淺談地下水位對筏板基礎(chǔ)施工的影響及對策
關(guān)鍵詞：地下水筏板基礎(chǔ)沉降上浮預(yù)防措施
筏型基礎(chǔ)又叫滿堂基礎(chǔ)，是把上部建筑范圍內(nèi)的柱下獨立基礎(chǔ)或者條形基礎(chǔ)全部用基礎(chǔ)梁聯(lián)系起來，上面再整體澆注底板�；A(chǔ)形式猶如倒置的樓板，又似筏子，故稱筏板基礎(chǔ)。一般說來當(dāng)建筑物荷載較大，地基承載力不均勻或者地基軟弱有地下水的時候用筏板基礎(chǔ)。地下水廣泛存在于地基土中，土中含水量的高低，不僅會影響到土的物理、力學(xué)性質(zhì)，而且對建筑物的穩(wěn)定性和耐久性有著重要影響。地下水壓力包括靜水壓力和動水壓力，靜水壓力存在于土顆粒的孔隙水中，對土產(chǎn)生浮托力；動水壓力是由地下水的水力梯度使地下水在運動過程中施加于巖土體上的力，亦稱滲透壓力，是一種體積力，方向和滲透方向一致。地下水對筏板基礎(chǔ)的影響主要由這兩種力形成�？傮w來講，地下水及其水位的變化對建筑物的影響是不利的，會造成筏板基礎(chǔ)承載力降低和基礎(chǔ)不均勻沉降。在基礎(chǔ)施工時，對地下水處理不好，會影響基礎(chǔ)的質(zhì)量甚至破壞基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)
一、地下水位對筏板基礎(chǔ)施工的影響
地下水是造成地下工程滲漏的主要外部水源。由于地下工程(含基礎(chǔ))，施工期相對較長，受氣候環(huán)境施工等條件影響較大，如暴雨襲擊、排水機械出現(xiàn)故障或人為因素導(dǎo)致意外情況時，地下水位會發(fā)生變化，地下水在地下工程施工過程中產(chǎn)生較大的影響。主要影響在基坑開挖，護坡的支護，擋土墻的抗?jié)B漏，墊層及防水層的施工，鋼筋砼筏板。
1、對基坑開挖的影響
在筏板基礎(chǔ)施工中，基坑開挖首先要保持土質(zhì)相對干燥的狀態(tài)，創(chuàng)造出一個有利的施工環(huán)境，基礎(chǔ)開挖時遇到地下水，水滲漏到基坑內(nèi)，施工就有困難。水與土經(jīng)挖掘攪拌變成泥漿，不好裝載運輸，甚至無法施工。地基泡在水中，土質(zhì)就會發(fā)軟、松散，就會降低地基承載力。地下水或地表水滲漏導(dǎo)致邊坡塌方，使邊坡失穩(wěn)、垮塌造成地質(zhì)破壞。有的基坑經(jīng)水浸泡后發(fā)生較大的移位，還影響到鄰近建筑的安全，所以在基坑施工中地下水的影響不可忽視。
2、對基坑圍護設(shè)施的影響
對設(shè)有地下設(shè)施的建筑物，要求地下空間較大，基坑埋得比較深。由于基坑周邊場地的局限性，基坑邊坡不能按正常要求放坡開挖，通常采用護樁與防滲墻結(jié)合作基坑的支護，地下水位高低對邊坡的支護設(shè)施有較大的影響。首先護樁設(shè)計時要考慮水的壓力，要足夠抵抗地下水位產(chǎn)生的側(cè)向壓力；其次就是防滲墻要有足夠的強度承受側(cè)向水和土的壓力，還要考慮防滲墻的滲漏水問題，防止地下水透過防護墻滲漏進基坑，影響施工。
3、對基坑砼墊層施工的影響
當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)不好、松軟，地下水位上升時水的壓力增大，水通過土顆粒間的細縫滲入基坑，對砼墊層質(zhì)量影響較大，水象管涌冒出來，使砼松散，影響砼強度，影響砼與地基持力層的結(jié)合。水壓力擠脫、擠裂砼墊層，使砼墊層破壞。
4、地下水浮力對筏板基礎(chǔ)施工的影響
地下水浮力對筏板基礎(chǔ)產(chǎn)生的破壞作用表現(xiàn)在以下幾個方面：
