岩土工程勘察中地下水重点问题分析

■杨 洁 ■山西省勘察设计研究院，山西 太原 030013

岩土工程实施需经历勘察-设计-施工等步骤，岩土工程包括岩石、土、地下、水中等部分，而其中地下水的作用直接影响着岩土的性质状态和行为。地下水作为岩土的重要组成部分，对建筑物的稳定性、耐久性影响深远。于建筑工程设计而言，水对岩土和建筑物的作用以及可能导致的各种结果是必须优先考虑的因素，于建筑施工而言，必须对地下水在施工过程中可能产生的各种问题提前采取防治措施。因此，应提高工程岩土勘察中地下水勘察的重视度，正确认识地下水对岩土工程的重要性。

1 地下水水位问题对岩土工程的危害

1.1 地下水上升对岩土工程的危害

影响地下水水位上升的因素主要包括人为因素和水文气象因素以及地质因素。其中，工业生产废水的排放和建筑施工取水的影响以及农业抽水灌溉和生活污水的排放等属于人为影响因素。而降水量增加和河流汛期等则属于水文气象因素。影响地下水水位变化的地质因素则有含水层土壤的渗透性、地震灾害等等。

因而，笔者认为地下水水位上升是众多因素综合导致的。地下水水位上升对岩土工程产生的危害主要包括以下几点:第一地下水浸泡后的土壤被沼泽化或者盐渍化，而这种变化后的地下水不断腐蚀建筑物，缩短了建筑物的耐久性。第二土壤在地下水上升过程中含水量和土壤重量增加，加剧了特殊地势地段的土层滑坡或山体崩塌等自然灾害。第三，粉细砂和粉土是极易被液化的土壤，地下水水位上升后粉细砂或粉土的含水量超过饱和值即被液化，液态的土壤颗粒容易随渗流流失最终形成管涌和流沙，给施工工程和施工人员的安全埋下隐患。第四，建筑物在上升的地下水中被浸泡、腐蚀、软化甚至水解，进一步影响了建筑物的耐久性且很大限度的降低了建筑物的极限抵抗能力。

1.2 地下水水位下降对岩土工程的危害

与地下水上升原因不同的是地下水下降主要是受到人为因素的影响。工业生产用水运作和建筑建设用水或农业灌溉活动中大量抽取地下水、筑坝破坏河流上下游水位平衡等都是其影响因素。与地下水水位上升一样地下水下降也会导致巨大危害，主要表现在地表随地下水水位下降而所受浮力减小从而造成山崩地裂，该地段建筑物稳定性下降的同时人类的生命财产安全系数也急剧下降。其次，水资源被无节制抽取、浪费，最终导致地下水资源的枯竭，水循环系统遭到破坏，生态环境也随之逐渐恶劣，近年来自然灾害频发，气候严重失调，人类生活居住环境已经面临严峻威胁。

1.3 地下水的动力作用对岩土工程的危害

在人为因素影响下地下水天然状态被打破，原本自然而微弱的动水压力经经人为工程的影响被大幅度改变，基坑突涌、流沙等危害随之产生，又反而破坏岩土工程的自然性状，威胁施工人员和工程的安全。

2 地下水的腐蚀性问题

2.1 地下水中腐蚀剂的腐蚀作用

地下水的各种化学成分都可能对建筑物的混泥土结构和石材特别是钢铁器材等造成腐蚀。具体原因是地下水中的氯离子破坏混泥土表面的保护层即氧化膜，这层氧化膜被破坏后水和氧气很快就会锈蚀钢筋，混泥土中钢筋部分受锈蚀后第一种可能是体积成倍膨胀，混泥土被分层剥落，进一步加剧地下水对钢筋的腐蚀，周而复始建筑物耐久性严重受损。第二种可能是锈蚀导致钢筋横截面积变小，钢筋负荷力减弱，建筑物整体使用寿命缩短。

2.2 气候变化导致地下水腐蚀加速

气候条件对地下水的影响导致混泥土受腐蚀的速度加快。其原理是地下水和湿土中的盐溶液随毛隙水上升渗透进混泥土毛细孔中，经环境不断的干湿交替，毛细孔中的盐溶液被浓缩直至饱和，降温时饱和的盐溶液析出结晶并膨胀腐蚀破坏混泥土，升温时，结晶会吸收的水分而潮解，通过温度的循环升降，钢筋混泥土被逐步加深、加速腐蚀，建筑物的耐久性和稳定性被加速减弱，造成了人民生命财产安全隐患的同时也势必致使国家经济遭受损失。

3 岩土勘察中地下水问题防治方法

防治地下水对岩土工程的危害需采用综合措施。地下水水位的频繁变化是由环境污染和过度利用所导致的，因此水资源的污染防治和合理利用是主要措施。

3.1 地下水污染治理方面

第一，要严控工业生产的废料废水排放，将其污染降到最低。第二，对农业种植中化学农药的使用明令限制，最好是禁止使用。第三，引进发达国家的净水标准并优化污水净化系统，最大限度的利用工业及生活废水。

3.2 地下水腐蚀防治方面

水泥品质和水泥水灰比的用量是影响混泥土耐久性的主要因素。防治地下水对混泥土的腐蚀主要是针对其腐蚀环境的腐蚀物类型和混泥土的易腐蚀条件对混泥土成分进行改进，对混泥土外层进行加强保护。腐蚀性强的地段，可应用抗腐蚀性较强的抗硫酸盐水泥或者采用性能稳定的矿渣水泥。严重腐蚀区域通常采用桩基础，在桩身涂刷沥青或者树脂涂膜等是防治桩腐蚀的普遍做法。必要情况下，可对施工段采用场地排水、降水甚至换土等防治措施。

4 结语

岩土工程勘察结果决定着建筑工程地基设计的安全性、经济性、可行性。地基设计和施工需严格按照岩土工程勘察提供的地质资料和参数开展。而岩土工程勘察的重中之重是地下水问题勘察。作为工程地质条件重要因素之一的地下水，其水层分布和涌水量以及流向、静止水位等都是工程勘察中需要精确分析和完整报告的。只有准确的查明了地下水对岩土工程存在的各种有力或不利影响，才能预测其导致的后果并据此采取有效的工程防治措施，提高建筑物的耐久性和稳定性，保障国家经济和人民生命、财产安全。

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