芻議當(dāng)前巖土工程勘察中的地下水問(wèn)題

徐小軍 付彩霞

（重慶地勘局208水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，重慶 400700）

1 巖土工程勘察中的地下水評(píng)價(jià)

在《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)中，明確了對(duì)地下水的勘察要求、水文地質(zhì)參數(shù)的測(cè)定、地下水作用的評(píng)價(jià)，總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，我們認(rèn)為今后在工程勘察中，對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià)，主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容：

1.1 查明地下水的類型、賦存狀態(tài)及主要含水層的分布規(guī)律，分析預(yù)測(cè)人為工程活動(dòng)中地下水的變化情況。還應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響，預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)可能產(chǎn)生的巖土工程危害，并提出防治措施。

1.2 SE程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要，查明有關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題，包括地下水的補(bǔ)給排泄條件、地表水與地下水的補(bǔ)排關(guān)系及對(duì)地下水位的影響等，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。

1.3 應(yīng)從工程角度，按地下水對(duì)工程的作用與影響，提出不同條件下應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題。如：地下水對(duì)建筑物基礎(chǔ)的腐蝕性：承壓含水層對(duì)基坑開(kāi)挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性評(píng)價(jià)；開(kāi)挖基坑應(yīng)進(jìn)行滲透性和富水性試驗(yàn)；評(píng)價(jià)基坑邊坡及周圍建筑物穩(wěn)定性。

2 巖土水理性質(zhì)的測(cè)試和研究

巖土水理性質(zhì)是指巖土與地下水相互作用時(shí)顯示出來(lái)的各種性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形，而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。巖土的水理性質(zhì)主要為可塑性及稠度狀態(tài)、軟化性、崩解性、透水性、給水性和脹縮性等。

2.1 可塑性及稠度狀態(tài)

是粘性土區(qū)別于砂土的重要特征，可用塑性指數(shù)與液性指數(shù)來(lái)判別，由土的狀態(tài)可推知土的性能。

2.2 軟化性

是指巖土體浸水后力學(xué)強(qiáng)度降低的特性。一般用軟化系數(shù)表示，它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時(shí)，在地下水的作用下往往會(huì)形成軟弱夾層。

2.3 崩解性

是指巖土浸水濕化后，土粒連接被削弱、破壞，使土體崩散、解體的特性。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大，崩解性通常采用耐崩解系數(shù)；以表征。

2.4 透水性

是指水在重力作用下，巖土容許水透過(guò)自身的性能。松散巖土的顆粒愈細(xì)、愈不均勻，其透水性便愈弱；堅(jiān)硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育，其透水性就愈強(qiáng)。透水性一般用滲透系數(shù)表示，滲透系數(shù)可通過(guò)抽水試驗(yàn)、注水試驗(yàn)和壓水試驗(yàn)確定。

3 地下水位的量測(cè)和動(dòng)態(tài)變化

3.1 地下水的量測(cè)

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021-2001)穩(wěn)定水位的時(shí)間間隔按地層的滲透性確定.對(duì)沙土和碎石土不得少于O.5h，對(duì)粉土和粘性土不得少于8h，并宜在勘察結(jié)束后統(tǒng)一量測(cè)穩(wěn)定水位。但在實(shí)際中地下水位量測(cè)存在諸多的問(wèn)題。以致造成水位量測(cè)不準(zhǔn)確、不齊全、數(shù)據(jù)不可靠。總結(jié)以往工作中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者以為地下水位的量測(cè)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

3.1.1 待整個(gè)場(chǎng)地鉆探結(jié)束24h后統(tǒng)一測(cè)定各個(gè)鉆孔靜止水位，測(cè)量工具應(yīng)按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并定期用鋼尺校正。

3.1.2 地下水位觀測(cè)應(yīng)考慮周圍地下水開(kāi)采情況的影響，若量測(cè)時(shí)間正好處于附近抽水井抽水下降漏斗時(shí)，所量測(cè)到的地下水位肯定偏深。

3.1.3 水位量測(cè)應(yīng)與鉆孔坐標(biāo)、標(biāo)高回測(cè)相結(jié)合。由于勘探孔口周圍的不平整等原因.造成水位量測(cè)誤差過(guò)大.水位量測(cè)盡可能同孔口坐標(biāo)、標(biāo)高回測(cè)采用同一參照位置。

3.1.4 分析近年地下水的變化幅度以及歷史最高水位、最低水位、平均水位.初步判斷量測(cè)數(shù)據(jù)的合理性。

3.1.5 如果鉆孔深度范圍內(nèi)有多個(gè)含水層，應(yīng)分層量測(cè)水位。

3.2 地下水動(dòng)態(tài)變化及其危害

受地表水的影響，地下水在不同時(shí)期的動(dòng)態(tài)變化.直接影響到抗浮設(shè)計(jì)水位的確定，施工的計(jì)劃安排等，并且一直困擾著設(shè)計(jì)、施工等諸多單位和部門。地下水位的升降變化還可能造成了諸多的巖土工程危害。

