岩土工程勘察中有关地下水方面的内容

岩土工程勘察中

有关地下水方面的内容青岛市勘察测绘研究院检测中心二零一二年二月三日岩土工程勘察中有关地下水方面的内容地下水对工程的影响《岩土工程勘察规范》中有关地下水的条款地下水的赋存地下水运动的基本规律地下水位测定渗透系数的测定地下水的不良作用讨论地下水对工程的影响潜水上升，引起盐渍化，增大腐蚀性；河谷阶地、斜坡及岸边，潜水上升，增大浸湿范围，破坏岩土体的结构和强度；粉土、粉、细砂层中，潜水上升，会产生液化；水位上升，可能使基础上浮使建筑物失稳；膨胀土区，水位上升或土体水分增减，使膨胀岩土产生不均匀胀缩变形；寒冷地区，潜水上升，冻结，地面隆起。解冻降低抗压强度和抗剪强度。导致建筑物开裂、失稳；地下水位在压缩层范围内突然下降，增加自重应力，使基础产生附加沉降，导致变形破坏；另外基坑支护中的地下水的影响、地表塌陷、地面沉降都可能与地下水有关。《岩土工程勘察规范》中有关地下水的条款岩土工程勘察应根据工程要求，通过搜集资料和勘察工作，掌握下列水文地质条件：1.地下水的类型和赋存状态；2.主要含水层的分布规律；3.区域性气候资料，如年降水量、蒸发量及其变化和对地下水位的影响；4.地下水的补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及其对地下水位的影响；5.勘察时的地下水位、历史最高地下水位、近3～5年最高地下水位、水位变化趋势和主要影响因素；6.是否存在对地下水和地表水的污染源及其可能的污染程度。《岩土工程勘察规范》中有关地下水的条款7.1.2

对缺乏常年地下水位监测资料的地区，在高层建筑或重大工程的初步勘察时，宜设置长期观测孔，对有关层位的地下水进行长期观测。7.1.3

对高层建筑或重大工程，当水文地质条件对地基评价、基础抗浮和工程降水有重大影响时，宜进行专门的水文地质勘察。7.1.4

专门的水文地质勘察应符合下列要求：1

查明含水层和隔水层的埋藏条件，地下水类型、流向、水位及其变化幅度，当场地有多层对工程有影响的地下水时，应分层量测地下水位，并查明互相之间的补给关系；2

查明场地地质条件对地下水赋存和渗流状态的影响；必要时应设置观测孔，或在不同深度处埋设孔隙水压力计，量测压力水头随深度的变化；3通过现场试验，测定地层渗透系数等水文地质参数。《岩土工程勘察规范》中有关地下水的条款7.1.5

水试样的采取和试验应符合下列规定：1水试样应能代表天然条件下的水质情况；2水试样的采取和试验应符合本规范第12章的规定；3水试样应及时试验，清洁水放置时间不宜超过72小时，稍受污染的水不宜超过48小时，受污染的水不宜超过12小时。地下水的赋存状态一、包气带与饱水带：

地表以下一定深度，岩石中的空隙被重力水所充满，形成地下水面。地下水面以上称为包气带；地下水面以下称为饱水带。

包气带自上而下可分为土壤水带、中间带和毛细水带。

包气带水来源于大气降水的入渗，地表水体的渗漏，由地下水面通过毛细上升输送的水，以及地下水蒸发形成的气态水。

饱水带岩石空隙全部为液态水所充满。饱水带中的水体是连续分布的，能够传递静水压力，在水头差的作用下，可以发生连续运动。地下水的赋存状态二、含水层、隔水层与弱透水层：

岩层按其渗透性可分为透水层与不透水层。饱含水的透水层便是含水层。不透水层通常称为隔水层。

严格地说，自然界中并不存在绝对不发生渗透的岩层，在利用与排除地下水的实际工作中区分含水层与隔水层，应当考虑岩层所能给出水的数量大小是否具有实际意义。

所谓弱透水层是指那些渗透性相当差的岩层，在一般的供排水中它们所能提供的水量微不足道，似乎可以看作隔水层；但是，在发生越流时，由于驱动水流的水力梯度大且发生渗透的过水断面很大（等于弱透水层分布范围），因此，相邻含水层通过弱透水层交换的水量相当大，这时把它称作隔水层就不合适了。松散沉积物中的粘性土，坚硬基岩中裂隙稀少而狭小的岩层（如砂质页岩、泥质粉砂岩等）都可以归入弱透水层之列。地下水的赋存状态三、地下水分类：

