谈工程勘察中的地下水作用问题

2013-08-15陈俊杰

山西建筑 2013年34期

陈俊杰

(山西省勘察设计研究院，山西太原 030013)

对于地下水问题而言，无论是在工程的勘察设计还是施工过程中，它所造成的影响都是非常大的，但往往地下水问题在工程的勘察设计与施工过程中，也是极易被忽视的问题之一，正是因为如此，由地下水问题而导致的各类岩土工程危害才频繁发生。地下水还能够在岩土孔隙中进行渗流，于是我们便把岩土可以被水或是别的液体所透过的特殊性质，称之为渗透性。渗透性能在一定程度上改变岩土自身的强度与变形能力，让原本就具有复杂性的地质条件变得更加复杂，甚至由此而引发地质灾害，此外，地下水问题还将对建筑物与建筑物地基的安全性以及稳定性等造成直接的影响。因此，地下水问题无论是在工程地质的勘察过程中，还是在地质灾害的防治过程中，都是一个至关重要的因素，必须对其给予充分的重视。

1 地下水问题在建筑工程中的重要性分析

众所周知，大自然中的岩土层是含有一定水分的，这部分水通常以三种形态存在于岩土层中，分别是固态水、液态水以及气态水，一般在工程界中所说的地下水都属于其中的液态水。之所以地下水问题常常被忽略，其中有很大部分原因是由于地下水存在于地下，似乎与建筑工程并无太多的关联，可实际情况却刚好与之相反，地下水问题不光是与工程地质勘察具有紧密联系，就连工程的施工方法、设计方案、工程预算以及工期长短等都有着非常重要的联系。同时，由于地下水本身就是岩土体的一个组成部分，它将对岩土体工程的相关特性造成直接的影响，而且地下水还是工程基础中的一项外部环境，它主要是对建筑工程中的耐久性与稳定性造成影响。因此，必须充分重视地下水的处理问题，若处理不当，不但会对建筑工程产生诸多不良影响，严重时还将导致工程事故的发生。

一般在实际的工程勘察过程中，其勘察结果一般仅是对自然状态下的地下水做出一些常规性的简单评价。特别是对于某些水文地质条件相对复杂的地区，若在工程勘察阶段对地下水问题缺乏深入的勘察，而在工程设计阶段又未给予其充分的重视，便极易由地下水问题导致建筑工程出现各种地质危害。所以，为了有效确保工程的勘察质量，在勘察过程中就必须对地下水问题进行科学合理的分析，并运用有效的措施与方法解决好地下水问题，努力将地下水问题带来的危害降到最低。

2 地下水问题对岩土工程所造成的危害分析

地下水问题对岩土工程所造成的危害，大致可以从以下两个方面来看。

2.1 地下水水位变化

地下水水位变化也分为两种，一种是地下水水位上升，另一种则是地下水水位下降，下面分别对两种情况进行分析:

1)地下水水位上升对岩土工程所造成的危害。使得地下水水位上升的原因有很多，主要可将其分为三大类:首先，人类因素所造成的地下水水位上升，如生活污水与工业废水的排放，农作物灌溉、生活用水及公共用水的地下渗透等;其次，地质因素所造成的地下水水位上升，如地壳运动及含水层土壤自身所具有的渗透性等;另外，水文与气象因素也将造成地下水水位的上升，如降水量的增多或是河流汛期因高温而到来等，这一因素也是引发地下水水位发生变化的主要因素。所以，地下水水位上升并不是某一因素的单一作用力，而是多方面因素综合作用得到的最终结果。

当地下水水位上升到一定程度时，它将对岩土工程造成某些危害，如在地下水的浸泡下，土地将面临盐渍化或是形成沼泽的危险，建筑物在其腐蚀下自身的耐久性必然也将受到影响;土壤中水分含量增加之后，在河岸及斜坡地区还容易发生垮塌与滑坡等危险。

2)地下水水位下降对岩土工程所造成的危害。造成地下水水位下降的主要原因都是一些人为因素，如大量使用地下水，或是在河流的上游位置筑坝，以至于下游因水源匮乏而导致地下水水位下降等。

