浅述地下水对岩土工程的危害及预防措施

1、浅述地下水对岩土工程的危害及预防措施 摘要：通过对对水文地质和岩土工程进行分析，探讨了地下水面升降及水动力作用对岩土工程的危害。岩土工程工程勘察中不仅要求查明相关水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，还要提出防范措施，最大限度降低地下水对岩土工程的危害。 关键字：岩土工程、水文地质、勘察要求、预防措施 中图分类号： f407.1文献标识码：a 文章编号： 近年来，我国岩土工程勘察中取得长足进步，为工程建设与施工奠定了基础。但是也暴露出很多问题，尤其是忽视了水文地质问题在当前岩土工程勘察设计方面的重要性。另外，勘察研究的资金投入不足，导致该矛盾日趋尖锐。由于地下水作为岩土体当中

2、的一个重要组成部分，不仅是基础工程的一项环境因素，而且还能通过对岩土体的性质进行影响，从而影响整个工程的安全和稳定。因此，为了岩土工程勘察质量的有效加强，重视水文地质问题是非常有必要的。本文介绍了岩土工程及水文地质问题，探讨了水文地质问题对于岩土工程勘察可能造成的影响及水文地质勘察要求。 1 水文地质与岩土工程 在分析水文地质问题对岩土工程勘察的重要性之前，首先要明确什么是水文地质及岩土工程，以及两者之间的关系，帮助理解地下水问题对岩土工程产生的危害。 1.1水文地质 水文地质是自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学，主要包括地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质

3、和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。其中地下水是赋存并运移于地下岩土空隙中的水，从危害角度而言，地下水的不合理的灌溉可造成次生盐碱化，可造成在沿海地区海水入侵和水质恶化，可造成地面沉降和建筑物失去稳定。 1.2岩土工程 岩土工程是在工程建设中有关岩石或土的利用、整治或改造的科学技术，土木工程中涉及岩石、土、地下水的部分称岩土工程。按照工程建设阶段划分，工作内容可以分为岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理岩土工程监测岩土工程检测。主要研究方向为城市地下空间与地下工程，即以城市地下空间为主体，研究地下空间开发利用过程中的各种环境岩土工程问题，地下

4、空间资源的合理利用策略，以及各类地下结构的设计计算方法和地下工程的施工技术，如浅埋暗挖、盾构法、冻结法、降水排水法、沉管法、tmb法等及其优化措施等。 从上述对水文地质和岩土工程的分析不难看出，水文地质和岩土工程二者之间有着级为密切的关系，即相互联系又相互作用，地下水既是岩土体的组成部分，对岩土体工程特性产生着直接的影响，又是基础工程的环境，对建筑物的稳定性和耐久性产生着影响。 2 地下水引起的岩土工程危害 引起地下水位上升的原因有多种多样。主要有人类活动因素，如工程建设施工、工业废水和生活污水的渗透等影响；水文气象因素如气温、降 雨 量 等 影 响。 地质因素如含水层颗粒大小总体岩性水平变化

5、等的影响。 地下水位上升可能引起岩土工程的危害体现在以下几方面。 2.1地下水升降变化引起的岩土工程危害 地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，地下水位变化引起的危害又可分为三种方式。 2.1.1地下水位上升引起的岩土工程危害 地下水位上升的原因是多种多样的，主要有人类活动因素如工程建筑施工、工业废水和生活污水的渗透等影响; 水文气象因素如降雨量、气温等; 地质因素如含水层颗粒大小、总体岩性水平变化等。 有时往往是几种因素的综合结果。 (1)土壤沼泽化盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。 (2)斜坡河岸等岩土产生滑移

6、崩塌等不良地质现象。 (3)一些具特殊性的岩土体结构破坏强度降低软化。 2.1.2地下水位下降引起的岩土工程危害 地下水位的降低大多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水，采矿活动中的矿床疏干，上游修建水库、大坝，拦截了上游对下游的补给，造成下游水位下降。地下水的过大下降，会产生降落漏斗，可能引发严重岩土工程危害。地下水位下降对工程影响主要体现在以下几个方面: (1) 地下水位下降，常常诱发地面沉降、地裂缝、地表塌陷、地面塌陷、水库诱发等地质灾害，对岩土体建筑物的稳定性产生重大影响并直接威胁人类生命财产安全。 (2) 地下水位下降，造成沿海城市海水倒灌，引发水质恶化等环境问题，对人类自身的

7、居住环境造成很大威胁。 2.2地下水动力作用引起的岩土工程危害 天然条件下，岩层面处于平衡状态，根据太沙基有效应力原理，总应力等于孔隙水压力和有效应力之和。但在人为工程活动中改变了地下水天然动力平衡条件，造成地下水位下降，松散岩层将被压密，从而其孔隙度、给水度、渗透系数都会变小，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等，造成上覆建筑物的失重倾斜，引起工程质量问题。 3水文地质勘察要求及预防措施 3.1水文地质勘察要求 对拟建工程场地进行水文地质勘察，为建设工程项目的顺利施工提供了安全保证。水文地质勘察包括地质构造条件、地下水位变化情况、含水层特征等。通过水文地质勘察，了解工程

8、区的区域地质构造特征和新构造运动影响，确定最高地下水位和最低地下水位以及水位变化趋势，确定含水层水文地质参数，为制定相关预防措施提供了依据。 3.2预防措施 当基坑挖至地下水位以下，且采用集水井排水时，如果坑底的土粒形成流动状态，随着地下水的渗流不断涌入基坑，称为流砂。在渗流作用下，土体中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中流失的现象称为管涌。鉴于由于地下水而引起的流砂和管涌造成的工程危害，必须设法处理这部分地下水，保证正常施工。 井点降水法就是在基坑开挖前，首先在基坑周围埋设合适数量的滤水管 （井），然后采用抽水设备不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下，直至基础工程施工完毕 ，这样所挖的土始终保

9、持干燥状态 。井点降水法防止了流砂发生。 同时，由于地下水位降落过程中，动水压力向下作用，加上土体自重作用，使基底土层压密，提高了地基土的承载能力。 设置帷幕法是采用冻结、 打设地下连续墙 、或者设置其他防水介质等方法来防止地下水渗入基坑，在进行深基坑工程时，常采用这种方法，但是如果基坑内降水，仍要采用人工降水法。 当基坑挖到接近地下水位时，在基坑的两侧或四周设置有一定坡度的排水明沟，在基坑的四个角上，或者每30-40cm 设置集水井，使地下水流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。这个方法叫做集水井明排法。 明沟集水井排降水是一种常用的既经济又方便的方法。 4结语： 水文地质工作建筑物选址、建筑材料选择、地基基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用，在进行岩土工程勘察时，不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，还要提出预防及治理方案。在设计施工方案时，根据水文地质勘察结果，制定有效预防措施，可以消除或减少地下水对工程的危害。 参考文献： 1.中国区域水文地质 北京：地质出版社 2. 苏毅琼.探讨地下水对岩土工程的影响.j. 科技信息,2009 3 李坚