浅谈岩土工程勘察中的地下水问题

地质・勘察・测绘　建嗣固曩碲　２０１３年１Ｏ月　浅谈岩土工程勘察中的地下水问题　刘明淳　（福建岩土工程勘察研究院）　摘要：地下水作为最容易发生变化的因素，是岩土工程勘察的重要内容之一，有着重要的地位和作用。做好地下水勘　察是一项复杂的工作，涉及到很多方面的因素。因此，在岩土工程勘查中，需要对地下水水位进行测定，并分析其水位和对　岩土工程的危害。本文着重探讨分析了地下水问题在岩土工程勘察中的重要性，从地下水引起的岩土工程危害的分析入　手，分析了地下水水位的测定与变化幅度和地下水的腐蚀性，并就防止地下水腐蚀提出了相关的措施，希望能够引起人们　对这一问题的进一步关注，能够对实践起到指导作用。　关键词：岩土工程；地下水；勘察　中图分类号：ＴＵ１９５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７３—００３８（２０１３）３０—０１４６—０２　引言　随着经济的发展和社会的不断进步，岩土工程勘察水平和勘　察技术得到了迅速发展。岩土工程勘察作为建筑物选址的重要　依据，勘察结果的准确性关系到建筑工程的安全和使用寿命，地　式中：Ｉｃ——临界水力坡降；　Ｇ——土颗粒密度；　ｎ——土的孔隙度，以小数计。　防治地下水潜蚀作用，一般可从下列两个方面采取措施：改　下水作为岩土工程勘察的重要组成部分，在岩土工程勘察中一　变几何条件，在潜蚀逸出部位铺设反滤层是防止潜蚀破坏的有　　定要提高对地下水的重视，才能提高勘察结果的准确性，减少建　效措施。改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩。３流砂现象　筑物的安全隐患，保证工程决策的科学性和合理性。在建筑物的　１．设计中，需要考虑地下水对建筑物的作用和影响，重视对地下水　流砂现象通常在颗粒级配均匀的粉细砂和粉土层中产生，即　的勘测，并采取相应的应对措施，以减少地下水对建筑物的不利　饱水的粉细砂和粉土等无黏性土在动水压力作用下同时整体浮　动而产生的流动现象。流砂产生的条件如下：　影响。　１地下水在岩土工程中的作用　１．１地下水的浮托作用　地下水对水位以下的岩土体有静水压力作用，并产生浮托　力。当岩土体的节理裂隙或孔隙中的水与岩土体外界的地下水　相通时，其浮托力应为岩土体的岩石体积部分或土颗粒体积部　分的浮力。　水力坡度大于临界水力坡度Ｉｃ：　Ｉｃ＝（Ｇ—１）（１一ｎ）　粉细砂或粉土的孔隙度愈大，愈易形成流砂。粉细砂或粉土　的渗透系数愈小，排水性能愈差，愈易形成流砂。　１．４管涌　管涌是指在渗流作用下，土体中的细颗粒在粗颗粒形成的孔　当建筑物位于粉土、砂土、碎石土和节理裂隙发育的岩石地　隙孔道中发生移动并被带出，逐渐形成管形通道，从而掏　地基　　基上时，按设计水位的１００％计算浮托力；当建筑物位于节理裂　或坝体，使地基或斜坡变形、失稳的现象。隙不发育的岩石地基上时，按设计水位的５０％计算浮托力；当建　管涌产生的条件：多发生在非黏性土中；颗粒大小比值差异　磨圆度较好，孔隙直径大而互相连通，　筑位于黏性土地基上时，其浮托力较难确定，应结合地区的实际　较大，往往缺少某种粒径，细粒含量较少，不能全部充满空隙；有较大的和良好的渗透水流　经验考虑。　１．２地下水的潜蚀作用　潜蚀作用常产生于粉细砂、粉土层中，即在施工降水等活动　过程中产生水头差，在动水压力作用下，土颗粒受到冲刷，将细　颗粒冲走，使土的结构受到破坏。产生潜蚀作用的条件如下：　Ｉ．２．１几何条件　出路等。　１．５基坑突涌　当基坑下部有承压水时，应评价基坑涵盖土所引起的承压水　头压力，冲毁基坑底板造成突涌的可能性，通常按压力平衡进行　验算。　６地面沉降　土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径，这是　１．进行基坑降水或工程排水时，在地下水位下降的影响范罔　必要条件。当土的不均匀系数ｄ６０／ｄｌ０＞１０时易产生。当上、下两　士层的渗透系数Ｋｌ／Ｋ２＞２时，．且其中一　层为粉土或粉细砂时，在　内，应考虑由于排水是否能造成地面沉降及其对工程以及邻近　建筑物的危害。对于欠固结饱和土体以及部分正常固结的饱和　两土层界面处易产生。　１．２．２水力条件　土体，根据有效应力原理，地基所受的总的应力等于有效应力与　　当渗透水流的水力坡度大于产生潜蚀的临界水力坡度时易　孔隙水应力之和：产生，产生潜蚀的临界水力坡度按卜式进行计算：　Ｉｃ＝（Ｇ一１）（】一ｎ）＋０．５ｎ　【『＝（丁　＋ｕ　１．７水和土对建筑材料的腐蚀性　・１４６・　２０１３年１０月　建树嗣蒜晦　地质・勘察・测绘　建筑基础通常埋于地下，周围的土和地下水中的有害离子成　的危害很大，严重时会影响建筑物的安全与稳定。　