Page 111 - 基坑边坡支护设计与施工管理

第三章 基坑边坡支护施工技术及稳定性分析

胡静模拟软土地区二元结构地层，进行深基坑降水模型实验，观察地层承压
地下水水流运动状态和运动规律，同时进行土样渗流试验，观测水压的变化，研
究弱透水层承压水在降水过程中的“滞后和位差”现象和问题。

薛丽影等人设计了符合基坑工程条件的模型试验系统，可以模拟基坑地下水
渗流。通过给定进水箱与排水箱的水位可以实现基坑内外水头恒定，从而形成稳
定的渗流。
刘丰敏等人通过模型试验研究了层状含水层的渗流规律，并与不同计算方法

的结果进行对比分析，发现弱透水层类型对层状含水层渗流场影响较大。此外，
试验条件也影响了计算方法。当夹层分别是粉质粘土和粉砂时，试验结果分别与
分层法计算结果和渗透系数加权平均法计算结果接近。
（三）地下水渗流对基坑工程稳定性的影响的具体表现

1. 地下水渗流对基坑工程岩土体的影响
地下水渗流对基坑工程岩土体的影响主要包括物理影响、化学影响和力学影
响。首先，地下水渗流对岩土体的物理作用是指水分子在矿物表面势能的控制下，
在其表明形成水膜，进而对岩土体产生润滑、软化和泥化、冻融的作用；其次，

地下水渗流对基坑工程岩土体的化学影响指的是水与岩土体之间的离子交换、氧
化还原作用、水化作用、溶蚀作用等，从而影响岩土体的强度；最后，力学影响
主要是指岩体中的水分不受矿物表面的吸附力控制，而是受重力的作用，对岩土
体产生潜蚀、溶蚀和压力作用。

2. 地下水渗流对基坑土钉的影响
在基坑开挖的土钉支护施工中，土钉对整个支护结构的稳定性有重要的作用。
土钉对基坑土体的锚固作用，主要基于土体界面与土钉外表面接触产生的摩擦阻
力与黏结力，而地下水渗流会增加土体的水含量，减小土颗粒间的摩阻力，进而

影响基坑土钉与土体的作用力。在基坑工程中，当砂浆与混凝土凝固后，内部会
产生许多微裂缝，这些裂缝会吸附地下渗水，并在基坑土体周边形成富水区，在
土体孔隙水的吸附作用下，地下水渗流将形成黏结水膜，紧紧包住土钉表面，将
土体与土钉隔离，降低二者的黏合程度。

此外，在静水压力作用下，土体的抗剪程度会降低，加之地下水的渗透影响，
基坑边坡土体内部会产生微裂纹，并且裂纹具有增大贯通的趋势，导致基坑土体
会发生微小的位移，由于富水区域部位的影响不同，加之基坑的空间效应，基坑

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