水文地质勘察中地下水的问题及应对措施探究

任元良

（浙江山川有色勘察设计有限公司 浙江绍兴 312000）

前言

地下水对于岩土性能与强度会产生重要影响，也因此而对建筑工程质量产生决定性影响，随着我国建筑行业的高速发展，地下水对于建筑工程的影响愈发受到关注，人们对于地下水对建筑稳定性及安全性的影响有了更加明确的认知，基于此，建筑工程施工前期的水文地质勘察工作就显得尤为重要的，就需要在水文地质勘察中，充分利用相应技术措施，保证水文地质勘察质量。

1 工程概述

1.1 工程概况

中海青剑湖项目位于苏州市工业园区，拥有优越的地理位置与便捷的交通条件，环境清秀。拟建多层及高层住宅项目，包含整体地下车库及部分底层辅助用房。拟建工程包括三个地块，面积分别为39784.65m2、33113.03m2和32794.33m2。对该项目岩土工程进行初步勘察，按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）中的规定，确定拟建项目的重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，岩土工程勘察等级为乙级。按照《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）中的相关规定，确定拟建工程抗震设防类别为丙类。

1.2 勘探方法

本次勘探采用的具体方法包括：①钻探，基于相应要求，采用SH30-2型钻机，采用套管泥浆护壁等技术措施，基于场地土性，采用薄壁取土方式来获取原状样；②标准贯入试验，采用重63.5kg、落距76cm的自动落锤设备，当贯入器入土并达到孔底之后，预击15cm，对每次打入10cm的锤击数加以记录，直到打入30cm；③静力触探试验，采用的双桥探头规格为15cm2，基于相关规定，在探头进场前进行标定。试验时采用1.2m/min的贯入速度，每隔10cm进行自动数据记录；④室内土（水）工试验，主要为常规试验及固结快剪试验。

1.3 场地地下水

工程项目区块为亚热带季风气候，拥有较大的雨量，轻度潮湿。本次勘探中发现，影响工程的地下水包括三层，即潜水、微承压水与承压水。其中潜水的主要补给包括大气降水及地表水侧渗，通过自然蒸发的方式排泄，季节性变化明显；微承压水的主要补给包括径流与越流；承压水主要补给包括径流、越流，对工程施工影响较小。

2 水温地质卡勘察中的地下水问题阐述

2.1 潜水水位上升的问题

对于工程项目的水文地质勘察工作，其主要目的在于对项目区块地质水文条件是否适宜施工进行勘察。土木工程的施工建设会受到潜水水位上升的影响，导致工程稳定性不足，主要体现在：①由于区块岩土本身存在力学性能不够稳定的现象，一旦发生潜水位上升现行，会导致工程施工建筑受到影响，导致工程稳定性与安全性无法维持，尤其是拟建项目所处地块的潜水位季节性变化明显；②潜水位上升会导致河岸及斜坡等位置，出现垮塌或者滑移等现象，影响区块岩体发挥其正常功能，影响建筑安全性；③潜水位上升并渗透地基当中，会导致地基在长期的水资源侵蚀下逐渐软化，岩土粘性上升，而强度下降，导致建筑地基的不均匀沉降，影响工程质量及稳定性，甚至对建筑居民及使用者带来生命财产安全的威胁[1]。

2.2 影响建筑稳定性

“微承压水”即承压水头较小的承压水，一般分为天然水及人类活动产生的地下水两种类型。微承压水会对岩土工程、地质环境都产生较大影响。如上文所述，潜水位的上升会影响建筑工程的稳定性与安全性。但同时，微承压水等地下水的水位下降，也会对工程质量造成影响，导致建筑物稳定性下降。其危害主要体现在：①地下水位下降导致岩土压力及密度上升，岩土承压增加，导致地面下沉与土壤下陷等问题；②地下水位下降，石膏层及钠盐层溶解，导致建筑物地基偏移，影响建筑物稳定性。

