的过程中也出现过很多的建筑质量问题。然而这些问题不单单是选科上的不过关。地下水对于地基基础工程的设计影响也是十分深远的。给建筑行业带来巨大的阻力。因此本文针对地下水对于地基基础工程设计的影响进行了多方面详细的分析。给相关行业的工作人员以帮助。在地基的设计过程中更好的减少误差。保证建筑施工的有效进行。

关键词：地下水;地基;工程设计;影响分析

近年来，随着我国经济的崛起，出现了大规模的基础设施建设，因地基基础引起的工程事故亦呈上升的趋势。在建筑结构的设计过程中，人们普通认为最难驾驭的并不是上部结构，而是该工程的地基和基础工程的问题。对于地基基础设计，地下水作为最活跃的因素，是最难把握的设计要素之一。

一、地下水对地基基础工程设计的影响

1.1地下水对基坑突涌的影响

如果基坑下面有承压水。那么就会产生基坑突涌现象。在基坑开挖中。在承压水含水层上的不透水层厚度降低过程中，在厚度降低到基坑土重无法支撑下方成承压水水压时。承压水水压就会破坏基坑底板。甚至会造成基坑底板裂开，并由此产生基坑突涌现象。基坑突涌现象的产生。会对基坑与基坑四周建筑造成严重危害，并破坏基土强度。

1.2地下水对抗浮验算的影响

为提高我国土地资源的利用率，实现城市的可持续发展。建筑行业已经着手于对地下面积的开发，基坑开挖的深度日益加大。并朝着规模化方向发展。在面对含有大量地下水的区域时。地下水的浮力作用对地下施工、结构设计以及低下建筑产生的影响也日益显著。如果不重视地下水的浮力作用，就会对整个地基基础工程带来不利影响。一方面。由于地下水会产生极大的浮力作用。会造成地下室上浮以及底板、梁、柱等出现裂缝;而另一方面。忽视地下水在岩土中的渗流特点。对于地下水浮力作用看得太重，盲目运用一些原理，这样就会做很多的无用抗浮工作。从而导致大量工程建设资金被浪费。

1.3地下水对强夯地基稳定性的影响

如果建筑位于池塘边。河边以及湖边。并且有着较厚软弱土存在于场地上，一般会使用强夯符合地基或换填的措施。因为地下水位与地表水位有着密切的关联，就会导致地下水位频繁出现升降现象。如果复合地基处在范围不断变化的地下水位中，这时在复合地基中出现地下水位升降现象。就会因此出现巨大的动力水。并在地下水的强烈冲刷之下。复合地基中的细颗粒会出现错位以及移动现象，大量小颗粒被冲刷走。同时，在地下水位不断上升中，复合地基的有效重度与抗剪强度就会降低。由此导致复合地基承载力也不断下降，在增大基础沉降量之后，建筑就会发生下沉现象。甚至断裂。

1.4地下水对地基的影响

一是在黄土地带。这类地区失陷性很强。在地下水位出现上升的情况时。可溶性盐类在岩土体中会被大量溶解。严重破坏黄土层中的颗粒状架空机构。从而不断降低黄土层的强度。而在自重压力与附加压力之下，会出现突陷变形，其基础也在一定程度上出现下降现象。比如在黄土地带的一处楼房中。施工开始之前。未能认真分析该地区地下水位的变化情况。也不能科学合理对地基进行处理。当雨季来临时。该地区地下水位就会不断升高，从而造成黄土层出现变形和失陷，基础也会出现不同程度的沉降现象，甚至在个别地区。基础下沉达25cm。

二是在土质膨胀地区。其地下水一般为滞水和上层裂隙水。在不同的季节中。该地区地下水位变化程度是不一样的。其土层也会出现一定程度的变形和膨胀。如果地下水位变化明显以及频繁发生变化。这样既提高了岩土膨胀收缩频率。也让其膨胀程度越来越严重。从而极易造成地基出现位移现象。建筑也会因此发生严重的變形。甚至断裂，其危害性巨大。

三是在寒冷地区。在地下水位出现上升的情况时。因为地下水可能会被冻结。所以岩土中的水一般会发生位移现象。同时其分布也是相对集中的。并出现冰夹层以及冰锥现象。地基也会因此发生冻胀，从而造成严重的地面弄起现象。台桩也会发生隆胀。比如。该地区下的某个建筑实际施工中，护桩长时间浸泡在地下水之下。等到入冬之后。因为冻胀现象严重而造成倒塌，护桩便失去的作用。这样就为施工单位造成了严重的经济损失。另外。虽然岩土体被冻结。但是它还是有着一定的强度与压缩性，如果出现温度上升的状况。在岩土解冻之后，就会极大降低其抗压与抗剪强度。如果岩土体水分含量较大。在其融化后粘聚力会大大降低。不足先前的十分之一。但是压缩性却因此增加。这样极易导致地基

二、地下结构的抗浮问题及相关措施分析

近年来，城市高层建筑和广场式复合体建筑群迅速发展，并带动地下空间的利用，地下室层数增多，基础埋深大（北京已出现地下部分埋深超过40m的建筑）对地基土的承载力和变形特性的要求相应增加，同时不可避免地涉及地下水的作用。结构复杂的广场式建筑中的低层裙房和纯地下车库的基础往往处于超补偿状态，基础抗浮设计问题已成为影响结构设计和工程投资效益的难题之一，并逐步引起岩土工程师和结构工程师的重视和广泛关注。

地下结构的抗浮设计问题首先必须确定基础抗浮设计水位。然而，目前结构设计所遵循的有关国家标准、地方标准或技术措施中并未明确地提出建筑物抗浮验算的设计水位取值方法，如现行的国家标准《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）;或者只是提出了可以参照勘探实测水位、近年高水位以及历史最高水位确定基础抗浮水位的取值原则，但在具体应用时仍存在许多实际问题。因为地下水的运动特性决定了地下水位高度的随机动态变化特征，特别是在北京等城市化问题突出的大城市，地下水位受人类活动影响显著，多年年均水位呈现不规则的高低变化，这就需要从本地区的水文地质背景进行研究分析和对多年地下水位动态状况进行监测，才能合理确定基础抗浮水位。

地下结构的抗浮措施包括：增加压重、盲沟排水、抗拔桩和抗浮锚杆。增加压重只有在结构自身重量与所受到的水浮力差别不大时才可行，否则从工程造价上会造成浪费，同时会以牺牲相当的地下空间为代价，真正是得不偿失。

盲沟排水方法需要在地下结构下设置导滤层和排水管道，其基建投资比较可观，同时在地下结构建成以后的整个使用期内，需要不断地排水，长期的排水费用也很可观。

在地基基础设计的过程中，我们必须要思考如何更好的做好设计工作，针对目前设计过程中容易受到地下水影响的情况，设计人员要进行重点把控，尽量避免地下水对地基基础设计造成不利影响。

参考文献：

[1]张岩，邢晨曦，王海强。地下水上升对岩土性质的影响和评价[J].河北勘察，2015.2.

[2]刘睿，黑瑞卿，于海。地下水对地基承载力的影响研究[J].山西建筑，2016.9.

（作者单位：德州中坚基础工程有限公司）