基于岩土工程勘察中的地下水问题分析

梁　慧

(山西省勘察设计研究院，山西太原　030013)

基于岩土工程勘察中的地下水问题分析

梁慧

(山西省勘察设计研究院，山西太原030013)

摘要:分析了地下水水位问题对岩土工程的危害，并探讨了地下水的腐蚀性问题，从静水位测量、水理性质分析、污染治理、腐蚀防治等方面，提出了岩土工程勘察中地下水问题的防治方法，从而增强建筑物的耐久性及稳定性。

关键词:岩土工程，地下水，腐蚀性

众所周知，岩土工程在施工过程中需要考虑多方面的影响因素，其中包括地下水文情况对岩土工程稳定性的影响。地下水对岩石及建筑物的作用极易造成严重的后果，因此，在岩土工程的设计中，相关人员要将水文情况作为优先考虑的因素，针对其中存在的诸多问题制定预防措施，以便为岩土工程质量提供可靠保障。

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

地下水文情况的变动受到多种因素的影响，诸如人为影响、气候影响以及地质影响。其中，生活污水的排放、农业抽水灌溉等均属于人为影响因素;暴雨或者干旱则属于气候影响因素;地震灾害等导致的地层变化则属于地质影响因素。上述几种因素均极易致使地下水位的上升，而水位上升对岩土工程产生的危害主要有以下几方面: 1)地下水浸泡后的土壤发生盐碱化，此时由于水中带有大量的离子，其对岩土工程的腐蚀作用要远大于纯净水，由此会缩短建筑物的使用寿命; 2)地下水位上升会使土壤中的含水量增加，这便会间接增加土壤的重量，进而增大发生山体滑坡或者泥石流的可能性，同样会为山体上的建筑带来隐患; 3)粉细砂和粉土与水混合会变成液态，使岩土工程周边出现管涌和流砂等情况，直接影响建筑物的稳定。可见，地下水水位的增加会改变岩土工程地基的性质，增加地基的不稳定性，给施工工程和施工人员带来安全隐患，同时也会造成建筑物的质量水平下降。

1.2地下水水位下降对岩土工程的危害

一般来说，地下水水位的下降主要是由于人为因素所导致的，在西北等干旱地区会大量抽取地下水用作灌溉用水或者工业用水，而随着生态环境的破坏，环境的蓄水量减少，地下水长期得不到降雨的补充，这就使得地下水水位呈现下降的趋势。没有地下水水位作为上部岩体的支撑，上部的岩体工程也会变得不稳定，引发沉降、裂缝等问题。可见，生态环境的逐渐失衡使近些年自然灾害频发，由地下水位下降对岩土工程带来的沉降等危害情况也愈发明显，恢复水循环系统已成为当务之急［1］。

1.3地下水的动力作用对岩土工程的危害

在地下水的水压处于平衡状态时，地下水上面的岩体及岩体以上的岩土工程都处于稳定状态，不会出现不良问题，而如果地下水的平衡状态被打破，地下水的动力作用就可能对岩土工程带来危害。当地下水的动力作用较强时，地下水的应力可能超过上层岩土体的强度，导致上层岩土体不稳定，一旦上层岩土体的土质为疏松土质，则会造成管涌、基坑突涌、流砂等灾害。而这些情况必然会导致巨大的经济损失，甚至会对岩土工程带来毁灭性的影响，因此勘察过程中务必要重视地下水的动力作用对岩土工程可能造成的危害，尽快制定应对方案，最大限度的减小损失。常见管涌示意图见图1。

图1　管涌及应对措施示意图

2　地下水的腐蚀性问题

2.1地下水中腐蚀剂的腐蚀作用

地下水中含有多种离子，这些离子的存在使其对岩土工程混凝土结构的腐蚀性增强，特别是混凝土中的钢筋。水中的离子可以与混凝土中的钢筋发生电子交换，直观上则体现为钢筋腐蚀，引起体积膨胀，对周边的混凝土形成挤压作用，使混凝土产生裂缝，而裂缝的出现又会加大地下水与钢筋的接触面积，进一步加剧腐蚀的程度，钢筋的截面面积越来越小，能够承载的负载也就越来越小。长此以往，整个岩土工程的地基都会处于不稳定状态，达不到承载上部建筑物的要求，建筑物的使用寿命也会由此缩短。图2为钢筋腐蚀导致外部混凝土剥落的实物图。

