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地下水对高层建筑砂卵石地基的影响

发布日期:[2012-08-03] 点击次数:[]
通过大量的工程实践,对高层建筑砂卵石地基,地下水的浮力是客观存在的,地下水对地基回弹和承载力的影响是显著的,但这些问题目前在高层建筑砂卵石地基基础设计中还没有引起足够的重视。考虑地下水的浮力,可进一步挖掘地基承载力的潜力,分析地下水对地基回弹的影响,能够提高沉降预测的准确程度,降低地下水位能使地基承载力提高。充分考虑上述因素,能使砂卵石地基上的高层建筑地基基础设计更为合理。

砂卵石地基回弹观测资料表明,在井点降水前设置回弹观测标测定结果与在井点降水后设置回弹观测标测定结果截然不同。前者,砂卵石地基不但没有回弹,反而出现下沉(沉降)。下沉的大小,大约是平均开挖深lm,其平均下沉约0 .5mm。后者则出现了回弹现象。回弹量是平均开挖深lm,回弹量平均约0 .7mm。这一现象可用地下水的影响来解释。在井点降前设置的回弹观测标,当抽降地下水时,地下水位下降,而且更终降至基础底面以下,砂卵石层中孔隙水被排出,上覆土的有效压力增加。在上覆土重压力下,孔隙减小,密实度增大,从而砂卵石层固结下沉。在降水过程中,砂卵石地基在未开挖前,表现为固结下沉,而下沉量达到更大值。在基坑开挖过程中,随着开挖深度不断增大,逐步御载,地基回弹逐步增大,挖至基底,回降达到更大值。观测的基准(参照物) 为基底下原始应力状态下的天然砂卵石层。一般在开挖过程中并没有观测回弹量。但无论怎样,地基经历了先下沉后回弹的过程,下沉量大于回弹量。因此,观测的结果,地基表现为下沉。在井点降水后设置的回弹观测标,观测基准(参照物) 是在地下水降至基底后,地层原始应力发生变化( 自重应力增加) ,地基已产生固结下沉的砂卵石层,随着地基开挖而产生回弹。基坑开挖坑底回弹量的大小与开挖深度有关。开挖深,回弹量大。由此,可以得出这样的结论: 地下水对深基坑基底砂卵石的下沉或回弹有直接影响。

由上述降水前设置回弹观测标观测结果表明,砂卵石地基表现为不是回弹,而是下沉。即由于降低地下水位,孔隙水排出,上覆有效压力增加,在上覆自重压力作用下,砂卵石孔隙减小,地基被压缩,密实度增大,地基下沉,由此将提高砂卵石层的承载力。我们可以这样解释: 当地下水降低至基底以下后,如果地基尚未开挖,此时增加的上覆有效压力对基底砂卵石进行了“降水加载预压”。在天然状态的工程勘察,提供的是原始应力状态下的地基承载力标准值,然后经过深度和宽度修正或理论公式计算确定地基承载力设计值,没有考虑“降水加载预压”后地基承载力的提高。“降水加载预压”为我们进一步充分挖掘砂卵石地基承载力的潜力和充分利用基底下的砂层提供了理论的和实践的依据。

为了充分有效地利用“降水加载预压”提高砂卵石的承载力,需要提前降水,把地下水降降至基础底面以下,经过一定时间后进行基坑开挖。另一方面,在基坑底部进行多手段的施工勘察,准确确定承载力标准值和设计值是必要的。

考虑地下水的浮力和利用“降水加载预压”,能进一步挖掘高层建筑砂卵石地基的潜在能力。降水前设置的回弹观测标观测砂卵石地基表现为下沉,降水后设置的回弹观测标观测砂卵石地基表现为回弹,基坑回弹量是安全的。
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