摘要: 水利工程師是通過考試或者晉升到的，它需要相關(guān)的專業(yè)畢業(yè)年限，從事此項(xiàng)工作地年限等。本文發(fā)表在《陜西水利》上，是水利工程師職稱論文發(fā)表范文，文章主要探討了地下室防水問題。

　　關(guān)鍵詞: 防水層 排水 動(dòng)水壓 穩(wěn)定性 鼓脹

　　一.當(dāng)前現(xiàn)狀及成因分析

　　近十幾年來，隨著高層建筑在國內(nèi)大量的興建，地基基礎(chǔ)的勘察、評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)問題顯得日益突出。對(duì)于高層建筑的地基承載力和沉降性狀方面的問題，已經(jīng)引起國內(nèi)專家和學(xué)者的高度重視，并取得了大量的研究成果，同時(shí)相應(yīng)規(guī)范也作了較明確的規(guī)定。但是對(duì)于由于地下水問題帶來的若干新的課題，在工程實(shí)踐中，工程師們或是采用傳統(tǒng)的保守方法進(jìn)行評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)，或是還沒有意識(shí)到問題的重要性，使設(shè)計(jì)和施工存在諸多隱患。隨著建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展，地下水對(duì)地下室和防水層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工的影響日顯突出。地下水浮力或水壓力要優(yōu)先于地基反力作用在結(jié)構(gòu)上，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工帶來了不容忽視的影響。

　　在我國的許多城市或地區(qū)，經(jīng)常發(fā)生施工階段地下室防水層鼓脹、隆起等不利于基礎(chǔ)工程正常施工的事故。出現(xiàn)這樣的工程事故對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量的影響也是越來越突出，其根本原因是工程勘察對(duì)地質(zhì)情況判斷失誤、評(píng)價(jià)簡(jiǎn)單、建議不妥、設(shè)計(jì)疏忽、施工措施不當(dāng)造成的。我們通過調(diào)查、收集、分析得出大多數(shù)是因高地下水位飽和土在荷載作用下，固結(jié)排水或引起的動(dòng)水壓導(dǎo)致的工程事故。

　　在地下水位較高的地區(qū)開挖基坑時(shí)，坑內(nèi)外通常存在著水頭差，地下水將在坑內(nèi)外水頭差的作用下發(fā)生滲流。地下水的滲流引起的坑內(nèi)外的孔隙壓力和有效應(yīng)力發(fā)生改變，不僅影響作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的水壓力、土壓力及側(cè)壓力計(jì)算，還影響基坑周圍地表沉降和坑底的回彈變形，甚至引起管涌和流砂。根據(jù)大量基坑底板失穩(wěn)和變形破壞實(shí)例分析，可以看出因滲流力引發(fā)的基礎(chǔ)事故占很大比例，因此，在基坑穩(wěn)定和變形分析、計(jì)算中必須高度重視地下水及其地下水的滲流作用。基坑工程的地下水滲流包括穩(wěn)定滲流和非穩(wěn)定滲流。在軟土地區(qū)進(jìn)行基礎(chǔ)施工時(shí)，由于土體的滲透系數(shù)很小，開挖后需要很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定滲流;而在砂上等土體滲透性較大的地區(qū)施工時(shí)，在開挖結(jié)束后即可近似認(rèn)為達(dá)到穩(wěn)定滲流狀態(tài)。

