浅谈建筑工程中地下水的影响

中图分类号：TU46 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）09-0177-01

摘要：随着我国城市化进程的加快，城市建筑日新月异，建筑规模越来越大，基坑的面积和深度也逐渐加大，因此对建筑工程中地下水的处理显得尤为重要，本文对建筑地下水的相关问题进行探讨。

关键词：地下水 建筑处理

一、引言

地下水浮力对地下室和地下构筑物结构设计施工的影响日显突出。地下水作为不可避免的承载体，其浮力或水压力优先于地基反力作用在结构上，给结构设计施工带来了不容忽视的影响。讨论与地下水有关的工程问题应先了解地下水的埋藏条件、存在状态及与土的关系，设计中需注意下属几种水对结构的影响：上层滞水（大多是雨季地标积水）主要对施工期间的抗浮、结构支撑于地基的抗倾稳定验算等得主要地下水；承压水主要通过每封堵或没封堵好的勘探孔渗透压力水浮托地下室，较容易被疏忽，应注意建筑场地周围的地势和土层的走向。

二、建筑施工中地下水的利用和保护

（一）减少抽取地下水。在选择基坑施工方案时，尽量选择降水量较少的施工设计方案。在基坑边抽取地下水，同事在离基坑稍远处回灌抽取的地下水，在保持基坑内地下水位较低的情况下，保持基坑外较高的地下水位。

（二）合理利用施工中抽取的地下水。对于施工中抽取的地下水的利用，主要有两个利用方向，一个是本建筑施工中的利用，如建筑施工用水、养护用水、现场临时消防用水、场地除尘和清洗用水等；另一个是本建筑施工外用水，如建筑施工周边的绿化用水时，要先进行水质分析，合理使用地下水，避免出现不利影响。地下水质的分析在工程地质勘查报告中一般都有说明。

三、地下水分浮力问题的解决方案

抗浮设计需结合结构单元抗浮验算的结果选择或调整结构抗浮方案及措施。常用抗浮方案及措施有：

（一）主体工程采用桩（挖孔桩除外）基础时，单层地下室或裙房地下室可用桩（可以适当调整桩）径协助抗浮因为受地下水变化的影响，该桩可能抗拔也有可能承压。

（二）主体工程采用天然地基时，单层地下室或裙房地下室可采用加大恒载（如覆土）抗浮，或将单层地下室和裙房及裙房地下室的结构处理成垂直荷载作用下的子框架结构支撑于主体结构上，由主体结构协助抗浮。后者需修正原设计对应于子框架的梁柱内力与配筋和主体结构中支撑载力大的配筋和截面。主体结构离支撑子框架节点较远的梁柱端内力受影响较小，一般可以不必修正。另外若选用子桁架传来的轴力，要再作偏拉或偏压修正验算。

（三）抗浮锚桩协助抗浮。抗浮锚桩的施工方法基本上同锚杆，使用范围比较大。常用于大空间，大面积的单层地下室或裙房地下室及地下结构物抗浮，当水压力较大时，用分布抗浮锚桩无梁地下室底板的方案易于设计且比较经济。抗浮锚也可替代上面的结构抗浮方案。

（四）地下罐体的抗浮设计应注意其基础或基墩在地下水的影响下可能受压也可能受拉，要做两个方向受力的强度验算。

（五）施工阶段的抗浮问题是设计和施工双方都要考虑的。设计方主要考虑地下室的设计能否施工的大原则。如高地下水位的多层地下室采用逆施工设计，当主体结构的自重满足抗浮要求后施工地下室底板满足承载要求后，封堵其上的降水井。施工方主要考虑地下室的施工细则如基坑降水、排水、意外补水的基坑水位控制措施或排水应急措施，基坑回填土后的地下室抗浮措施和必要的抗浮和结构验算，回填土的透水性与基底水压力变化程度的关系对意外补水的地下室的抗浮影响等。

（六）位于高地下水位的淤泥地基上的地下构筑物主要是考虑抗浮稳定，而不是处理地基承载力。采用抗拔桩或抗浮锚桩加覆土的抗浮方案同事解决了这两个问题。但应注意在必要时要做抗拔桩或抗浮锚装的拔和压的双向受力验算承压验算，宜考虑桩土协同工作，桩主要起抗倾斜作用；注意抗浮验算单元应与协助抗浮的方案吻合；位于地下水位以下的室外抗浮覆土要扣除地下水的浮力；悬挑出室外的地下室底板可以适当考虑上面覆土的内摩擦角按倒梯形截面计算抗浮力；抗拔桩和抗浮锚尽量布置在柱、墙下或对称布置在柱下，共同形成基础梁的支座，可以使抗拔桩和抗浮锚桩的受力均匀，当基础梁的刚度较小时，要避免跨中抗拔桩和抗浮锚桩弹性约束系数难以确定而影响基础梁的内力计算；因基础梁的竖向位移刚度从柱下至跨中各点不相同，所以布置在基础梁跨中的抗拔桩和抗浮锚桩对基础梁跨中是新约束，应注意计算简图的处理，调整基础梁的配筋；工程地质勘查应考虑协助抗浮的抗拔桩和抗浮锚桩的布置方案对桩长的影响。

四、地下水控制中的其他问题以及解决方案

（一）地下水的其他问题。在基坑工程施工过程中，地下水要满足支护结构和挖土施工的要求，并且不因地下水位的变化，对基坑周围的环境和设施带来危害。

（二）地下水控制方法。在软土地区基坑开挖深度超过3m，一般就用井点降水。开挖深度浅时，亦可边开挖边用排水沟和集水井进行集水明排。地下水控制方法有多种，其使用条件大致如表I所示，选择时根据土层情况、降水深度、周围环境、支护结构类等综合考虑后优选。当因降水而危及基坑及周边环境安全时，宜采用截水或回灌方法。

表I：地下水控制方法适用条件

当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施，保证坑底土层稳定。否则一旦发生突涌，讲给施工带来极大麻烦。

参考文献：

[1]孔祥国，胡国祥。浅析地下水对基础设计与施工的影响[J]，山西建筑，2004.23

[2]游敏，摩擦桩单桩承载力数学模型的建立及其应用[J]。合肥工业大学学报（自然科学版），2005，8