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岩土研究院

地下水位改变对地基基础安全的影响和其他危害

953 2021-01-13 11:42:03

地下水是指由渗透和凝结作用而形成的,存在于岩石和土的孔隙、裂隙或空洞中的气态、有液态和固态的水。根据对地基基础的影响,在建筑工程中一般分为上层滞水、潜水和承压水。地下水对地基基础工程的影响非常大,但常常不被重视。

1、地下水位改变对地基基础安全的影响

1.1、当地下水位的变化是在基础底面以上时,水位变化对无地下室地基基础的影响很小,下图为舟曲泥石流造成的白龙江水位上升,建筑物局部被淹没,但因大部分基础原在地下水位以下,实测水位升高对基础的影响很小。

但是对于有地下室的建筑,地下水位升高即意味着地下室抗浮水位的升高,因此临江、临河、地势低洼位置有地下室建筑应充分考虑地下抗浮水位的变化对地基基础的影响。

舟曲泥石流造成的建筑物被水浸泡图片

↑ 舟曲泥石流造成的建筑物被水浸泡图片

1.2、地下水位在基础底面以下的压缩层范围内变化时,可能直接影响建筑物的安全。具体分两种情况:

1.2.1、当地下水位在压缩层范围内升高时,可引起浅基础地基承载力降低,特别是对非饱和土、遇水软化的岩石、湿陷性土、膨胀土影响更大。当水位升高时,地基土的强度降低,压缩性增大,建筑物随之产生较大的沉降,甚至出现严重变形和破坏。

1.2.2、当地下水位在压缩层范围内降低时,则能增加土的自重压力,引起基础的附加沉降。如果土质本身不均匀,地下水位下降还将造成地面的不均匀沉降,导致建筑物的倾斜和破坏。遇到地下水位的下降不是在建筑物下均匀而缓慢地进行时,这种情况也将出现不均匀沉降,从而引起上部结构的变形。

1.2.3、在有地下结构物的建筑工程中,地下水位的上升必将对结构产生浮力,严重时引起建筑物整体上浮或底板开裂。水位上升还将对地下室防潮有不利影响。

2、地下水造成的其他危害

2.1、地下水的腐蚀性

地下水的腐蚀性主要指一些地下水中所含的对混凝土和钢筋的腐蚀成分,从而影响混凝土的耐久性。


2.2、地下水的潜蚀性

这种不良地质作用通常分为机械潜蚀和化学潜蚀。机械潜蚀是指地下水的动压力作用,而化学潜蚀是指地下水溶解土中的易溶盐分。这两种作用在土中同时存在,会引起土颗粒间的结合力和土的结构破坏,带走土粒形成土洞。使地基土的强度受到破坏,土下形成土洞,致使地表塌陷,影响建筑场地的稳定。


2.3、承压水引起的基坑突涌现象

建筑物基坑下存在承压水,当基坑开挖减小承压水上部隔水层的厚度减小过多(如电梯基坑部位),会出现承压水突然涌出现象,承压水的突涌会冲毁基坑,破坏地基,给工程造成很大损失。


2.4、对于一些地形地貌,如河谷阶地、岸坡,地下水位变化会影响边坡岩土体的稳定。


2.5、在高寒地区,当建筑物地基内水位上升时,地下水位会因冻结作用在土中形成冰夹层,致使地基土出现冻胀、融陷现象,危及建筑物的安全和正常使用。