　　影響地下室防水層施工質(zhì)量的因素很多,其中在施工過程中出現(xiàn)防水層鼓脹主要和地下水的埋藏條件和動(dòng)態(tài)情況、場(chǎng)區(qū)的環(huán)境條件及氣候條件有關(guān)。因?yàn)榈叵滤畯V泛存在于地基土中,土中含水量的高低,不僅會(huì)影響到土的物理、力學(xué)性質(zhì),而且會(huì)給基礎(chǔ)底板產(chǎn)生作用力，導(dǎo)致防水層鼓脹，對(duì)整個(gè)建筑防水功能影響是不利的。地下水壓力包括靜水壓力和動(dòng)水壓力,靜水壓力存在于土顆粒的孔隙水中,對(duì)土產(chǎn)生浮托力;動(dòng)水壓力由地下水的水力梯度使地下水在運(yùn)動(dòng)過程中施加于巖土體上的力,亦稱滲透壓力。地下水對(duì)地基基礎(chǔ)的影響主要由這兩種力形成。故對(duì)于地下水情況比較復(fù)雜的工程，要在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上重點(diǎn)考慮地下水的影響，在施工過程中做好對(duì)地下水的監(jiān)控工作。

　　二.處理方法初探及意義

　　隨著高層、超高層建筑和地下建筑的不斷增多，基坑向大深度、大面積方向發(fā)展已成為必然趨勢(shì)。為了保證基坑穩(wěn)定與施工的順利進(jìn)行，防止與地下水有關(guān)的土體失穩(wěn)，不僅要考慮支護(hù)措施的可靠性與經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)還必須保證降水效果及其引發(fā)的滲透破壞。深入研究滲透變形規(guī)律，正確分析滲流對(duì)降水效果及基坑穩(wěn)定性的影響機(jī)理，將其應(yīng)用于實(shí)際工程中，改進(jìn)現(xiàn)行基坑降水設(shè)計(jì)方法，既能節(jié)約工程成本，又可將相關(guān)理論加以完善，因此具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。

　　地下室防水層的施工質(zhì)量對(duì)提高建筑物使用功能、改善人居環(huán)境有著極其重要的作用，高層建筑地下室防水工程質(zhì)量控制，重點(diǎn)應(yīng)放在工程前期階段，只有做好事前預(yù)控、事中監(jiān)控，才能從根本上控制地下室防水工程的質(zhì)量。

　　國內(nèi)關(guān)于施工階段地下室底板因地下水作用而破壞進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究并不多，特別是通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理確定地下水位比較困難。當(dāng)前，關(guān)于施工階段地下水控制和地下室底板穩(wěn)定性驗(yàn)算的問題十分尖銳，主要原因是有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)程中未提出明確的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，只是提出了可參照勘探實(shí)際水位、近年最高水位以及歷史最高水位確定地下水控制和地下室底板穩(wěn)定性的取值原則，但在其應(yīng)用上仍存在許多實(shí)際問題。而且孔隙水壓力采用傳統(tǒng)方法計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際情況也有一定差異，同樣引起很多的爭(zhēng)議。許多工程項(xiàng)目一旦出現(xiàn)地下室底板變形、鼓脹等事故，多采用增加自重法(包括頂板壓載，基板加載及邊墻加載)，排水減壓法，以及利用土層與地下結(jié)構(gòu)之間的摩擦力，利用廢棄的臨時(shí)擋土設(shè)施和延伸基板法等措施的實(shí)例目前還比較多。說明我國在針對(duì)施工階段地下水引起的防水層破壞應(yīng)急處理措施及規(guī)范方面的研究顯然還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，仍有許多需要完善的地方，由此可以看出針對(duì)施工階段防水層鼓脹的研究具有重要的意義。

　　目前在我國大部分地區(qū),地下工程多是根據(jù)建設(shè)地點(diǎn)的氣象、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、所處環(huán)境、結(jié)構(gòu)類型、施工方法、使用要求等各方面因素綜合考慮的。在地下工程施工時(shí)，也注意不使地下室底板受到地下水的侵蝕作用;注意各種外力和內(nèi)力可能給地下室底板帶來的不利影響;盡量不使防水層產(chǎn)生鼓脹和其他問題而導(dǎo)致滲漏水。

