一级造价工程师

土建计量讲义：地下水位下降引起软土地基沉降

一般在沿海软土层中进行基础施工时。需要人工降低地下水位。若降水措施不当，轻者造成邻近建筑物或地下管线的不均匀沉降，重者使建筑物基础下的土体颗粒流失，甚至掏空。导致建筑物开裂，进而危及安全使用。

此外，还应注意抽水环节。如果抽水井滤网和砂滤层的设计不合理或施工质量差，那么抽水时会将软土层中的黏粒、粉粒、细砂等细小土颗粒随同地下水一起带出地面，使周围地面土层很快产生不均匀沉降，造成地面建筑物和地下管线不同程度的损坏。井管埋设完成开始抽水时。井内水位下降，井外含水层中的地下水不断流向滤管，经过一段时间后，在井周围形成漏斗状的弯曲水面—降水漏斗。在这一降水漏斗范围内的软土层会发生渗透固结而造成地基土沉降。而且，由于土层的不均匀性和边界条件的复杂性，降水漏斗往往是不对称的，因而使周围建筑物或地下管线产生不均匀沉降，甚至开裂。

土建计量讲义：动水压力产生流砂和潜蚀

流砂是一种不良的工程地质现象。在建筑物深基础工程和地下建筑工程的施下中遇到的流砂现象，按其严重程度可分下列三种：轻微流砂，当基坑围护桩排的间隙处隔水措施不当或施工质量欠缺时，或当地下连续墙接头的施工质量不佳时，有些细小的土颗粒会随着地下水渗漏一起穿过缝隙而流入基坑，增加坑底的泥泞程度;中等流砂，在基坑底部，尤其是靠近围护桩墙的地方，常会出现一堆粉细砂缓缓冒起，仔细观察，可以看到粉细砂堆中形成许多小小的排水沟，冒出的水夹带着细小土粒在慢慢地流动;严重流砂，基坑开挖时如发生上述现象而仍然继续往下开挖，流砂的冒出速度会迅速增加，有时会像开水初沸时的翻泡，此时基坑底部称为流动状态，给施工带来极大困难，甚至影响邻近建筑物的安全。如果在沉井施工中产生严重流砂，那么沉井就突然下沉，无法用人力控制，以致沉井发生倾斜，甚至发生重大事故。

如果地下水渗流产生的动水压力小于土颗粒的有效重度，即渗流水力坡度小于临界水力坡度，虽然不会发生流砂现象，但是土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流携带而走。时间长了，将在土层中形成管状空洞，使土体结构破坏，强度降低，压缩性增加，这种现象称之为机械潜蚀。

土建计量讲义：地下水的浮托作用

当建筑物基础底面位于地下水位以下时，地下水对基础底面产生静水压力，即产生浮托力。如果基础位于粉土、砂土、碎石土和节理裂隙发育的岩石地基上，则按地下水位100%计算浮托力;如果基础位于节理裂隙不发育的岩石地基上，则按地下水位50%计算浮托力;如果基础位于黏性土地基上，其浮托力较难确切地确定，应结合地区的实际经验考虑。

土建计量讲义：地下水

地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃的外在因素，绝大多数滑坡都与地下水的活动有关。地下水的作用是很复杂的，主要表现在以下几个方面：

(1)地下水会使岩石软化或溶蚀，导致上覆岩体塌陷，进而发生崩塌或滑坡。

(2)地下水产生静水压力或动水压力，促使岩体下滑或崩倒。

(3)地下水增加了岩体重量，可使下滑力增大。

(4)在寒冷地区，渗入裂隙中的水结冰，产生膨胀压力，促使岩体破坏倾倒。

(5)地下水产生浮托力，使岩体有效重量减轻，稳定性下降。

土建计量讲义：防渗和排水

防渗和排水是整治滑坡的一种重要手段，只要布置得当、合理，均能取得较好效果。为了防止大气降水向岩体中渗透，一般是在滑坡体外围布置截水沟槽，以截断流至滑坡体上的水流。应在大的滑坡体上布置一些排水沟，同时要整平坡面，防止有积水的坑洼，以利于降水迅速排走。针对已渗入滑坡体的水，通常是采用地下排水廊道，截住渗透的水流或将滑坡体中的积水排出滑坡体以外。另外也可采用钻孔排水的方法，即利用若千个垂直钻孔，打穿滑坡体下部的不透水层，将滑坡体中的水流到其下伏的另一个透水性较强的岩层中去。

