浅析深基坑抗承压水稳定

摘要：随着城市地下空间更深层次的开发，基坑深度越来越大。如果发生突涌现象，不及时采用相应的有效的措施来防止的话，那么就会使人们生命财产造成严重损失。本文首先对基坑突涌进行分析，然后通过对承压水对深基坑工程的危害模式进行分析，随之提出了解决承压水问题的措施。

关键词：深基坑；抗承压水；危害模式；措施

1.基坑突涌

1.1基坑底抗承压水稳定计算

计算表达式为：…… （1）

上式中：隔水层土的饱和重度用 （Kn/m3）来表示;隔水层厚度用t+t（m）来表示;承压水顶托力用Pw（kPa）来表示。当k=1.0时，临界厚度为： 。

1.2基坑突涌分析

由于某种原因承压地下水形成冒喷地下水及砂性土的现象就是所谓的基坑突涌。隔水层就是土层，其具有一定的强度和刚度，其存在土层与围护桩的摩擦力不够引起的接触破坏，还存在剪切破坏和弯曲破坏。

（1）基本假设

第一，假设隔水层是连续的、均质和可变行的弹性隔水层。第二，在均布净压力的P=γwHw-γmh>0作用下，隔水层发生拱起或者接触破坏等。第三，计算时按照沿长度L方向取b0=1.0m的单位板宽来进行，并且假设底板水平且厚度相等。第四，分析隔水层强度和刚度时，假设围护结构连接处转动和移动都被限制，因此，可将其简化成两端固定的受力梁。

隔水土层的临界厚度的分析，有基坑底板按单向板进行计算。隔水层的破坏形式主要表现为：第一，破坏发生在中部，表现为弯曲破坏；第二，剪切破坏在基坑边缘剪力最大处发生；第三，围护结构与土体之间为摩擦接触，接触破坏由最大反力导致。

（2）计算临界厚度

第一，弯曲破坏。

2．承压水对深基坑工程的危害模式

现有规范中，针对深基坑工程中承压水危害的内容卞要是防止坑底突涌。我们根据大量工程案例调研总结，概括为以下5种模式：

2.1顶托破坏

工程界最早认识到的承压水危害形式就是顶托破坏，其主要表现为坑底突涌，其主要原因可能是没有足够的抗突涌安全系数，或者是因为地质探孔未封闭等原因导致。

2.2异常管涌

此模式导致坑底涌水是因为开挖面以下围护结构渗漏所致，其机理是：在围护结构施工不当的情况下，坑内外存在压力差，插入部分不能起到止水效果，因此有异常的管涌现象发生。这种危害模式俗称“开裤权”，并且常出现在基坑工程中。

2.3有效应力丧失

此模式机理是：对坑底下卧承压含水层而言，总应力降低过程就是基坑开挖过程，如果在此过程中，没有采取降压措施，那么不会降低其孔隙水压，因此，有效应力降低是必然的。当抗突涌安全系数降低至1.0以下时，土体有效应力趋向于0，此时土颗粒无法提供侧向抗力，其就处于悬浮状态，这样就产生了大量的踢脚位移。同时，承压水的顶托作用由于坑底土体正常回弹而叠加，使得基坑回弹量异常偏大。有些地区即使发生了较大的变形也不一定会开裂，主要是因为这些地区浅层流塑性粘土的特性所致，因此，在这种情况下不一定会产生明水涌出。

3.解决承压水问题的措施

3.1针对承压水危害治理的水文地质调查

首先把建址的水文地质状况一定要搞清楚。目前，深基坑工程的勘察工作在承压水方面存在很多缺陷，其中较为常见的缺陷主要包括以下几个方面：一般根据经验判定微承压水含水层，一旦失误，“有效应力丧失”模式的危害就有可能发生。一般情况下，在详勘报告中，各含水层与覆盖层之间的水利联系不被揭示出来，计算沉降时压缩层厚度的取值基本上都是假设的。因此，在深基坑工程施工前如果存在以上问题时，应针对承压水危害治理的水文地质调查，从而使得有关的水文地质状况能到彻底查明，并且使风险源得以消除。

3.2隔水

可将较深的地下连续墙等隔水帷幕设置在承压含水层埋藏深度相对较浅的深基坑工程中，在进入不透水层一定的深度时，通过穿越承压含水层，从而使得基坑内外承压水的水利联系被隔绝，然后采取常规的基坑疏干降水就可以对承压水问题进行解决。

3.3降压

降压降水方法主要适用于那些基坑底部承压水层以上覆土不足以抵抗层压水头且与隔断承压水不适应的工程。确定降压水方案通过计算并结合周边环境条件来综合考虑。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。