3 水文地质勘察中地下水问题的应对

3.1 基坑降水及排水措施

拟建工程所处环境及土质涉及到①素填土、①A层淤泥土、②-1层粉质黏土、②-2层黏土，并与道路及管线相邻。通过土质分析，可知工程地基土质较为松软，具有较低的强度与自稳性，在基坑开挖时，要注意对于地下水问题的处理，以减少地下水对于工程土质的影响。基坑开挖时考虑到潜水及微承压水的影响，由于潜水及微承压水的存在，有可能导致基坑突涌或者流砂现象的产生。经过详细勘察，建议在基坑开挖的同时，采取必要的降水措施，可以通过井点降水法或管井降水法来加以实现，要求按照基坑开挖深度的1m左右来设置降水深度。本次水位降深较小，受到降水影响较小，因此对于基坑的底部积水，可以通过明沟排水，或者集水坑排水等方式排出。同时考虑到苏州市降水量较大，因此在基坑开挖时要充分考量长期降水可能到来的不必要影响，并设计相应的应对措施。

3.1.1 井点降水法

井点降水法就是在开挖基坑之前，将滤水管（滤水井）埋设在基坑周围，通过抽水设备进行抽水，以保证基层土壤的干燥，一般来说，井点降水法包括轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点等。①轻型井点是在基坑工程四周，每隔一定距离就在含水层中埋入一根井点管，通过抽水设备进行抽水，将地下水位降低至基坑底部以下，直到工程施工完毕；②喷射井点主要采用喷射井管、高压水泵及管路系统。一般当轻型井点排水需要采用多级井点时，会导致基坑挖方量上升，施工周期延长，导致施工设备增加，经济性下降，此时就可以采用喷射井点的方式进行降水；③电渗井点。将两根电极插入饱和黏土中，通入直流电，黏土粒会发生电泳现象向阳极移动，水分子则发生电渗现象而向阴极移动，利用这一电渗现象，以轻型井点或者喷射井点的景观作为阴极，将垂直阳电极设置于与阴极相距1.2m处，利用电渗现象，在通入直流电时，使水分子快速渗透到井管附近，便于快速抽出；④管井井点是在基坑周围，每隔一定距离就设置一个管井，在管井中通过水泵抽水来实现地下水位的下降[2]。

图1 井点降水系统

3.1.2 集水井明排法

图2 管井降水法

集水井明排法的应用，是当存在较高地下水位的时候，通过设置排水管道进行排水。但不同于其他排水法，集水井明排法的应用，需要首先进行集水，通过集水来使地下水汇集，以此来进一步提高排水效率与排水量，具备较好的排水效果。其中较为常见的是明沟排水法，具备较高的经济效益，且应用范围广泛。在实际施工中，需要首先做好明沟管理与清理工作。暗沟排水也是一种集水井明排法，可以减少消耗在管理与清理方面所投入的成本，但具有较大的施工难度与施工成本，因此在实际的施工中，需要根据工程的实际情况，以及地下水的排水的实际需求来合理选择。本文所提出的拟建工程施工地块中，对于基坑积水可以采用明沟排水的方式进行。

图3 集水井明排法

3.2 提高水文地质勘察技术水平

考虑到工程施工质量的要求，在前期的水文地质勘察中，要注意对于勘察技术应用水平的提升。水文地质勘察对于勘察技术水平要求较高，较高的技术投入可以有效减少地下水问题对于工程质量所造成的影响。强化对于容水性、透水性、持水性的技术勘察。同时，也需要充分考量岩土状态，结合工程施工的实际需要进行水文地质的勘察工作。通常来说，水文地质的采样检测，应当分别从枯水期及丰水期两个阶段入手，对地下水质、地下水成分等因素加以分析，包括地下水的总硬度、镁离子、钙离子、pH值与碳酸根离子等，明确地下水的具体问题，并对症下药地采取相应处理措施以应对其问题，避免对于建筑工程质量与安全造成不必要的影响，减少地下水的危害。另外，还需对地下水的各种问题进行调查，包括地下水位的变化规律、地下水的压力及腐蚀性，并以此为基础制定相应的应对与处理措施[3]。

4 结语

在明确水文地质勘察中的地下水问题之后，需要结合工程建设的实际需求，采取必要的地下水处理措施。本文所提出的工程项目受到潜水层及微承压水的影响，为此就需要采取井点降水法及集水井明排法等相应基坑降水及排水措施，并进一步提高水文地质勘察技术水平，以保障水文地质勘察与分析的科学性，为地下水问题的处理提供参考。