图2　钢筋腐蚀导致混凝土剥落

2.2气候变化导致地下水腐蚀加速

气候变化同样会导致地下水对岩土工程的腐蚀速度加快，作用原理如下:地下水和湿土中的盐溶液随毛隙水上升渗透进入混凝土的毛细孔中，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凝土。在潮湿的条件下，结晶盐又会溶解在水中，从而对建筑物形成周而复始的侵蚀，最终会削弱建筑物的稳定性和耐久性［2］。

3　岩土工程勘察中地下水问题防治方法

岩土工程勘察中地下水问题的防治需对症下药，除了要加强测量工作之外，还要积极治理水资源的污染，以提高水资源的利用率，维持地下水环境的平衡。

3.1加强静水位的测量

静水位的测量是了解地下水实际情况的重要方式，这一步在岩土工程的勘察工作中是不能被忽视的。在进行静水位测量时，要严格按照分层测定原则，制定测定时间表。工程施工之前应反复对静水位进行测量，避免测量的数据出现误差。同时在测量过程中，要保证将测水管下放至含水层20 cm，以获取有效的数据，还要严格根据勘测顺序，切实做到科学、系统勘测。

3.2加强水理性质分析

在没有外界干扰的情况下，地下水变动是有一定的规律可循的，这意味着地下水对于上层岩体的作用规律是可以探究的。所以，在岩土工程的勘察过程中，要加强对水理性质的分析，了解当地的地形地貌等地质环境特征，明确岩土的胀缩性、崩解性、软化性、给水性及透水性等性质，把握好地下水位的变动规律。有条件的还可以直接查询地下水位变动的记录资料，没有相应条件则可以采用抽样检测的方法来了解地下水位的变动情况，从而根据实际情况进行岩土工程施工设计工作，将地下水对岩土工程造成的影响降到最低。

3.3地下水污染治理

地下水的污染程度加剧所导致的地下水平衡被打破是地下水文地质变动的主要原因，可见，加强对地下水污染的治理工作迫在眉睫。治理地下水的污染，首先要控制工业生产废水的排放，所有的工业生产废水必须经过处理达标后才能排放。在农业种植中严禁使用化学农药，因为化学农药会随着降雨渗透进土壤，同样会对水文地质造成改变。另外，还要不断探索新型污水处理技术，提高污水处理的效率，尽快恢复生态内的地下水平衡。

3.4地下水腐蚀防治

地下水对岩土工程的腐蚀是不可避免的，只能通过控制水泥的品质和水灰比的用量来提高混凝土的耐腐蚀性。可根据腐蚀环境中腐蚀物的类型对混凝土的成分予以改进，增强对混凝土外层的保护。一般在腐蚀性较强的地段可以用抗硫酸盐水泥或者矿渣水泥来建造地基，这些水泥的抗腐蚀性能较好且性质稳定。对于盐碱地等腐蚀性较强的环境，必须在桩基础表面涂刷沥青或树脂涂膜，以隔绝外界环境对桩基础的侵蚀作用。如果条件允许，可以考虑采取场地排水或者换土等措施［3］。

4　结语

岩土工程的勘察结果对后续的施工过程起着重要作用，会影响到施工中操作人员的安全，同时还在一定程度上决定着整体建筑的经济性和质量水平，因此必须予以足够的重视。地下水活动对岩土工程造成的影响非常大，如果忽视地下水活动对岩土工程的影响，严重者会引发毁灭性的后果。所以，在勘察的过程中要准确查明地下水对岩土工程的影响，在此基础上制定针对性的预防方案，从而增强建筑物的耐久性及稳定性。

参考文献:

［1］徐小军，付彩霞.刍议当前岩土工程勘察中的地下水问题［J］.中国新技术新产品，2012( 15) :74.

［2］刘明淳.浅谈岩土工程勘察中的地下水问题［J］.建材与装饰，2013( 30) :146-147.

［3］黄栋声.岩土工程勘察中地下水问题的探讨［J］.企业技术开发(中旬刊)，2012( 2) :145，147.

·施工技术·

Analysis on groundwater problems based on geotechnical engineering investigation

Liang Hui
( Shanxi Survey and Design Institute，Taiyuan 030013，China)

Abstract:This paper analyzed the harm of groundwater level problem to geotechnical engineering，and discussed the corrosion problems of groundwater，from the static water level measurement，water property analysis，pollution control，corrosion prevention and other aspects，put forward the prevention method of groundwater problems in geotechnical engineering investigation，to enhance the durability and stability of building.

Key words:geotechnical engineering，groundwater，corrosion resistance

作者简介:梁慧(1986-)，男，助理工程师

收稿日期:2015-11-25

文章编号:1009-6825( 2016) 04-0092-02

中图分类号:TU412

文献标识码:A