地下水对岩土工程的危害及预防措施

谭晓东

摘 要：岩土工程是建筑工程的重要分支，施工工作涉及岩石、土壤、地下水等物质。岩土工程容易受地下水的影响，部分施工单位对地下水问题并不重视，从而为岩土工程埋下了安全隐患。结合工作经验，在本文中分析了地下水对岩土工程的危害以及防治措施，供有关人员参考借鉴。

关键词：地下水；岩土工程；防治措施

地下水长时间浸泡岩土地基将严重降低地基的强度，进而危害地表建筑物的安全，极有可能引发建筑物塌陷事故，造成经济损失与人员伤亡。纵观国内岩土工程施工状况，发现不少施工单位并不重视水文地质勘察工作，部分施工单位虽然在开工前开展了水文地质勘察工作，然而由于勘察工作没有把握重点、工作人员不认真等因素的影响，实际勘察质量较差，致使岩土施工中水文地质问题频频出现，既延误了施工工期、又增加了建设成本。

一、地下水种类

为了确保岩土工程的施工质量与安全，需要了解地下水的种类。通常情况下，人们依照地下水起源的不同进行地下水分类。由水汽凝结而成的地下水被称作凝结水。如果某类地下水既不是由水汽凝成，也不是渗由入地下降水形成的，而是由岩浆中气体冷凝形成的，则将这类地下水称作初生水。临海地区土层中会渗入海水，海水进入原生沉积物孔隙中形成的地下水被称作埋藏水。

包气带水指的是在蕴藏在潜水面上包气带中的水，包气带中一般有毛管水、薄膜水以及气态水等。也可以依照水矿化程度的不同进行地下水分类，这里不加赘述。某些情况下不同种类地下水处理方式需有所差异，在选择地下水危害防治措施的过程中要注意甄别，注意分析施工现场的实际水文地质情况[1]。

二、地下水对岩土工程的危害

（一）地下水动水造成的危害

地下水动水在无外力作用的情况下，压力变化较小、处于相对稳定的状态。在岩土工程开工后，施工工作会引起地下水动水压力的变化。现阶段，基坑地基是岩土工程中最常见的地基形式，基坑的下挖深度较大，所以基坑通常紧临承压含水层，在此情形下，建筑物的重力会通过基坑传导至承压地下水层上，从而致使含水层压力大幅上升。在含水层动水压力急剧增大后，基坑底板会受到动水压力的持续挤压。经验表明，如果挤压力度过大或者延续时间过长，则基坑可能会发生流沙以及动水喷涌现象，从而严重降低建筑物的稳定性。

（二）地下水水位变化造成的危害

理论上讲，地下水所处地层性质较为稳定、不易受到外力的作用，理想状态下的地下水水位几乎不会发生变化。近年来，随着气候条件的不断恶化以及地下水开采工作的力度愈来愈大，不少地区的地下水水位下降明显、枯竭风险极大。受各种不良因素的影响，许多地区的地下水水位呈现出异常的变化趋势，给水文地质勘察工作造成了不小的困难。

地下水潜水位上升的危害较多，其中包括造成潜水位地区土壤沼泽化、盐碱化，大幅缩减可用耕地的面积，影响周边居民的农业工作。潜水位大幅上升会破坏岩体结构，可能造成岩体的崩解，间接增加了山体滑坡等自然事故的发生几率。潜水位上升对岩土工程的直接影响是会引发地基充水现象，地下水中的矿物质与钢筋等材料发生反应，致使地基稳定性严重下降[2]。

地下水水位下降的危害也較大。通常情况下，由于重力的作用，周边地下水会在地下水位下降后自动补给，在干旱地区或者少雨时节，地下水自动补给能能力非常有限，从而导致地下水水位下降，可能引发地基下沉以及塌陷的事故。

（三）地下水侵蚀岩土地基

部分地区的地下水偏酸性，从而容易侵蚀岩土工程地基、严重降低地基的强度。在过去，国内便发生过地下水侵蚀地基导致地基脱落分层，最终造成建筑物塌陷的事故。地下水在未遭到破坏的情况下，其水力作用非常微弱，但是一旦受到人为活动的严重影响，水力动态平衡体系会被破坏，地下水流动性显著增强、动水压力大幅增大致使地下水进入地基并侵蚀地基。某些情况下，动水压力短时急剧上升会直接导致地基塌陷，进而造成经济损失甚至是人员伤亡。

三、如何消除地下水对岩土工程造成的危害

（一）井點降水法

大量事实表明，井点降水法在地下水危害防治的工作上能起到非常明显的效果。井点降水法是一种较为传统常规的施工方法，因其具有施工工序简单、建设成本不高等优势而受到了岩土工程施工人员的欢迎。井点降水法的主要内容是在沿途工程施工中，在施工现场预埋一些管道。管道的大小以及数量需要结合工程现有资源、地下水水量等因素加以考虑。

