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摘要：岩土工程施工过程复杂，常受地下水变动影响，故而，岩土工程勘察工作非常重要。文章简要论述岩土特性及地下水影响因素，对岩土工程勘察中地下水要求加以明确，深入探讨岩土工程地下水控制方法，使该项工程勘察工作更加顺利，为后续各工序开展奠定良好基础。
关键词：岩土工程；地下水影响；控制方法
前言
水文地质作为岩土工程勘察工作重点内容常被忽视，或者，仅在勘察报告中作简单评价。工程实践中，一些地区水文地质环境较复杂，会干扰重点工程、高层建筑等。倘若岩土工程勘察中，未深究水文地质情况，会导致管涌、基坑突涌、流沙等各类地质灾害频发，干扰工程安全、进度、质量。明确地下水对岩土工作的影响，给出具体控制方法。
1.岩土特性
（1）透水性。受重力影响，水可穿透岩土的相关性能。如冲积砂土、裂隙强发育的岩石，岩溶强发育的可溶性岩，其透水性能都比较好。反之，则较差。岩土透水性通常用渗透系数表示，数据结果一般由抽水试验得出。（2）软化性。岩、土体力学性能因水浸泡而减弱，以此对岩石耐风化、浸水能力进行评价。无论泥岩、黏性土层，还是页岩、泥质砂岩等，软化性能都比较好。（3）给水性。在重力作用下，饱水岩土从裂隙、孔隙中流出，指标为给水度。其通过实验室测定，与场地疏干时间有关，它作为重点地质水文参数，在含水层中非常关键。（4）崩解性。岩土浸水后，土粒粘结性较差，以至于发生崩散、解体情况。其受土矿物、颗粒、结构等指标影响。（5）涨缩性。岩土吸水之后，体积增加，失水后，恰相反。吸水之后，岩土表层颗粒结合水膜会明显变厚，失水后变薄。这种情况下，会发生基坑隆起、地面裂缝情况，甚至引发地基变形，导致土坡表层不够稳定。关键指标有自由膨胀率、收缩系数、体缩率等[1]。如图1所示，岩土工程勘察图。
图1 岩土工程勘察图
2.岩土工程勘察中地下水影响因素
2.1水位升降
首先，当地下水位上升，土壤内部含水量大，其重量也随之增加，稍有不慎，便会出现滑坡、崩塌等现象，尤其在河岸、斜坡位置。地下水位过高，会浸泡土壤，形成沼泽或发生盐渍化情况。而建筑物常受地下水腐蚀，耐久性不强。地下水位上升时，粉细砂中水含量也随之增多，一旦含水量在饱和度以上，便会发生管涌、流沙情况，使土壤颗粒流失。这种情况下，水常浸泡、侵蚀岩土体，使之发生软化现象，导致建筑工程抗剪力也被削弱。
其次，地下水位下降由地下水过度抽取、水资源浪费等造成，导致生态、人居环境遭到破坏。当地下水位下降时，地下水浮力对地表的影响也会发生改变，地面塌陷、裂缝等各种地质灾害频发，甚至使建筑工程不稳定，这对生命财产安全非常不利。
2.2水腐蚀性
其一，无论地下水，还是潮湿土中，均含盐，其经毛隙孔上升后，在混凝土中渗透。盐溶液浸到毛细孔后，受干湿作用影响，具备饱和性。如果温度过低，以晶体形式存在，盐晶体在温度作用下，体积发生膨胀，腐蚀混凝土。其随温度上升、下降，呈现不同状态，腐蚀性强。混凝土腐蚀性受温湿度变化影响，导致建筑工程使用寿命缩短。
其二，假使地下水中一些化学成分含量过高，很容易腐蚀混凝土、管道、钢铁构件等。例如，地下水中的Cl-含量超标，混凝土钢筋表面会结出钝化保护层，水化反应后的水泥也会生成这一保护层。但其会受氯离子破坏，氧气和水同时作用，也会腐蚀钢筋。锈蚀状态下的钢筋，因体积增加，剥落混凝土，使之出现分层、破裂情况。钢筋表层也有腐蚀剂侵入，缩短锈蚀时间。锈蚀还会使钢筋横截面缩小，削弱其荷载[2]。在钢筋锈蚀中，氯盐作用明显。
其三，地下水中，SO42-含量高，危害建筑工程。当地下水位超出标准，地基在强腐蚀环境中浸泡，导致建筑工程不够稳定，耐久性差，对居住者人身、财产安全非常不利。
其四，常规情况下，地下水压无害。但因人为施工，地下水动力平衡被破坏。无论管涌，还是流沙，都因地下水压太高所致。承压含水层性能会对基坑突涌产生影响。假使承压含水层以孔隙、岩溶、裂隙等类型水为主，一旦基底发生破裂，会出现地下水喷涌这一不良现象，基坑内形成积水。假定承压含水层性质为颗粒沙层，且比较细小，基底常出现喷水冒砂问题。
3.岩土工程勘察对地下水要求
其一，条件：（1）工程区域内气候情况。诸如，降水量、蒸发量、水位变化等，该地区地下水和地表水补排关系及地下水补给排泄环境影响。（2）重点含水层分布状态，隔水层、含水层环境，地下水情况。通过现场及室内试验，明确地下水分布情况、含水层的透水性及地下水对建筑工程腐蚀情况。重点勘察软土地基建筑物水文地质环境。（3）地下水、地表水污染情况。（4）渗流、赋存状态等地质环境对地下水的影响。