土建计量讲义：地质构造条件

①褶皱的影响。原则上应避开褶皱核部，若必须在褶皱岩层地段修建地下工程，可以将地下工程放在褶皱的两侧。在背斜核部，岩层呈上拱形，岩层虽破碎，但像石砌的拱形结构，能将上覆岩层的荷重传递至两侧岩体中，有利于洞顶的稳定。向斜核部岩层呈倒拱形，顶部被张裂隙切割的岩块上窄下宽，易于塌落。

②断裂的影响。应避免地下工程轴线沿断层带布置。而地下工程轴线垂直或近于垂直断裂带，所需穿越的不稳定地段较短，但也可能产生塌方。因此，在选址时应尽量避开大断层。

③岩层产状的影响。在水平岩层中布置地下工程时，应尽量使地下工程位于均质厚层的坚硬岩层中。若地下工程必须切穿软硬不同的岩层组合时，应将坚硬岩层作为顶板，避免将软弱岩层或软弱夹层置于顶部，后者易于造成顶板悬垂或坍塌。软弱岩层位于地下工程两侧或底部也不利，容易引起边墙或底板鼓胀变形或被挤出。在倾斜岩层中，一般也是不利的。当洞身穿过软硬相间或破碎的倾斜岩层时，顺倾向一侧的围岩易于变形或滑动，造成很大的偏压，逆倾向一侧围岩侧压力小，有利于稳定。

土建计量讲义：岩层产状的影响

在水平岩层中布置地下工程时，应尽量使地下工程位于均质厚层的坚硬岩层中。若地下工程必须切穿软硬不同的岩层组合时，应将坚硬岩层作为顶板，避免将软弱岩层或软弱夹层置于顶部，后者易于造成顶板悬垂或坍塌。软弱岩层位于地下工程两侧或底部也不利，容易引起边墙或底板鼓胀变形或被挤出。在倾斜岩层中，一般也是不利的。当洞身穿过软硬相间或破碎的倾斜岩层时，顺倾向一侧的围岩易于变形或滑动，造成很大的偏压，逆倾向一侧围岩侧压力小，有利于稳定。

土建计量讲义：围岩稳定性分析

变形与破坏的五种形式：

①脆性破裂，经常产生于高地应力地区。

②块体滑移，是块状结构围岩常见的破坏形式。

③岩层的弯曲折断，是层状围岩变形失稳的主要形式。

④碎裂结构岩体在张力和振动力作用下容易松动、解脱，在洞顶则产生崩落，在边墙上则表现为滑塌或碎块的坍塌。当结构面间夹泥时，往往会产生大规模的塌方，如不及时支护，将愈演愈烈，直至冒顶。

⑤一般强烈风化、强烈构造破碎或新近堆积的土体，在重力、围岩应力和地下水作用下常产生冒落及塑性变形。

土建计量讲义：各类围岩的具体处理方法

对于坚硬的整体围岩，岩块强度高，整体性好，在下工程开挖后自身稳定性好，基本上不存在支护向题。这种情况下喷混凝土的作用主要防止围岩表面风化，消除开挖后表面的凹凸不平及防止个别岩块掉落，其喷层厚度一般3～5cm.当地下工程围岩中出现拉应力区时，应采用锚杆稳定围岩。

对于块状围岩，这类围岩的坍塌总是从个别石块——“危石”掉落开始，再逐渐发展扩大，只要及时有效地防止个别“危石”掉落，就能保证围岩整体的稳定性。一般而言，对于此类围岩，喷混凝土支护即可，但对于边墙部分岩块可能沿某一结构面出现滑动时，应该用锚杆加固。

对于层状围岩，在开挖地下工程时，往往不易打成拱形(或圆形)，爆破后顶面经常成平板状，如不加支护，围岩常常先发生弯曲张开，然后逐渐坍塌。因此对于此类围岩，应以锚杆为主要的支护手段。

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（责任编辑：何以笙箫默）

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