�。�1）墊層與周邊防水圍護墻（兼作基礎(chǔ)混凝土外側(cè)模）及基礎(chǔ)底板防水層做完時會形成一個“輕體殼船”，因其自重較輕，抗浮荷載小，一旦水位上升，水浮力將浮托基底墊層與防水層，嚴重時防水層大部分脫離基層、鼓起撕裂而破壞。
（2）新建工程若規(guī)模較大，施工周期較長，在地下工程主體結(jié)構(gòu)完工后，地面建筑施工卻還需要一段時間，不能及時的回填。若此時遇到暴雨來襲或者停電導(dǎo)致排水故障等意外情況時，將帶來地下水位的上升，可能導(dǎo)致地下工程主體結(jié)構(gòu)上浮或?qū)⒌装屙艙纹饠D裂而破壞，而隨著水位下降穩(wěn)定基礎(chǔ)也下沉，基礎(chǔ)底板會產(chǎn)生不均勻沉降引起斷裂而破壞。
�。�3）地下室外墻完成后，地下室頂板與梁正準備施工，施工人員往往采取外側(cè)防水層、圍護墻與回填土相應(yīng)跟進的方法，以利邊坡穩(wěn)定和方便施工，但此時若忽略基礎(chǔ)抗浮問題，比如停止降水排水，若抗浮荷載小于水浮托力時，就可能會造成未完工的基礎(chǔ)部分或完全脫離基底而上浮，從而拉裂上部結(jié)構(gòu)。筆者就遇到一實例：2008年在施工某公司一項制糖污水處理工程的氧化池時（氧化池是一座內(nèi)空68m*24m*6.5m的鋼筋砼水池），水池底持于地下水以下，水池中間長向有一幅磚砌導(dǎo)流墻，導(dǎo)流墻頂設(shè)有1米寬的鋼筋砼走道板。水池快竣工準備放水調(diào)試的前夜，當(dāng)?shù)叵铝艘粓霰┯�，相鄰的舊水池作為污水選擇池注滿了水，可能是舊水池池底漏水的緣故，地下水位迅速上升，剛好作為降低水位用的抽水設(shè)備出故障不工作了，這時意外發(fā)生了：一夜之間水池中間6.5m高的導(dǎo)流墻出現(xiàn)了兩道裂縫，連設(shè)有兩道圈梁(中間，頂端各一道)也發(fā)生斷裂現(xiàn)象，頂端的走道板裂縫達35mm寬，頂板中央凸出水平面120mm左右。經(jīng)現(xiàn)場分析，走道板凸起和裂縫是因為地下水把水池底板砼托起，水池四周因有池壁重壓，只是底板中間頂起較大，而導(dǎo)流墻支在底板上，導(dǎo)流墻連水池底板一起托起而拉裂。隨后采用兩組鋼筋砼柱在墻兩邊夾住導(dǎo)流墻加固措施。當(dāng)水池注滿水后，水池底板隨后下沉恢復(fù)原狀，走道板起拱消失，裂縫也縮小了。說明水池注滿水后內(nèi)外壓力平衡了，可見地下水浮力對基礎(chǔ)影響不可忽視。
二、抵抗地下水影響筏板基礎(chǔ)施工的措施
工程施工前，要根據(jù)工程所在地的水文地質(zhì)氣象資料，根據(jù)工程現(xiàn)場的實際條件來編制詳細的施工方案，根據(jù)場地的地下水位高低及自然地貌情況確定基坑的開挖方案。當(dāng)?shù)叵滤缓艿停诜ぐ寤A(chǔ)底標高下面時，施工時應(yīng)該主要考慮地表水的滲透問題，這種水壓不會很高；當(dāng)工程所在地下水系很豐富且地下水位很高時，工程基礎(chǔ)深度位于地下水位以下，基礎(chǔ)常年都泡在地下水中，基礎(chǔ)施工幾乎處于地下水的包圍之中。這時基礎(chǔ)施工受地下水影響就很大，下面就地下水對基礎(chǔ)施工的影響采取相應(yīng)措施：
1、深基礎(chǔ)施工盡可能避開雨季，進入雨季施工時，除落實降水措施，加強降水的組織管理外，還應(yīng)密切注意天氣預(yù)報，在大雨或暴雨來臨前安排布置好預(yù)防措施。
