浅谈地下水对岩土工程的影响和勘察现场需要注意的问题

摘要：针对地下水对岩土工程的负面影响，笔者从地下水的勘察要求和地下水对地质工程的影响方面做出分析，结合笔者自身工程实践和学习，提出了地下水引起的岩土工程危害和勘察现场需要注意的问题，与大家共同探讨。

关键词：地下水；岩土工程；影响分析；勘察要求；注意的问题

Abstract: aiming at the groundwater of geotechnical engineering negative effects, from the groundwater exploration requirements and groundwater on the influence of geological engineering make analysis, and combining the engineering practice and their own study, puts forward the harm caused by groundwater geotechnical engineering survey the scene and the problems to be pay attention to, and everybody discusses together.

Keywords: groundwater; geotechnical engineering; impact analysis; Survey requirements; Pay attention to the problem of

中图分类号： P641.139 文献标识码：A文章编号：

【正文】：由于工期紧张、技术员水平参差不齐，施工现场水位量测存在两个问题：第一，稳定水位很难完全按规范规定时间量测（特别是渗透性较小的地层）；第二，场地存在多层地下水时，部分钻孔只能量测到第一层地下水的初见水位和稳定后这几层地下水的混合水位。水位高低、地下水的其它作用和影响，所有与地下水相关的工程评价，直接影响岩土工程的安全问题。

一、地下水的勘察要求

岩土工程勘察应根据工程要求，通过搜集资料和勘察工作，掌握下列水文地质条件：

地下水的类型和赋存状态；主要含水层的分布规律；区域性气候资料，如年降水量蒸发量及其变化和对地下水位的影响；地下水的补给排泄条件，地表水与地下水的补排关系及其对地下水位的影响；勘察时的地下水位，历史最高地下水位，近 3～5 年最高地下水位，水位变化趋势和主要影响因素；是否存在对地下水和地表水的污染源及其可能的污染程度。

其中，水位量测是勘察现场的重中之重。

二、地下水对地质工程稳定性的影响

软化机理：岩土浸水后，引起其强度级降低性质称为对岩土的软化作用，岩土抵抗水的软化作用的性能主要取决于岩土中亲水性矿物的含量及岩土中孔隙与微裂隙的发育程度。在地质工程中，特别是不良地质工程中，由于孔隙、裂隙发育较多，且多黏土质组成的成分，而黏土矿物颗粒较小，其亲水性很强，故遇水后先在其表现发生泥化，然后软化。当水灌入孔隙、裂隙中，细小岩粒的吸附水膜便会增厚，引起体积膨胀，由于这种体胀产生不均匀应力，部分胶结物会被稀释、软化或溶解，从而导致岩土颗粒的破坏解体。因此，岩土体的破坏主要原因在于节理裂隙发育强度及水对强度的损害。

实验证明，岩土中含水量越大，岩石强度越低。根据研究成果可知，正长岩饱和之后，强度减小到94%，若浸没在水下进行试验，则进一步减少到85%， 用块状闪长岩和片状闪长岩的样品进行抗压试验，其强度分别为干抗压强度的81%-86%； 含水能够使砂岩强度减少40%，页岩减少60%，在控制含水量的情况下进行周密实验， 石英质页岩和石英质砂岩在饱水状态下的抗压强度是干燥状态下的50%。

三、地下水引起的岩土工程危害

（一）地下水位变化引起岩土工程危害

地下水位变化包括地下水位上升、地下水位下降、地下水位频繁升降三个方面。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都将对岩土工程造成危害。

首先，地下水位上升引起的岩土工程危害。引起潜水位上升的原因有多种多样，主要有人类活动因素如工程建设施工、工业废水和生活污水的渗透等影响；水文气象因素如气温、降雨量等影响；地质因素如含水层颗粒大小、总体岩性水平变化等的影响。地下水位上升可能引起岩土工程的危害体现在以下几方面。

①引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象，给施工带来很大困难；②斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象，影响其稳定性；③具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化；④对地下室、地下构筑物的防潮、防湿、防水或稳定性产生影响；⑤土壤沼泽化、盐渍化，增强岩土及地下水对建筑物腐蚀性；⑥引起坚硬岩土软化、水解、膨胀、抗剪强度降低，导致建筑物破坏。

其次，地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的持续下降，不仅影响农业的生产、人民的生活，而且会引起许多岩土工程问题。地下水位的降低大部分是由于人为因素造成的，如大量抽取地下水、对河流进行人工改道，上游筑坝、修建水库截止下游地下水的补给等。地下水位下降可能引起岩土工程的危害体现在以下两个方面：其一，地下水的过大下降会引发地质灾害；其二，地下水的过大下降会引发环境问题。

最后，地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水位频繁升降可能引起建筑物的破坏和膨胀性岩土胀缩变形。

①地下水的季节性升降或岩土体中水分的增减变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时，会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑的破坏；②当地下水在建筑工程基础底面以下发生变化时， 会软化地基土使其强度降低、压缩性增大，可能引起地基土附加沉降和变形，从而造成建筑物变形破坏。

（二）地下水动水压力作用对岩土工程造成的危害

流动的地下水在天然的状态下压力作用是比较微弱的，通常不会导致其他危害性。但是，施工技术人员在具体实践的过程中，对地下水原本天然的动力平衡状态进行了人为的干预，改变了其平衡条件，在移动的动水压力作用下，通常会经常性的引起一些较为严重的工程危害，例如流沙、管涌、基坑突涌等，对于整体的工程质量和施工安全性都有着一定的影响。

四、勘察现场需要注意的问题

鉴于地下水对岩土工程的负面影响，勘察人员必须加强对地下水的重视程度。除通过宏观资料收集、预设长期观察孔、进行专门的水文地质勘察、渗流分析、室内试验等，满足勘察规范对地下水的要求外，尚应：第一，严格遵守稳定水位的量测时间，对砂土和碎石土不得少于 0.5h,对粉土和粘性土不得少于8h,并宜在勘察结束后统一量测稳定水位；第二，对多层含水层的水位量测,应采取止水措施,将被测含水层与其他含水层隔开。在钻穿第一含水层并进行静止水位观测之后，应采用套管隔水，抽干孔内存水，变径钻进，再对下一含水层进行进行水位观测。因采用泥浆护壁影响地下水位观测时，可在场地范围内另外布置若干专用的地下水位观测孔，这些钻孔可改用套管护壁。更多可行性方法望大家在满足规范强制性条文的基础上多多探讨研究。以便我们为设计和施工提供高质量的岩土工程勘察报告，消除或减少地下水对工程的危害。

【总结】：总体而言，在岩土工程施工作业的过程当中，不仅需要全面有效的考虑与岩土工程相关的水文问题，对其进一步进行有力的查明，并且地下水对岩土体和建筑物的作用以及影像做好进一步的评价，而且对于预防以及处理措施的建议更是需要进行综合分析，为设计和施工提供必要的水文地质资料，消除或减少地下水对工程的危害.

参考文献：

《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）

《建筑工程地质钻探技术标准》（JGJ87-92）

《建筑地基基础技术规范》DB21/907-2005

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