掌握水文地质条件：地下水的类型和赋存条件。查清地下水　质的类型，确定地下水是孔隙水、裂隙水或岩溶水。主要含水层　分会对混凝土和钢筋产生腐蚀作用。这种腐蚀作用对建筑材料　的埋藏条件和类型，判断地下水是潜水或是承压水，根据含水介　建筑地基基础设计规范规定，当基础处于侵蚀性环境或受深　的分布规律含水层及隔水层的厚度、空问变化情况等。区域性气　度影响时，采取相应防护措施。在勘察中，除对有足够经验和充　候资料，如降水量、蒸发量等对地下水位的影响。查清岩土工程　分资料的地区可以不进行水、土腐蚀性评价外，其他地区均应采　场地及其附近地下水的补给排泄条件、地表水与地下水的补排　取水、土试样，进行腐蚀性分析。　关系及其对地下水位的影响。查清地下水的水质、污染程度等。　２地下水水位的测定与变化幅度　２．１地下水的测定　３．２专门水文地质勘察　对于高层建筑及重大工程的岩土工程，例如大型滑坡、边坡、　根据相关的规定，底层的渗透性决定稳定水位的时间间隔，　水利工程、深基坑工程等，当水文地质条件对地基、基础、岩土工　在一般的情况下，对砂土和碎石土需要大于或者等于０．５ｈ，而对　程稳定、基坑降水等有重大影响时，宜进行专门的水文地质勘察　　于粉土和黏性土则需要大于或者等于８ｈ。地下水水位的稳定时　工作。查明含水层和隔水层的埋藏条件，地下水的类型、流向、水位　间受到地层渗透性差异的影响。如果在建筑施工的时候采用泥　　浆钻进方法，稳定水位的时间则更长，如果在工程钻探施工结束　及其动态变化。当工程场地存在多层对工程有影响的地下水时，后，马上对稳定水位进行测量，必然会产生数据不准确、不可靠　应分层量测地下水水位、并查明隔、含水层之间的水力联系及其　应设置地下水观测孔进行地下水动态的　的现象。为了解决这个问题，需要在场地钻探结束的２４ｈ后再测　补给关系。如有必要时，长期观测，或者在不同深度处埋设孔隙水压力计，量测压力水头　量静止水位，从而得到准确的数据。　２．２地下水变化幅度　随深度的变化。通过现场试验和室内试验测定地层的渗透系数　同地表水一样，地下水水位也有丰水期和枯水期之分。在勘　等水文地质参数。在冻土地区，应评价地下水对土的冻胀和融陷　的影响。　测中，如果是丰水期，就可以较好地勘测出地下水对建筑物的影　响，从而在施工中采取恰当的措施。但是，如果勘测的时候是枯　水期，就很难预测丰水期水位的涨幅，在施工中，如何防水，将水　４结语　在岩土工程勘察中，要确实提高对地下水的重视程度，进行　位上涨对工程建筑的影响降到最小是比较难处理的问题。在实　全面彻底的勘测。地下水作为最活跃的因素之一，在岩土工程勘　察中占有相当重要的地位和作用。在勘测实践中，需要对地下水　践中，很多的部门和施工单位对此都无计可施。　２．２．１地下水位上升　进行全面的了解和分析，并采取适当的措施，将地下水对建筑物　水位上升会对建筑工程产生很多的不利影响，比如，降低建　的影响降到最低。文章着重探讨分析了地下水问题在岩土工程　　筑工程的地基承载力、加剧砂土液化、使土壤发生变形，出现沼　勘察中的重要性，希望能够引起人们对这一问题的进一步关注，泽化现象等。同时，地下水位上升还会使岩土发生变形。　２．２．２地下水位下降　能够对实践起到指导作用。　参考文献　（３３）．　同水位上升一样，地下水水位下降也会对建筑工程产生不利　徐朋静．关于岩土工程勘察中水文地质问题的研究ｆＪ】．科技资讯，２０１０　影响，如引起地面下沉、地表塌陷、海水渗透、地面裂缝等问题。　［１］这些问题会严重影响建筑物，对其产生很多的不利影响。　２＿３岩土层渗透系数的测定　岩土层渗透系数是各种降水方法的重要指标，它的取值不仅　会影响降水工程的设计，还会影响降水方法的选择，会对降水效　［２］胡建斌．刍议岩土工程勘察中的水文地质问题｝Ｊ１．广东科技，２０１１（１６）．　［３］许传荣．水文地质条件在岩土工程勘察中的重要性［Ｊ１．民营科技，２０１０　（Ｏ９）．　果产生重要的影响。在工程建设的实践中，由于需要开挖深基　坑，需要降水，渗透系数的作用越来越大，适用范围也越来越广。　在渗透系数的求值中，如果采用现场注水实验和室内实验，所得　收稿日期：２０１３—９—３　作者简介：刘明淳（１９８８一），助工，本科，从事岩土工程勘察工作。　到的结果不能令人满意，往往会存在很大的误差。尽管野外试验　所得到的数据比较准确，但是它所耗费的时间长，所消耗的费用　比较高，因而在工程勘察的实践中运用得比较少，一般来说不被　广泛采用，而采用较多的是经验值。在工程勘察和建设中，对岩　土层渗透系数的测定需要采取适当的方法，要对室内试验、现场　注水试验和经验值进行比较，寻找最佳的方法。通常情况下，以　现场注水试验为主。　３岩土工程中的地下水勘察　３．１岩土工程对地下水勘察的要求　・１４７・