在基坑開挖時，要有降水和排水安全措施，盡量降低地下水位。對基坑外圍進行有組織排水，坑周圍要筑堤擋水，防止四周地面雨水匯集進入基坑。其施工方法有排水降壓法，即通過疏通排水干渠、引導(dǎo)、排除和控制基礎(chǔ)軟土質(zhì)中地下水或地表水，將基礎(chǔ)范圍內(nèi)的土質(zhì)中的水排干，采用的方法有重力排水、集水坑、井點和深井等降水，降低水壓。集水坑集水井排水，要根據(jù)基坑周圍的地層資料、大氣降水資料，查明透水層等周圍地表水體的水力聯(lián)系。井點降水也要查實透水層的資料，必要時應(yīng)進行專門的勘察、勘探深度應(yīng)低于基坑底板5~10m，一般每個基坑應(yīng)有一個抽水試驗孔。
2、基坑邊坡的防護及防水措施，基坑邊坡穩(wěn)固用錨桿及土釘墻支護形式，防止邊坡塌方。防水用通常說的止水法：對基坑周圍土質(zhì)較好，邊坡比較穩(wěn)定牢固的土質(zhì)，采用灌漿噴漿辦法，把表面土質(zhì)硬化鞏固，防止邊坡因雨水沖刷，地下水滲漏垮塌。對土質(zhì)較松軟、松散用打砼防護樁及鋼筋砼連續(xù)墻組成止水帷幕，將地下水止于基坑之外。
3、在施工過程中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)細部構(gòu)造的防水是地下工程防水的薄弱環(huán)節(jié)，如穿過維護結(jié)構(gòu)的孔洞、維護結(jié)構(gòu)上的埋設(shè)件等在建筑結(jié)構(gòu)施工時宜先預(yù)留和預(yù)埋，以保證防水層的連續(xù)性和維護結(jié)構(gòu)混凝土的防水性能。而對于施工中新舊結(jié)構(gòu)接頭部位的防水處理問題多采用設(shè)置變形縫的方法來解決，設(shè)計時要認真分析工程的實際情況，來設(shè)置變形縫的間距。
4、根據(jù)工程所在地的水文地質(zhì)條件，假如地下水位距筏板基礎(chǔ)底板標高相差較遠時，采用圍護結(jié)構(gòu)自防水，混凝土抗?jié)B等級為S8�？紤]到地表植被的生長，要設(shè)計排水層和排水孔，使?jié)B到覆土層中的多余水分能夠排走；假如地下水位高于筏板基礎(chǔ)底板標高，防水設(shè)計時，除主體結(jié)構(gòu)采用混凝土結(jié)構(gòu)自防水外，還要增設(shè)合成高分子防水卷材等防水材料來加強防水層，形成全封閉式防水。
5、抵抗地下水浮力的穩(wěn)定措施
�。�1）編制基礎(chǔ)施工組織設(shè)計時，考慮抗浮穩(wěn)定措施，必要時進行各階段警戒水位高度計算，以指導(dǎo)施工中的降水水位控制。
（2）設(shè)計降水方案時，要適當(dāng)留有余地，要考慮排水系統(tǒng)出現(xiàn)故障后影響總體降水能力的不利因素和雨季施工的風(fēng)險性。
（3）降排水用電設(shè)備要保證，必要時應(yīng)有備用電源。
（4）基礎(chǔ)底板施工時，在容易出現(xiàn)地下水管涌的部位預(yù)留降壓孔，可用直徑為50~150mm的鋼管埋在底板砼中，一端連通土層一端露出底板表面，當(dāng)?shù)叵滤畨哼^大時，通過預(yù)留管孔泄壓排水，減輕地下水浮力的影響。
�。�5）當(dāng)無法控制警戒水位時，應(yīng)果斷采取注水抗浮措施，對地下室內(nèi)進行注水，增加抗浮荷載，保持基礎(chǔ)穩(wěn)定。若條件不允許地下室注水時，應(yīng)采取其他抗浮措施。
以上淺談了地下水位對筏板基礎(chǔ)施工的多個環(huán)節(jié)的影響，也提出了相應(yīng)的對策和處理方法，在工程建設(shè)中，已經(jīng)將這些方法和措施付諸于實踐中，取得了可觀的社會效益和經(jīng)濟效益。但在實際工程中許多處理方法還有待研究和改進，還有更多的問題需要深入分析和研究。
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