　　基坑工程的地下水滲流包括穩(wěn)定滲流和非穩(wěn)定滲流。當(dāng)?shù)叵滤鲃?dòng)的基本要素的大小和方向不隨時(shí)間而變化時(shí)稱為地下水的穩(wěn)定滲流;而當(dāng)這些基本要素的任一個(gè)或全部都隨時(shí)間而變化時(shí)則稱為地下水的非穩(wěn)定滲流。在軟士地區(qū)開挖基坑時(shí)，由于土體的滲透系數(shù)很小，開挖結(jié)束后需要很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定滲流;而在砂性土等土體滲透性較大的地區(qū)開挖基坑時(shí)，在開挖結(jié)束后即可近似認(rèn)為達(dá)到穩(wěn)定滲流狀態(tài)。壓力和土壓力變化，對(duì)上層滯水、一般自由滲透、有承壓水、基坑內(nèi)排水與基坑外降水以及有超靜孔壓等情況的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水土壓力進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果表明:水土壓力大小及分布與靜水時(shí)明顯不同，且考慮滲流影響時(shí)較宜于用庫侖土壓力理論;基坑外人工降水與基坑內(nèi)排水相比，更有利于基坑的穩(wěn)定。地下水滲流對(duì)基坑穩(wěn)定及周圍環(huán)境產(chǎn)生很大影響，盡管己經(jīng)做了很多的研究工作，然而由于滲流場(chǎng)的復(fù)雜性，對(duì)基坑工程中的地下水滲流研究尤其是地下水的非穩(wěn)定滲流研究，當(dāng)前的工作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

　　由于高層建筑基礎(chǔ)寬度較大，基礎(chǔ)受壓層深度數(shù)倍甚至于數(shù)十倍于過去的一般建筑。在此受壓深度內(nèi)，地下水、滲流場(chǎng)及由此引起的孔隙水壓力場(chǎng)的分布形態(tài)十分復(fù)雜，建筑基礎(chǔ)影響范圍內(nèi)存在二到四層的地下水，如不引入地下水動(dòng)力學(xué)和非飽和滲流的概念，有關(guān)問題便無法搞清楚，且將會(huì)影響地基沉降、承載力和穩(wěn)定性等幾乎所有的地基分析評(píng)價(jià)結(jié)果的正確性，尤其考慮施工荷載因素時(shí)，地下水的作用是最難確定的，目前常用的是各種簡(jiǎn)化方法，這些方法往往僅僅考慮了水壓力呈線性分布部分的作用而忽略了水壓力的實(shí)際分布形態(tài)，這在某些情況下是允許的，但是在基坑工程中，大多采取降水措施，滲流作用隨著基坑開挖深度的增大而增大，甚至成為影響基坑穩(wěn)定的主要因素。這時(shí)，如果仍然盲目套用已有的簡(jiǎn)化公式，必將得出錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果。用錯(cuò)誤的結(jié)果去指導(dǎo)工程實(shí)踐是很危險(xiǎn)的，這也是基坑失穩(wěn)事故屢屢發(fā)生的主要原因之一。

　　另外，防水層的破壞不僅僅與地下水有關(guān)，從大量工程實(shí)踐中得知,地下防水工程在地下水作用與溫差變形、材料收縮以及其他因素作用下,防水層出現(xiàn)鼓脹的現(xiàn)象多有發(fā)生,并且多數(shù)是在充分考慮基坑降水的前提下出現(xiàn)的工程事故。施工階段防水層一旦出現(xiàn)鼓脹,滲漏水就難以避免,給工程后續(xù)施工帶來極大不便,其應(yīng)急與維修費(fèi)用將是昂貴的。因此，在設(shè)計(jì)、施工中要特別加強(qiáng)對(duì)地下水的控制，尤其是工程規(guī)模大的深基坑，必須控制地下水來改善施工作業(yè)條件。及時(shí)降低基礎(chǔ)施工階段基坑內(nèi)外水頭高度差，減小地下水對(duì)基礎(chǔ)的作用力，有效的防止基地出現(xiàn)流砂、基底涌砂、防水層鼓脹及破壞等現(xiàn)象的發(fā)生，以保證基礎(chǔ)施工的順利進(jìn)行。

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