当地下水水位下降到一定程度时，它也将对岩土工程造成某些危害，如地面因地下水浮力降低而出现裂缝甚至塌陷，它不但将对建筑物自身的稳定性造成极大的影响，同时还可能危及人们的生命财产安全;同时，地下水水位过低还将对水质与生态环境造成严重的影响，这对人类生活与生存的质量都将造成影响。

2.2 地下水动力作用

若是地下水处于自然状态下，它对岩土工程所造成的危害是微乎其微，原因是地下水的动水压力，其作用力非常微弱。但是，一旦地下水的动力平衡条件，在某些因素的影响下失去了平衡，此时的动力水压将对岩土工程造成极大的危害，如出现基坑突涌、管涌或是流砂等，这些危害不仅仅对工程质量造成了影响，更重要的是它还严重威胁着工程参与人员的人身安全。

3 地下水问题在进行勘察时应注意的相关事项

3.1 对地下水勘察的相关要求进行明确

1)查明地下水问题的各种相关条件。

a.掌握好区域性气候的准确资料，例如历史水位、降水量和水位变化的情况，地下水的排泄与补给条件，以及地表水和地下水二者之间的互补关系等;b.对主要的含水层在其位置分布、埋藏深度与厚度等方面进行明确，并通过有关的实验准确测定出地下水问题的各种参数等;c.不但应在场地实际的地质条件下，查明地下水的渗流状态与赋存情况是否受到影响，还应查明地表与地下水是否会受到污染，若存在污染还应考虑其污染的程度。

2)地下水问题的评价内容。之所以要对岩土体及建筑工程所受地下水的影响进行评价，主要是为后续的设计与施工提供准确的参考资料，从而有效避免地下水问题对建筑工程造成诸多的不良影响。在对地下水问题进行评价时，应充分考虑以下几个内容:

a.在查明地下水相关资料的同时，还应对人在工程活动中所引起的地下水变化情况进行分析与预测，同时充分考虑到它是否会对建筑物与岩土体产生反作用;b.将评价重点着眼于地下水对于建筑物与岩土体所造成的影响，并对有可能出现的各种地质危害进行科学的预测与评估，最后再针对性的给出评价结论，以及有效的防治措施;c.在工程勘察过程中还必须紧密结合建筑物地基的实际情况与类型需求，并详细查明关于水文地质方面的各种问题，以便为后续工作提供详尽且准确的水文地质资料;d.在对地下水问题进行评价的时候，还应该站在工程的角度，按照地下水在工程中所起到的作用，以及地下水对工程产生的各种影响，针对性的对各种条件下的地质问题进行评价。

3.2 充分重视地下水问题中的参数测定

1)测定地下水水位。一般情况下，在岩土工程的勘察过程中，只要是勘察到含水地层的存在，就必须对其进行地下水位的测定。尤其需要注意的是对静止水位的测定，测定静止水位的时候应保持一段稳定的时间，而稳定时间的长短则是由含水层实际的渗透性而定的，必要时还可待勘察结束之后，再对静止水位进行测定;若利用的是泥浆钻进的方式，水位测定前应先进行必要的处理，如先洗孔后测量，或者是把测水管打到含水层之中，其打入深度应控制在20 cm为宜;若测定水位时遇到多层含水层的情况，则应首先考虑利用恰当的方法进行止水，以便将其与别的含水层之间能有效隔离。

2)测定地下水的准确流向与流速。在对地下水的准确流向进行测定的时候，通常采用的是几何测定法，同时还将对各孔内的水位进行测量，以便对地下水的准确流向进行测定。而对地下水的水流速度进行测定时，则可利用充电法或批示剂法等。

3)抽水试验。要想进行抽水试验，就必须完全符合抽水试验的方法，抽水试验的方法主要是由渗水系数其应用范围的不同，来选择相应的抽水试验方法，并且抽水试验的降深应保持在三次为宜，其中最大的降深应与工程设计中要求的地下水位降深标高相接近;此外，在水位测量的时候，使用的方法与仪器应保持一致，读数时若为抽水孔则单位为厘米，读数时若为观测孔则单位为毫米;若涌水量和动水位分别与时间关系曲线之间的波动始终控制在一定的范围之内，则可认定为已经处于稳定状态;当抽水工作完成之后，还应对恢复水位进行测定等。