芻議當前巖土工程勘察中的地下水問題

徐小軍 付彩霞

（重慶地勘局208水文地質工程地質隊，重慶 400700）

1 巖土工程勘察中的地下水評價

在《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)中，明確了對地下水的勘察要求、水文地質參數的測定、地下水作用的評價，總結以往的經驗和教訓，我們認為今后在工程勘察中，對水文地質問題的評價，主要應考慮以下內容：

1.1 查明地下水的類型、賦存狀態及主要含水層的分布規律，分析預測人為工程活動中地下水的變化情況。還應重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預測和評價可能產生的巖土工程危害，并提出防治措施。

1.2 SE程勘察中還應密切結合建筑物地基基礎類型的需要，查明有關水文地質問題，包括地下水的補給排泄條件、地表水與地下水的補排關系及對地下水位的影響等，提供選型所需的水文地質資料。

1.3 應從工程角度，按地下水對工程的作用與影響，提出不同條件下應當重點評價的地質問題。如：地下水對建筑物基礎的腐蝕性：承壓含水層對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性評價；開挖基坑應進行滲透性和富水性試驗；評價基坑邊坡及周圍建筑物穩定性。

2 巖土水理性質的測試和研究

巖土水理性質是指巖土與地下水相互作用時顯示出來的各種性質。巖土的水理性質不僅影響巖土的強度和變形，而且有些性質還直接影響到建筑物的穩定性。巖土的水理性質主要為可塑性及稠度狀態、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

是粘性土區別于砂土的重要特征，可用塑性指數與液性指數來判別，由土的狀態可推知土的性能。

2.2 軟化性

是指巖土體浸水后力學強度降低的特性。一般用軟化系數表示，它是判斷巖石耐風化、耐水浸能力的指標。在巖石層中存在易軟化巖層時，在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。

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、結構等關系極大，崩解性通常采用耐崩解系數；以表征。

2.4 透水性

是指水在重力作用下，巖土容許水透過自身的性能。松散巖土的顆粒愈細、愈不均勻，其透水性便愈弱；堅硬巖石的裂隙或巖溶愈發育，其透水性就愈強。透水性一般用滲透系數表示，滲透系數可通過抽水試驗、注水試驗和壓水試驗確定。

3 地下水位的量測和動態變化

3.1 地下水的量測

根據《巖土工程勘察規范》(GB 50021-2001)穩定水位的時間間隔按地層的滲透性確定.對沙土和碎石土不得少于O.5h，對粉土和粘性土不得少于8h，并宜在勘察結束后統一量測穩定水位。但在實際中地下水位量測存在諸多的問題。以致造成水位量測不準確、不齊全、數據不可靠?？偨Y以往工作中的實踐經驗，筆者以為地下水位的量測應注意以下幾點：

3.1.1 待整個場地鉆探結束24h后統一測定各個鉆孔靜止水位，測量工具應按有關規定執行，并定期用鋼尺校正。

3.1.2 地下水位觀測應考慮周圍地下水開采情況的影響，若量測時間正好處于附近抽水井抽水下降漏斗時，所量測到的地下水位肯定偏深。

3.1.3 水位量測應與鉆孔坐標、標高回測相結合。由于勘探孔口周圍的不平整等原因.造成水位量測誤差過大.水位量測盡可能同孔口坐標、標高回測采用同一參照位置。

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.初步判斷量測數據的合理性。

3.1.5 如果鉆孔深度范圍內有多個含水層，應分層量測水位。

3.2 地下水動態變化及其危害

受地表水的影響，地下水在不同時期的動態變化.直接影響到抗浮設計水位的確定，施工的計劃安排等，并且一直困擾著設計、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

地下水位上升會使淺基礎地基承載力降低，沙土地震液化加劇，建筑物震陷加劇。土壤沼澤化、鹽漬化。巖土體產生變形、滑移等不良地質現象.地下水位產生凍脹作用的影響；會對建筑物、濕陷性黃土、崩解性巖土、鹽漬巖土產生影響：會使膨脹性巖土產生脹縮變形。

3.2.2 地下水位下降

地下水位下降往往會引起地表塌陷、地面沉降、海水入侵、地裂縫的產生和復活以及地下水源枯竭、水質惡化等一系列不良地質問題.并對建筑工程產生不良影響。近年來隨著城市建設突飛猛進地發展.在工程中應進行抗浮驗算。經濟合理地確定抗浮設計水位將涉及工程造價、施工難度和周期等一些十分關鍵的問題。

3.2.3 地下水頻繁升降

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

4地下水的腐蝕性。地下水的腐蝕性反應在它對混凝土、金屬材料和設備的破壞上。當地下水中含有某些腐蝕性成分時，它破壞混凝土基礎。危害建筑物和構筑物的穩定性伸。為了防止此類危害的發生，在巖土工程勘察中，必須對能觸及到混凝土基礎及其它混凝土構筑物的水體采樣，進行水化學腐蝕性分析，評價地下水的腐蝕性，為工程設計提供依據。因此，全面了解環境介質的特征，有針對性地測試分析相關的腐蝕性參數，以便采取安全合理的防護措施，已成為工程建設中一個不容忽視的重要環節。

4.1 地下水腐蝕性對建筑物危害分析

當地下水中的某些化學成分含量過高時，水對混凝土、可溶性石材、管道及鋼鐵構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生一層鈍化保護層.這一保護層在水泥開始水化反應后很快自行生成。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牛銹蝕。銹蝕物的牛成導致了混凝土的破裂、剝落和分層，這就必然加速鋼筋的銹蝕；銹蝕過程減小了鋼筋的橫截面積.也就減小了它的荷載能力。當地下水在受到污染等情況下，外部環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

地下水對建筑物的腐蝕過程多種多樣又極為復雜。因此須通過正確可靠的設計、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作用。綜合考慮，主要通過以下方法解決地下水腐蝕的問題：

在設計方面：選擇合適的、較低的水灰比，采用合適的保護層厚度，添加密實劑，合理選擇骨料級配，減少空隙率。

在施工方面：施工過程中對各種原材料進行嚴格的質量檢驗控制，不合格原材料不得用于混凝土工程，在混凝土的澆筑、振搗、養護等環節中精心施工，嚴格控制，提高混凝土質量。隨著工程勘察的不斷發展.地下水問題必將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質工作將對工程勘察水平的提高起極大的推動作用。

結語

巖土工程問題中，地下水問題占有相當重要的位置，準確合理地查明地下水的水文地質條件，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，為提高工程勘察質量，在工程勘察中要求查明與巖土工程有關的水文地質問題，以消除或減少地下水對巖土工程的危害；隨工程勘察的發展，其必將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用。

[1]龍云涌，左來.地下水對巖土工程的危害及防治措施[J].民營科技，2009（7）.

[2]王道煬.地下水對巖土工程的危害及預防 [J].吉林地質，2009（6）.