通过在施工现场预埋管道，能够有效地降低地下水水位，确保地下水不会进入地基内部，从而确保地基的安全与稳定。值得注意的是，管道位置布置与管道安装工作必须交由综合素质达标的施工人员负责，在施工前做好管道材料质量控制工作，施工中做好施工监督管理工作，如此方能最大程度地保障井点降水法的应用效果。

（二）集水井明排法

为了防止地下水进入基坑内部，可以采用集水井明排法处理地下水位过高的情况。施工人可以在地下水水位过高的区域设置一定数量的排水管道，在排水前做好集水工作，从而保障排水工作的质量。就目前状况而言，明沟排水法是应用范围最广、成本相对较低的一种排水方法。与明沟排水法有所差异的是，暗沟排水法的管理成本较低，但是施工难度较高，应当结合施工实际情况与城市排水系统功能特点等因素来选择最合适的排水方案。

（三）设置帷幕法

设置帷幕法涉及多个技术领域、难度颇高，应用条件也比较苛刻单一。设置帷幕法的主要工作内容是将符合相关要求的介质设置在合适的区域，从而实现阻止地下水渗入的目的。通常情况下，如果施工区域地下水储量较大，而岩土工程建设工期又较为紧张，则最好采用井点降水法或者明沟排水法等常规方法，不推荐应用设置帷幕法[3]。

（四）开展水文地质勘察工作

为了有效消除地下水问题对岩土工程造成的危害，在施工前必须要做好水文地质勘察工作。勘察人员需要获取施工地区诸如历史水位、年降水量、蒸发量以及地下水补给条件等资料。应当通过勘察工作全面了解含水层的埋深、分布位置、水位、动水压力等关键数据，做好书面资料保存工作，预测地下水水位在施工工期内的变化趋势。

（五）做好静水位测量工作

水文地质勘察人员应当在全面详尽分析各类勘察数据后，制定地下水风险评价方案，从而为岩土工程施工单位提供客观的参考依据，以便施工单位能够科学地调整施工方法并配合勘察部门的各项工作。必须严格控制静水位测量工作的质量，在静水位测量工作中，要制定合理的测量时间表，测量人员的各类工作必须严格遵循相关的技术规范与测量原则。

在工程前期勘测完毕后，需要再次开展静水位测量工作。需要指出的是，必须控制测量管布置工作的质量，应当在含水层20厘米处放置测水管，如此方能确保数据的准确性。

（六）开展水理性质分析工作

应当开展质量合格的水理性质分析工作。地下水与岩层发生作用，岩土受到应力后土层性质会发生相应的变化，岩土的软化性、崩解性、胀缩性以及给水性等基本性质会发生改变。水理性质分析工作中，勘察人员要了解施工地区的地形地貌、水文氣象以及地质环境等自然条件。

在针对地下水的分析工作中，应当采用抽样检测的方法以分析地下水的化学性质。如果发现地下水呈酸性或者碱性，则需要采取有效措施中和地下水，勘察单位需要及时向施工单位递交地下水检验报告，与施工单位一同研究合理的地下水水质改善以及风险控制方案。

（七）提高各工作人员的综合素质

无论是何种工作，在其中发挥最关键作用的因素是“人才”，水文地质勘察与岩土工程施工工作也不例外。所以，必須采取有效措施以提升施工人员与勘察人员的综合素质。对于岩土工程施工人员而言，施工单位可以通过定期举办行业专家讲座以及组织专业技能培训活动等形式来切实强化施工人员的专业能力，注意向施工人员普及水文地质知识，促使施工人员意识到地下水问题的巨大危害。

勘察单位应当加强水文地质勘察人员的理论知识储备、要求勘察人员多实践、多总结，在勘察工作中确保数据的准确性与客观性。制定严格合理的奖罚机制，及时表彰在勘察工作中兢兢业业、恪守职责的勘察人员，处分态度散漫、懒惰渎职的人员，如此能够有效地激发勘察人员的工作积极性、遏止不良现象的发生[4]。

四、结语

地下水问题对岩土工程的危害极大，所以必须要做好地下水危害防治工作。为此，有关作业人员应当积极学习先进的科学知识、善于总结借鉴优秀的工作经验，在实际工作中保持认真严谨的态度、依照技术规范与行业标准行事，如此方能有效地保障岩土工程的施工质量。

参考文献：

[1]秦琬玲.地下水对岩土工程勘察的影响及处理方法[J].中华建设.2015（05）.

[2]石广平.水文地质在工程地质勘察中的应用[J].科技与企业.2012（06）.

[3]李能芬.工程地质勘察中水文地质问题的危害探讨[J].甘肃科技.2011（12）.

[4]滕玉奎.地下水对岩土工程的影响及勘察现场需要注意事项[J].中华民居（下旬刊）.2012（12）.