巖土工程勘察地下水問題分析

摘要：巖土工程勘察施工中，地下水的勘測、試驗與評估是關鍵。因為巖土工程面臨著復雜的地下水問題，地下水的水位、腐蝕性等都可能對巖土、巖石構成威脅，從整體上影響到巖土工程勘察，也可能對工程地基帶來破壞性影響。文章分析了巖土工程勘察常見地下水問題以及科學的處理方法和對策。

關鍵詞：巖土工程；工程勘察；地下水；水位；腐蝕性；工程地基 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU42 文章編號：1009-2374（2016）28-0146-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.073

地下水的檢定與勘測是巖土工程勘察工作的重要組成部分，因為地下水本身是一個不斷變化的水體，其內部成分也相對復雜，多種因素必然會對巖土工程構成威脅，甚至會影響工程基礎施工，巖土工程勘察中必須積極重視地下水問題，將一切可能的影響因素納入考慮范圍，重點進行分析、排查，從而確保巖土工程勘察工作質量。

1 地下水水位問題

巖土工程勘察是向地下深入勘察的過程，其中必然涉及到地下水問題，地下水水位的升降與動態變化問題等必然會對巖土工程勘察帶來一定影響。

1.1 地下水位上升的影響

由于受地理環境因素、水文條件因素、氣候條件、人為因素等的影響，巖土工程附近的地下水位可能上升，例如降水量較大的年份、雨量充沛的季節河流將迎來汛期，工業污水、生活廢水等大量排放時都可能導致地下水位上升，地下水位夯實將對巖土工程勘察帶來不良危害和影響：

第一，地下水滲透于巖土中，會對土體形成腐蝕、滲透，從而出現沼澤式淤泥式土體，影響巖土工程地基的牢固度，也對巖土工程勘察自身造成影響。

第二，地下水位上升，土體內部水分含量則將增加，這樣一些地勢相對陡峭、起伏不平的地段則將可能出現滑坡、泥石流等危險，這勢必會對巖土工程勘察帶來安全威脅。

第三，特殊的巖土土體，例如細砂土、粉土等，易于吸收水分，當地下水位上升時，土體將液化，當液化土體形成顆粒狀后，則可能出現管涌、流砂等問題，給巖土工程勘察、勘測等帶來不便。

此外，地下水位極度上升可能侵蝕、浸泡巖土工程地基本身，從根源上給建筑物地基帶來負面破壞作用。

1.2 地下水位下降的危害作用

地下水位下降同樣會給巖土工程帶來不良威脅，導致地下水位下降的主要原因為人們無節制、無計劃地利用地表水、地下水，例如：工業企業生產與工程施工等對河流水的利用，農業生產無節制地抽取地下水等，各種問題交織在一起勢必要破壞水體平衡，導致地下水位下降，地下水位下降也將對地表、地面等帶來不良影響，最直接的結果就是地表下沉、地面塌陷等，地表所受浮力也將下降，使得巖土工程無法處于穩定的地基環境中，而且水資源系統受到沖擊，自然環境與生態環境等都將面臨威脅。正是因為受到人為因素、自然因素等的威脅和干擾，地下水資源系統失去了平衡性、穩定性，從而可能出現地下水涌突、流砂上泛等現象，不僅影響巖土工程勘察工作的正常開展，甚至會帶來生命安全問題。

2 地下水水動壓力問題

常規情況下，地下水由于所處環境，其水動力不會形成較大壓力，然而隨著巖土工程勘察工作的開展，地下水的水動力則將逐漸發生變化，進而帶來水動壓力的變化，引發巖石或土體的松動、變形，導致巖土地基失去穩定性，巖土的構造、工程結構等都可能受到影響，巖土工程結構失穩，下一步將影響建筑工程安全。

地基是工程的基礎，從根源上決定著建筑工程的安全度、牢固度，特別是地基坑中有承壓水層時，受到來自于上方建筑工程巨大的作用力、壓力，則可能導致基坑中的承壓水體壓力升高，不斷升高的水動壓力也將給基坑結構、根部等帶來一定的壓力和作用力，從而可能導致地基中的地下水上泛、外涌等問題，這樣基坑中的混凝土則將逐步流失，影響地基牢固度，也使得巖土工程無法按照預定工期和期限施工。

3 地下水腐蝕問題

因為深受內外因素、自然與社會因素等的干擾，多種復雜因素交織在一起使得地下水體中可能出現多種成分，這些復雜的成分很可能對巖土工程地基帶來不良威脅和影響。

3.1 氣候因素引發的混凝土腐蝕問題

當地下水體內含有腐蝕性成分時，巖土地基混凝土中則可能融入腐蝕性物質，會加劇對混凝土的腐蝕與破壞，特別是鹽分、堿性等物質滲透到砼細密紋理中時，混凝土會受到極大破壞。當外界環境中水分不均、干濕不均時，會導致鹽分聚集、集中，鹽溶液逐漸走向飽和，遇到低溫條件，飽和的鹽溶液甚至出現固態鹽分、晶狀成分，具有膨脹作用，可能破壞混凝土內部構造。相反，溫度上升后，鹽分溶解于水體后則可能出現潮解問題，混凝土反復性的潮解、膨脹則必將影響其結構穩定性，可能更快腐蝕、變質，無疑將對巖土工程地基的穩定性、牢固度帶來破壞性影響。