其二，参数：（1）勘察工作中，一旦发现含水层，第一时间对地下水位进行测定。其中，静止水位测量环境复杂，其稳定时间受含水层渗透性能影响。结束勘察工作后，统一测量静止水位。假使工程实践中，需要钻进泥浆，洗孔之后，对水位进行测量，或者在含水层20cm位置放入测水管，完成水位测量工作。多层含水层测量过程中，采用止水方法，隔离测量各含水层水位。（2）地下水流向可通过几何方式测定，依次测量各孔水位。流速测量中，多采用充电法、批示剂法等。（3）倘若地下水渗透条件达标，可将抽水试验应用到该过程中。依据工程设计标准，对地下水位进行三次降深；科学测量水位，分别明确观测孔和抽水孔指标。如果动水位、涌水量与时间关系曲线，波动幅度小，无明显上升、下降情况，表明其足够稳定；抽水工作结束后，还要测量水位恢复情况[3]。
其三，地理环境和岩土水理性质。（1）工程实践中，应把岩土水理情况作为重点关注对象，研究气象、地理、水文、地质环境等，分析水理性质。优选采样检测方式，灵活分析岩层水理情况，获取相关数据之后，结合地基状况，对地基设计方法加以优化，使工程设计方案更加可行，以免地下水破坏工程地基。（2）地下水勘察工作力求快速、准确。结合工程背景，明确地下水各含水层分布情况，依据各类数据，对工程设计方案进行灵活调整，给出预防策略。结合地基环境、工程施工要求，重点勘察区域水文情况，给出防治方法。工程地基会影响含水层水压，岩土工程设计中，应对其全面考量。优选高防腐性混凝土，用作施工，使工程底板具备较强的抗腐蚀性，使用周期长。该背景下，也要把地下水岩层形式作为重点关注对象，对喷涌、流沙问题进行有效规避。
4.岩土工程勘察对地下水作用评价
评价地下水位以下建筑物混凝土以及它的内部钢筋腐蚀性能；一旦砂土呈松散、饱和状态，出现在地基压缩层，第一时间预测流沙、潜蚀管涌发生概率；当工程场地中，基础持力层为软质岩石、膨胀土、残积土等，重点关注地下水是否影响软土体，使之发生崩解、涨缩、软化等问题，予以评价；开挖基坑至地下水位下部后，依次进行富水性、渗透性试验，并评价边坡失稳、土体沉降等不良影响。
5.岩土工程地下水控制方法
（1）基坑突涌。勘察工作中，重点关注隔水层岩土特性、厚度及含水层类型等各类指标。依据基坑深度，预测突涌类型、危害、发生概率。当发生突涌状况时，将排水孔设置在基坑周围，通过削减水头压力，以免承压水位过高。或者，开挖基坑时，避免过深，确保基底水层厚度达标，不会发生突涌问题。如图2所示，基坑突涌示意图。（2）地下水腐蚀。控制工业废料污染，并对污水净化技术进行更新，以环保方式，处理工业废料。增强混凝土耐久性，倘若一些位置腐蚀性强，使用矿渣水泥、抗硫酸盐水泥均可。把桩基础建在高腐蚀地带，需采取防腐措施处理桩身[4]。举例而言，将沥青、高分子树脂等应用到桩身，作涂膜防护处理，辅之以场地降水、排水换土等工艺。
图1 基坑突涌示意图
6.结语
综上，岩土工程勘察过程比较复杂，该过程中涉及到的相关工程内容及技术要素比较多。由于水文地质勘查在岩土工程勘察工作中非常关键，要结合工程背景及岩土特性，从水位升降、水腐蚀性方面，对地下水影响因素加以分析，明确岩土工程勘察工作中对地下水的要求，依托作用评价，给出具体的岩土工程地下水控制方法。在岩土工程中，将地下水对建筑物、岩土体等影响降到最低，达到良好的岩土工程效果，保证其整体质量，实现预期工程建设目标。
参考文献：
[1]周忠清.地下水对岩土工程勘察的影响及处理方法[J].资源信息与工程，2016，31（2）：67-67.
[2]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，2015，7（5）：96-97.
[3]李青华.岩土工程勘察中水文地质问题及解决措施[J].低碳世界，2016（13）：110-111.
[4]秦娟.岩土工程勘察中地下水问题的简析[J].华北国土资源，2018，83（2）：34-35.
论文作者:孙超
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/9
标签：地下水论文; 岩土论文; 含水层论文; 基坑论文; 水位论文; 工程勘察论文; 情况论文; 《防护工程》2019年10期论文;