淺析地下水升降引起的巖土工程問題

李豫馨

摘?要：巖土工程是現代工程領域重要的工程類型，對國民經濟的發展和人民生活水平的提高有著密切的影響，而地下水位的升降可以引起多種巖土工程問題。本文論述了《巖土工程勘察規范》中水文地質勘察評價內容，并探討了地下水位變化對巖土工程的影響。

關鍵詞：巖土工程;水文地質勘察;地下水位

1 概述

隨著我國經濟的發展和城市化進程的不斷推進，越來越多的工民建項目投入到了建設和使用，巖土工程勘察是工程建設的先導，其地位及其重要性日益凸顯。地下水賦存于巖土體中，對巖土體工程地質特性具有直接影響，必須引起重視。現階段巖土工程勘察工作，基本只探討勘察工作時的場區水文地質條件，對場區地下水類型、腐蝕性等進行一般性評價，極易被巖土工程師忽視。在水文地質、工程地質條件較為復雜場區，由于巖土工程師未對水文地質條件足夠重視，對場區水文地質調查浮于表面，未進行深入調查，引起各種巖土工程危害的情況屢見不鮮。[1]

本文梳理了《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）對水文地質的勘察要求，基于地下水對巖土工程的作用和危害，論述了今后巖土工程勘察中需重點關注并深入調查評價的水文地質問題。

2 水文地質評價內容

《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）2009年版中規定巖土工程勘察應根據工程要求，主要查明以下幾點：[2]

（1）查明地下水的類型及其賦存狀態。地下水按埋藏條件可分為上層滯水、潛水及承壓水，按含水層類型可分為孔隙水、裂隙水、溶洞水。

（2）收集區域性的氣候資料以及地下水補徑排條件，查明工程場區地表水流分布情況，明確其對地下水的影響。

（3）掌握勘察期間地下水位，收集歷史最高水位及地下水位變化趨勢，分析影響地下水位變化的因素。

（4）查明場區附近是否存在對地表水及地下水可能造成污染的污染源，若存在，分析其可能引起的污染程度。

（5）應取場地地下水水樣進行試驗進行腐蝕性評價，評價地下水對建筑材料的腐蝕性。

3 地下水位對巖土工程的影響

地下水賦存于巖土介質中，兩者之間不斷進行著物理化學作用，兩者互相影響。巖土體性質影響場區地下水性質，礦物質還會影響地下水的化學組成;同時，地下水也有可能會腐蝕巖土體，影響巖土介質的狀態。[3]

3.1 場區地下水位上升對場區巖土工程性質影響評價

地下水位上升一般是指潛水位的上升。其變化受多種因素綜合作用，主要為地質因素和水文氣象因素。地質因素決定含水層性質及結構，為場區巖性、地質構造條件，;水文氣象因素主要指氣溫、降雨以及人為造成的施工灌溉等外界因素，因潛水位一般直接受地表水補給，水文氣象因素對其影響較為明顯。地下水位上升對巖土工程的影響主要體現在以下幾個方面：

（1）地下水位上升時，其與巖土體之間的相互作用加強，巖土體在地下水的浸潤作用下，地基巖土體承載力降低。若場區為粉土及細砂，在孔隙水壓力持續上升作用下，砂土顆粒喪失粒間接觸壓力及相互之間摩擦力，不能抵抗剪應力，會發生砂土液化的現象。另外，還有可能造成建筑物震陷加劇、土壤沼澤化等不良巖土工程危害。[4]

（2）可能誘發不良地質現象。河谷階地、斜坡及岸邊地帶，地下潛水位上升時，巖土體浸潤范圍增大而趨飽和發生軟化，抗剪強度降低，巖土體有可能出現變形、坍塌、滑移等不良地質現象。當地下水在建筑基礎底面以下壓縮層范圍內上升，地基土強度降低，壓縮性增大，建筑物易發生沉降變形，在粉、細砂及粉土為主場地，還可能發生流沙、管涌、底鼓、側壁變形、坍塌等不良地質現象。

（3）膨脹性巖土發生膨脹變形。膨脹性巖土地區淺層地下水多為上層滯水或裂隙水，無統一地下水位，季節對其影響大，地下水位變化直接影響膨脹性巖土體中水分的增減。因此，一旦地下水位出現季節性升降或人為因素引起巖土體水分變化均會導致膨脹性巖土體發生膨脹變形。

3.2 場區地下水位下降對場區巖土工程性質影響評價

地下水位降低一般是由降雨量減少或人為因素造成，其中人為因素為主要原因。對地下水的大量開采抽取，以及水庫對下游地下水補給來源的截流等，都會造成地下水位下降，可能造成的地質災害主要為地面塌陷、地面沉降、地裂縫等，威脅建筑物、巖土體的穩定，另外還可能造成地下水水質惡化，水量減少等資源環境問題。

4 水文地質評價重點評價內容

巖土工程師今后在進行巖土工程勘察工作中，應重點評價以下水文地質問題：

（1）詳細分析場區水文地質條件，預測可能造成的巖土工程危害并提出預防措施。

（2）針對建筑物荷載以及基礎選型情況，勘察時應有針對性的調查場區水文地質條件。

（3）在不同工程地質條件下，水文地質條件評價應各有側重。①若建筑物基礎埋藏在地下水位以下，應評價地下水對基礎中砼及砼內鋼筋的腐蝕性;若建筑物基礎持力層選擇為軟巖、強風化巖石、殘積土或膨脹土特殊性巖土，評價時，應特別關注地下水位變化造成持力層巖土軟化、崩解、脹縮的情況。②若建筑物基礎壓縮層內分布飽和、松散狀態的粉細砂、粉土，且其中富含承壓水，應重點評價是否會發生潛蝕、流砂、管涌等現象。③若建筑物基礎下部為承壓含水層，應評價在基坑開挖后承壓水突涌將基坑底板沖毀的可能性。④若基坑開挖在地下水位以下，應進行滲透試驗和富水性試驗，評價在人工降水后土體發生沉降、邊坡發生失穩的可能性，避免因此造成的建筑物失穩。

5 結論

工程地質與水文地質兩者密不可分，地下水與巖土體互相作用互相影響，水文地質條件對巖土體工程地質特性有直接影響，從而影響基礎工程。在過往的巖土工程勘察、設計及施工過程中，水文地質問題并沒有得到足夠的重視，復雜場區極有可能造成較為重大的危害。本次對地下水可能造成巖土工程危害的研究，在選擇建筑持力層、基礎設計、工程地質災害防治等方面都起一定的指導作用。

參考文獻：

[1]蘇明偉，董青.水文地質研究對勘察工作的重要性[J].城市建設理論研究（電子版），2011（36）.

[2]GB50021-2001（2012）巖土工程勘察規范（2009版）.北京：中國建筑工業出版社.

[3]唐順.淺析地下水對巖土工程的影響及水文地質的條件評價[J].大科技科技天地，2011（3）.

[4]皮德金，張廣森.巖土工程中地下水作用問題的探討[J].中國高新技術企業，2008，（12）.