3.2 地下水中腐蝕劑的不良影響

眾所周知，地下水因為處于相對特殊的地理環境中，其內部自然融入了多種化學物質成分，各類化學成分之間容易發生反應以及化學物質本身等都可能對巖土工程地基帶來腐蝕性影響，具體的影響包括化學物質作用于混凝土、石料、石材、鋼材等，對巖土建材表面形成腐蝕作用，特別是地下水體內部的Cl-、NO3-、SO42-等同水體中的氫離子結合，可能生成HCl，酸性成分很容易對砼外部的氧化膜帶來腐蝕作用，氧化膜本身是一層保護膜，一旦受損，其內部鋼筋將會遭到破壞，鋼筋受腐蝕后會出現變形、膨脹、銹蝕等現象，鋼筋作為巖土工程地基支撐性框架結構，遭到腐蝕后，地基混凝土也將受到威脅和破壞，從而導致巖土地基無法長期、永久地發揮支撐功效，進而影響建筑工程的使用周期。

4 巖土工程勘察地下水問題的防范與處理

通過以上分析可以看出，地下水問題會對巖土工程帶來不良影響，特別是地質條件復雜的環境，要想確保巖土工程施工質量，就要結合常見的地下水問題來進行針對性勘察，從整體上保護巖土工程安全，實際勘察過程中要重點做好以下工作：

4.1 重點測量地下水位情況

根據地下水位變化規律，水體有枯水期、豐水期兩大關鍵時期，在實際的巖土工程勘察工作過程中，應該根據季節時段、水期特征等有目的、有針對性地開展勘察工作，要盡量確保科學、精準、動態地掌握地下水位情況，通過數據測量、計算、統計、分析等來掌握地下水位變化幅度，再對巖土工程施工采取對策和措施，控制其對巖土勘察帶來負面影響。

例如：枯水期，由于地下水位下降，水體遠離地面，巖土工程勘測難以精準地測量、測算出地下水位高度、變化幅度等，也就無法對工程施工提供科學的指導，此時可以重點鎖定關鍵因素，地下水變化幅度對地基帶來的不良威脅程度，再對應采取科學、合理、針對性解決對策。因此應該在豐水期來勘測地下水位、水體變化等，以便為巖土工程勘察提供更為精準、有效的數據，要通過科學的防范對策、措施等來提升巖土工程結構的牢固度、穩定性，盡可能預防地基開裂。

4.2 地下水體腐蝕性測定

地下水體腐蝕性能是威脅巖土工程安全的一大因素，必須強化地下水體腐蝕性檢測與測量。根據地質科學規律，通常下層地下水的腐蝕性更強，將對巖土工程地基帶來腐蝕性危害，對此，實際工程施工中就必須選擇抗腐蝕性強的材料來充當工程地基或者通過科學地把握、掌握水灰比來逐漸提升工程地基的耐腐蝕性能，實際巖土工程勘察中，可以對地下水腐蝕性檢測設定等級，根據腐蝕性等級來對巖土地基進行科學處理，提高地基牢固度、穩定性，從而確保建筑工程被長期使用。

4.3 巖土層滲透系數的檢測

巖土層滲透系數是巖土工程勘察過程中必須測定的對象，也是用來分析降水法的一項關鍵標準，應該得到勘察工作的重視。整體來看，巖土工程的設計、結構以及布局等都與巖土層的滲透系數密切相關，最典型的地基挖掘施工中，通常要參照巖土層的滲透系數來對挖掘深度等做出取舍，因此必須對巖土層滲透系數進行精準、客觀的測定與求值。

傳統的室內試驗、現場注水等檢測方法所得出的數據一般與巖土工程實際數據存在差異，影響數據的準確度，對此就要改變檢測方法，選擇野外抽水試驗檢測方法，以此來確保所獲得數據更加靠近實際數值，然而這一方法也存在某種弊端，例如耗時、耗費精力且成本較高等，至今尚未得到深入的運用。因此，實際的巖土層滲透系數檢測就要注重方法的選擇與對比，可以采用室內實驗、室外抽水檢測等相結合的方法，經過反復實驗、檢查與測算，最終得出精準的檢測結果，再對應獲得一個更為精準的巖土層滲透系數，將其作為地基挖掘、巖土工程勘測等的一項科學依據。

5 結語

巖土工程勘察過程中勢必將面臨著復雜的地下水問題，主要的地下水問題包括地下水位問題、水體腐蝕性問題等，每一類地下水問題都可能給巖土工程勘察、工程地基質量帶來不良影響。因此有必要積極重視巖土工程勘察工作，通過科學的調查、試驗、數據統計與分析等來獲得準確的數據，再利用這些科學的數據來為巖土工程勘察提供科學的指導，以此來確保巖土土體性能，確保巖土工程安全。

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作者簡介：郝朝峰（1983-），男，河北石家莊人，河北中色華冠巖土工程有限公司工程師，研究方向：巖土工程勘察、地基處理等。

（責任編輯：秦遜玉）