工程实例地下水位上升对建筑物的影响

随着城市建设的发展,地下空间被大力的开发利用。本文通过室内试验模拟砂土地基上的天然基础,通过静载荷试验等方法测试地下水位上升时,砂土地基的承载力、孔隙水压力、有效应力以及基础的沉降等的变化规律,为工程应用提供借鉴。

基于非饱和土力学理论,结合bishop非饱和土强度公式,研究路基在地下水水位上升和不同降雨时长条件下变形特性,利用midasgts有限元软件,以某路基为例进行研究。结果表明：堆载预压情况下路基垫层顶部沉降小,垫层底部沉降大,地基易产生空洞现象,并随水位降低,加剧空洞效应;土工格栅兜提效应减少沉降12%左右;地下水位变化对路基总体沉降影响较小;降雨初期桩网地基表面会发生大幅度沉降,3h路基表面沉降可占降雨影响总沉降的70%,3h降雨桩端刺入量可达到稳定刺入量的84%,24h是路基表面沉降与桩端刺入量速率明显分界点。

根据工程地质勘探和室内外试验建立上海软土场地计算模型,采用biot动力固结理论,结合弹塑性边界面模型,研究三向地震作用下地下水位上升对场地土层地震反应的影响。利用具有水平和垂直三向完整加速度记录的taft波构造基岩输入地震动时程曲线,分析三向地震作用下地下水位上升对土层竖向和水平加速度放大效应、竖向与水平加速度峰值比、地表加速度和反应谱特征以及沿土层深度最大孔隙水压力和孔压比的影响。计算分析表明:地下水位上升对水平向和竖向峰值加速度的放大效应影响差异显著,同时对地表加速度及其反应谱特征具有重要影响。地下水位的上升,地表水平峰值加速度放大效应增大,竖向峰值加速度放大效应减小;竖向与水平向加速度峰值比减小;土层高频滤波作用增强,长周期成分放大效应增大;近地表液化土层范围增大,加剧砂土液化危害性。

地下水的浮力对建筑物设计和施工有不容忽视的影响。结构抗浮验算与地下水的形状、水压力、浮力、地下水位变化的影响因素、意外补水有关,并提出了设计水位计算浮力的概念。地下水位的变化对地基承载力也产生不良影响,因此,必须认真对待,做好地下水的监测和防护工作。

地下水是宝贵的自然资源,同时给地下工程带来的负面影响不容忽视。特别是针对建筑物地基而言,地下水位的上升和下降可直接导致建筑物的变形或进一步的严重破坏。因此,紧紧结合工程实践,利用geo-slope岩土计算软件进行地基沉降计算模拟,可以大致量化地基在不同水位情况下的沉降变化。

以某地下水封洞库工程为例,对洞库结构和研究区域水文地质条件进行概化,利用visualmodflow软件建立三维地下水流数学模型,模拟地下洞库周围的地下水渗流场,并利用建立的数学模型模拟预测洞库周围地下水位变化及地下水降落漏斗扩展情况。

土质边坡的稳定与地下水位密切相关。一方面，地下水位升高，降低了滑坡体的有效应力；另一方面，地下水的长期浸泡，土体软化，滑体及滑带的力学强度降低,这两方面的因素均直接降低边坡的稳定性。地下水是影响土质边坡稳定性的主要因素，若忽略地下水位变动对土体强度参数的影响，随着边坡内水力梯度的不断增大，边坡的稳定性将不断减小。

地下水位与环境岩土工程:第五讲 地下水位上升对砂土液化的影响

区域水下位上升对建筑物的影响及处理

区域水下位上升对建筑物的影响及处理

以西安地区黄土为例,分析了地下水位上升对土中附加应力和地基承载力的影响,指出了地下水位上升,使得土中附加应力减小,地基承载力大幅度下降。

目前,土基上箱涵内力的计算主要有反力直线分布法和弹性地基梁法,大、中型箱涵设计一般采用弹性地基梁法。对于很多箱涵,外水压力是结构所受的主要荷载之一。工程区地下水位受到自然条件及人为因素的影响,变化情况较为复杂,设计中取用不同的地下水位可能会得到不同的计算结果。此文结合南水北调中线一期工程七里河渠道倒虹吸的工程实例,选取代表性工况对倒虹吸内力进行计算、比较,分析地下水位对倒虹吸内力的影响,对大型箱涵