3.2.1 地下水位上升

地下水位上升會(huì)使淺基礎(chǔ)地基承載力降低，沙土地震液化加劇，建筑物震陷加劇。土壤沼澤化、鹽漬化。巖土體產(chǎn)生變形、滑移等不良地質(zhì)現(xiàn)象.地下水位產(chǎn)生凍脹作用的影響；會(huì)對(duì)建筑物、濕陷性黃土、崩解性巖土、鹽漬巖土產(chǎn)生影響：會(huì)使膨脹性巖土產(chǎn)生脹縮變形。

3.2.2 地下水位下降

地下水位下降往往會(huì)引起地表塌陷、地面沉降、海水入侵、地裂縫的產(chǎn)生和復(fù)活以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等一系列不良地質(zhì)問(wèn)題.并對(duì)建筑工程產(chǎn)生不良影響。近年來(lái)隨著城市建設(shè)突飛猛進(jìn)地發(fā)展.在工程中應(yīng)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。經(jīng)濟(jì)合理地確定抗浮設(shè)計(jì)水位將涉及工程造價(jià)、施工難度和周期等一些十分關(guān)鍵的問(wèn)題。

3.2.3 地下水頻繁升降

地下水升降變動(dòng)帶內(nèi)由于地下水的積極交替.會(huì)將土層中的膠結(jié)物中的鐵、鋁等成分淋失。由于土層失去了膠結(jié)物.這就會(huì)使得土質(zhì)變得較為松動(dòng)。由于含水量的孔隙比逐漸增大.就會(huì)造成壓縮的模量和承載力逐漸降低。這就會(huì)給巖土工程在處理和選擇上帶來(lái)極大的麻煩。

4地下水的腐蝕性。地下水的腐蝕性反應(yīng)在它對(duì)混凝土、金屬材料和設(shè)備的破壞上。當(dāng)?shù)叵滤泻心承└g性成分時(shí)，它破壞混凝土基礎(chǔ)。危害建筑物和構(gòu)筑物的穩(wěn)定性伸。為了防止此類危害的發(fā)生，在巖土工程勘察中，必須對(duì)能觸及到混凝土基礎(chǔ)及其它混凝土構(gòu)筑物的水體采樣，進(jìn)行水化學(xué)腐蝕性分析，評(píng)價(jià)地下水的腐蝕性，為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。因此，全面了解環(huán)境介質(zhì)的特征，有針對(duì)性地測(cè)試分析相關(guān)的腐蝕性參數(shù)，以便采取安全合理的防護(hù)措施，已成為工程建設(shè)中一個(gè)不容忽視的重要環(huán)節(jié)。

4.1 地下水腐蝕性對(duì)建筑物危害分析

當(dāng)?shù)叵滤械哪承┗瘜W(xué)成分含量過(guò)高時(shí)，水對(duì)混凝土、可溶性石材、管道及鋼鐵構(gòu)件及器材都有腐蝕作用，地下水中S042-、C1-含量高，被埋入混凝土的鋼筋表面產(chǎn)生一層鈍化保護(hù)層.這一保護(hù)層在水泥開(kāi)始水化反應(yīng)后很快自行生成。然而氯離子能夠破壞這層氧化膜，鋼筋在水和氧的存在下發(fā)牛銹蝕。銹蝕物的牛成導(dǎo)致了混凝土的破裂、剝落和分層，這就必然加速鋼筋的銹蝕；銹蝕過(guò)程減小了鋼筋的橫截面積.也就減小了它的荷載能力。當(dāng)?shù)叵滤谑艿轿廴镜惹闆r下，外部環(huán)境條件就加快了混凝土的腐蝕速度，縮短了建筑物的使用壽命。

4.2 防治措施

地下水對(duì)建筑物的腐蝕過(guò)程多種多樣又極為復(fù)雜。因此須通過(guò)正確可靠的設(shè)計(jì)、施工方法提高建筑物的抗蝕性。最大限度地提高混凝土本身的保護(hù)作用。綜合考慮，主要通過(guò)以下方法解決地下水腐蝕的問(wèn)題：

在設(shè)計(jì)方面：選擇合適的、較低的水灰比，采用合適的保護(hù)層厚度，添加密實(shí)劑，合理選擇骨料級(jí)配，減少空隙率。

在施工方面：施工過(guò)程中對(duì)各種原材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)控制，不合格原材料不得用于混凝土工程，在混凝土的澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)中精心施工，嚴(yán)格控制，提高混凝土質(zhì)量。隨著工程勘察的不斷發(fā)展.地下水問(wèn)題必將受到越來(lái)越廣泛的重視，切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)工程勘察水平的提高起極大的推動(dòng)作用。

結(jié)語(yǔ)

巖土工程問(wèn)題中，地下水問(wèn)題占有相當(dāng)重要的位置，準(zhǔn)確合理地查明地下水的水文地質(zhì)條件，既使資料的可靠程度更高，而且可更好地利用巖體的潛在能力。因此，為提高工程勘察質(zhì)量，在工程勘察中要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題，以消除或減少地下水對(duì)巖土工程的危害；隨工程勘察的發(fā)展，其必將受到越來(lái)越廣泛的重視，切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)勘察水平的提高起著極大的推動(dòng)作用。

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