7.3.1 巖土工程勘察應評價地下水的作用和影響,并提出預防措施的建議。
7.3.2 地下水力學作用的評價應包括下列內(nèi)容:
1. 對基礎、地下結(jié)構(gòu)物和擋土墻,應考慮在最不利組合情況下,地下水對結(jié)構(gòu)物的上浮作用;對節(jié)理不發(fā)育的巖石和黏土且有地方經(jīng)驗或?qū)崪y數(shù)據(jù)時,可根據(jù)經(jīng)驗確定;
有滲流時,地下水的水頭和作用宜通過滲流計算進行分析評價;
2. 驗算邊坡穩(wěn)定時,應考慮地下水對邊坡穩(wěn)定的不利影響;
3. 在地下水位下降的影響范圍內(nèi),應考慮地面沉降及其對工程的影響;當?shù)叵滤换厣龝r,應考慮可能引起的回彈和附加的浮托力;
4. 當墻背填土為粉砂、粉土或黏性土,驗算支擋結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定時,應根據(jù)不同排水條件評價地下水壓力對支擋結(jié)構(gòu)物的作用;
5. 因水頭壓差而產(chǎn)生自下向上的滲流時,應評價產(chǎn)生潛蝕、流土、管涌的可能性;
6. 在地下水位下開挖基坑或地下工程時,應根據(jù)巖土的滲透性、地下水補給條件,分析評價降水或隔水措施的可行性及其對基坑穩(wěn)定和鄰近工程的影響。
7.3.3 地下水的物理、化學作用的評價應包括下列內(nèi)容:
1. 對地下水位以下的工程結(jié)構(gòu),應評價地下水對混凝土、金屬材料的腐蝕性,評價方法按本規(guī)范第12章執(zhí)行;
2. 對軟質(zhì)巖石、強風化巖石、殘積土、濕陷性土、膨脹巖土和鹽漬巖土,應評價地下水的聚集和散失所產(chǎn)生的軟化、崩解、濕陷、脹縮和潛蝕等有害作用;
3. 在凍土地區(qū),應評價地下水對土的凍脹和融陷的影響。
7.3.4 對地下水采取降低水位措施時,應符合下列規(guī)定:
1. 施工中地下水位應保持在基坑底面以下0.5~1. 5m;
2. 降水過程中應采取有效措施,防止土顆粒的流失;
3. 防止深層承壓水引起的突涌,必要時應采取措施降低基坑下的承壓水頭。
7.3.5 當需要進行工程降水時,應根據(jù)含水層滲透性和降深要求,選用適當?shù)慕档退环椒?。當幾種方法有互補性時,亦可組合使用。
條文說明
7.3 地下水作用的評價
7.3.1 在巖土工程的勘察、設計、施工過程中,地下水的影響始終是一個極為重要的問題,因此,在工程勘察中應當對其作用進行預測和評估,提出評價的結(jié)論與建議。
地下水對巖土體和建筑物的作用,按其機制可以劃分為兩類。一類是力學作用;一類是物理、化學作用。力學作用原則上應當是可以定量計算的,通過力學模型的建立和參數(shù)的測定,可以用解析法或數(shù)值法得到合理的評價結(jié)果。很多情況下,還可以通過簡化計算,得到滿足工程要求的結(jié)果。由于巖土特性的復雜性,物理、化學作用有時難以定量計算,但可以通過分析,得出合理的評價。
7.3.2 地下水對基礎的浮力作用,是最明顯的一種力學作用。在靜水環(huán)境中,浮力可以用阿基米德原理計算。一般認為,在透水性較好的土層或節(jié)理發(fā)育的巖石地基中,計算結(jié)果即等于作用在基底的浮力;對于滲透系數(shù)很低的黏土來說,上述原理在原則上也應該是適用的,但是有實測資料表明,由于滲透過程的復雜性,黏土中基礎所受到的浮托力往往小于水柱高度。在鐵路路基設計規(guī)范中,曾規(guī)定在此條件下,浮力可作一定折減。由于這個問題缺乏必要的理論依據(jù),很難確切定量,故本條規(guī)定,只有在具有地方經(jīng)驗或?qū)崪y數(shù)據(jù)時,方可進行一定的折減;在滲流條件下,由于土單元體的體積V上存在與水力梯度和水的重力密度γw呈正比的滲流力(體積力)J,
J=iγw V (7.1)
造成了土體中孔隙水壓力的變化,因此,浮力與靜水條件下不同,應該通過滲流分析得到。
無論用何種條分極限平衡方法驗算邊坡穩(wěn)定性,孔隙水壓力都會對各分條底部的有效應力條件產(chǎn)生重大影響,從而影響最后的分析結(jié)果。當存在滲流條件時,和上述原理一樣,滲流狀態(tài)還會影響到孔隙水壓力的分布,最后影響到安全系數(shù)的大小。因此條文對邊坡穩(wěn)定性分析中地下水作用的考慮作了原則規(guī)定。
驗算基坑支護支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性時,不管是采用水土合算還是水土分算的方法,都需要首先將地下水的分布搞清楚,才能比較合理地確定作用在支擋結(jié)構(gòu)上的水土壓力。當滲流作用影響明顯時,還應該考慮滲流對水壓力的影響。
滲流作用可能產(chǎn)生潛蝕、流砂、流土或管涌現(xiàn)象,造成破壞。以上幾種現(xiàn)象,都是因為基坑底部某個部位的最大滲流梯度imax大于臨界梯度icr,致使安全系數(shù)Fs不能滿足要求:

對于地下水位以下開挖基坑需采取降低地下水位的措施時,需要考慮的問題主要有:1. 能否疏干基坑內(nèi)的地下水,得到便利安全的作業(yè)面;2. 在造成水頭差條件下,基坑側(cè)壁和底部土 體是否穩(wěn)定;3. 由于地下水的降低,是否會對鄰近建筑、道路和地下設施造成不利影響。
7.3.2 [修訂說明]
本條無實質(zhì)性修改,僅使文字表述更科學合理。
原文中的“動水壓力”一詞源于前蘇聯(lián),詞義不夠準確。動水壓力實際指的是滲透力,滲透力是一種體積力,不是面積力。地下水作用既可用體積力表達,如滲透力,也可用面積力表達,如靜水壓力,故對第2款作了相應修改。
靜水壓力是一種面積力,滲透力是一種體積力,二者應分開考慮,原文第4款寫在一起易被誤解,故作相應修改。
第5款中刪去了“流砂”,因流砂一詞表達不確切。
7.3.3 即使是在賦存條件和水質(zhì)基本不變的前提下,地下水對巖土體和結(jié)構(gòu)基礎的作用往往也是一個漸變的過程,開始可能不為人們所注意,一旦危害明顯就難以處理。由于受環(huán)境,特別是人類活動的影響,地下水位和水質(zhì)還可能發(fā)生變化。所以在勘察時要注意調(diào)查研究,在充分了解地下水賦存環(huán)境和巖土條件的前提下做出合理的預測和評價。
7.3.4、7.3.5 要求施工中地下水位應降至開挖面以下一定距離(砂土應在0.5m以下,黏性土和粉土應在1m以下)是為了避免由于工體中毛細作用使槽底土質(zhì)處于飽和狀態(tài),在施工活動中受到嚴重擾動,影響地基的承載力和壓縮性。在降水過程中如不滿足有關規(guī)范要求,帶出土顆粒,有可能使基底土體受到擾動,嚴重時可能影響擬建建筑的安全和正常使用。
工程降水方法可參考表7.1選用。
表7.1 降低地下水位方法的適用范圍

續(xù)表 7.1



鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