黄河冲积平原区地下水位季节性变化大,对地基强夯加固效果造成影响。为研究地下水位变化对强夯加固效果的影响,确定强夯合理地下水位及施工参数,在济(南)东(营)高速公路粉土地基段进行了现场试验。试验采用井点降水降低地下水位,通过观测和分析不同水位强夯超孔隙水压力变化及地面沉降,得出如下结论:地下水位较高时,强夯单位夯击能引起的地面沉降量较小,单次夯击超孔隙水压力增量较小,夯后超孔隙水压力消散时间较长,有效加固深度变浅;地下水位对强夯超孔隙水压力的径向影响不明显,夯击能为1500kn·m时径向影响范围为3~4m;地下水位越高,强夯时土体越容易出现液化,降低地下水位能够有效减轻土体液化程度;为保证加固效果提高施工效率,地下水位较高时强夯宜采取少次多遍的夯击工艺。

近年来,随着我国城市化水平的逐年提高,高层建筑越来越多,使得高层建筑基础埋深愈发的大起来,正是由于基础埋深的相应增大,高层建筑深基础中总是会出现多层地下含水层,由于土质结构中的含水层容易发生切断现象,使得基坑渗水会造成实际施工困难。由此可见,由于高层建筑在城市建设中愈发有着关键地位,降低地下水位对高层建筑施工的影响不容忽视。

本文以西安高科广场a座高层为例，对西安地区高层建筑施工采用降低地下水位进行分析，阐述了西安地区地质条件下高层建筑采用降水对工程进度、质量、成本、安全及其他方面的影响。

基础是建筑的根基，其质量与场区地质条件直接相关，而水文地质条件是主要地质条件之一。通过综合前人研究资料，分述地下水水位和水质对基础的影响，明确场区地下水条件是保障基础质量的必要条件。

超补偿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。通过工程实例的分析,介绍合理确定超补偿基础抗浮设防水位和地基土中孔隙水压力的有效方法。

根据对宁夏吴忠市红寺堡区某黄土建设场地两次工程勘察,考虑地下水位变化对地基强度的影响,分别采用标准贯入试验和室内固结试验对地基土的强度进行评价,并从微观方面对含水量变化引起黄土地基强度改变的机理进行理论分析,结果表明:当地下水位升高时,地表以下固定深度范围内土体的标贯击数降低,土体强度明显下降;饱和黄土的压缩系数较非饱和黄土高;当土体的饱和度增加,颗粒的表面张力、基质吸力以及粒间胶结力、摩擦力均呈现下降趋势,因此在考虑黄土地基的强度时不仅需要考虑黄土的湿陷性,还应注重土体的遇水软化问题。

在地下水较高的含水丰富区,为保证基坑工程的稳定性,必须采取降水措施人工降低地下水水位。降水改变了原有应力场和渗流场状态,破坏了土体的平衡,引发基坑周围的地表沉降,所以研究降水对基坑周围地表沉降的影响,是基坑稳定的一个重要保证。本文以粘弹性理论和随机介质理论为基础,采用merchant流变模型,推导出地表沉降的理论计算方法,反应出降水条件下含水层变形的时空变化规律。结合地下水动力学理论,确定降水影响范围内地表沉降的空间分布规律。

高地下水位局部细砂地基加深的处理——本文叙述了高地下水位时，局部细砂地基加深处理的一种方法。

2009年5—10月,对扬粳4038早熟晚粳稻进行了水分胁迫(受旱)试验,分析了控制排水条件下水稻抽穗开花期叶片生理指标的变化,以及该生育期内水稻各个生理指标的日变化规律。结果表明:地下水位过低、受旱持续时间较长时,水稻净光合速率、气孔导度和蒸腾速率等生理指标会不同程度降低,但是较小程度的水分胁迫不会对水稻正常生理指标产生不利影响。

在建筑物地基基础设计中，结合岩土勘察资料，需要做好地下水对建筑物地基的防治处理工作。考虑到结构类型、材料情况和施工情况可知，如果地基内存在大量的地下水，则直接对建筑工程的正常使用和建筑物稳定性造成影响。本次研究中以地下水成因和不良后果作为基础，对如何进行防治进行分析。