地下水这一名词有广义与狭义之分。广义的地下水是指赋存于地面以下岩土空隙中的水；包气带及饱水带中所有含于岩石空隙中的水均属之。狭义的地下水仅指赋存于饱水带岩土空隙中的水。

地下水的赋存特征对其水量、水质时空分布有决定意义，其中最重要的是埋藏条件与含水介质类型。

所谓地下水的埋藏条件，是指含水岩层在地质剖面中所处的部位及受隔水层（弱透水层）限制的情况。

据此可将地下水分为包气带水、潜水及承压水。按含水介质（空隙）类型，可将地下水区分为孔隙水、裂隙水及岩溶水。地下水的赋存状态地下水的赋存状态地下水的赋存状态四、潜水：

饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水称作潜水。潜水没有隔水顶板，或只有局部的隔水顶板。潜水的表面为自由水面，称作潜水面；从潜水面到隔水底板的距离为潜水含水层的厚度。潜水面到地面的距离为潜水埋藏深度。潜水含水层厚度与潜水面潜藏深度随潜水面的升降而发生相应的变化。

潜水与包气带直接连通，潜水分布范围都可以通过包气带接受大气降水、地表水的补给。潜水在重力作用下由水位高的地方向水位低的地方径流。潜水的排泄，除了流入其它含水层以外，泄入大气圈与地表水圈的方式有两类：一类是径流到地形低洼处，以泉、泄流等形式向地表或地表水体排泄，这便是径流排泄。另一类是通过土面蒸发或植物蒸腾的形式进入大气，这便是蒸发排泄。地下水的赋存状态四、潜水：

潜水与大气圈及地表水圈联系密切，气象、水文因素的变动，对它影响显著。丰水季节或年份，潜水接受的补给量大于排泄量，潜水面上升，含水层厚度增大，埋藏深度变小。干旱季节排泄量大于补给量，潜水面下降，含水层厚度变小，埋藏深度变大。潜水的动态有明显的季节变化特点。

一般情况下，潜水面是向排泄区倾斜的曲面．起伏大体与地形一致而较缓和。潜水面下任一点的高程称为该点的潜水位。将潜水位相等的各点连线，即得潜水等水位线图。该图能反映潜水面形状。垂直等水位线由高到低为潜水流向，相邻两条等水位线的水位差除以其水平距离即为潜水面坡度。利用同一地方的潜水等水位线图与地形图可以求取各处的潜水埋藏深度，并判断沼泽、泉的出露与潜水面的关系以及潜水与地表水体的相互补给关系等。地下水的赋存状态地下水的赋存状态五、承压水：

充满于两个隔水层（弱透水层）之间的含水层中的水，叫作承压水。

承压含水层上部的隔水层（弱透水层）称作隔水顶板，下部的隔水层（弱透水层）称作隔水底板。隔水顶底板之间的距离为承压含水层厚度。地下水的赋存状态五、承压水：承压性是承压水的一个重要特征。右图表示一个基岩向斜盆地。含水层中心部分埋没于隔水层之下，是承压区；两端出露于地表，为非承压区。含水层从出露位置较高的补给区获得补给，向另一侧出露位置较低的排泄区排泄。由于来自出露区地下水的静水压力作用，承压区含水层不但充满水，而且含水层顶面的水承受大气压强以外的附加压强。当钻孔揭穿隔水顶板时，钻孔中的水位将上升到含水层顶部以上一定高度才静止下来。钻孔中静止水位到含水层顶面之间的距离称为承压高度，这就是作用于隔水顶板的以水柱高度表示的附加压强。井中静止水位的高程就是承压水在该点的测压水位。测压水位高于地表的范围是承压水的自溢区，在这里井孔能够自喷出水。地下水的赋存状态五、潜水与承压水的关系：在自然与人为条件下，潜水与承压水经常处于相互转化之中。除了构造封闭条件下与外界没有联系的承压含水层外，所有承压水最终都是由潜水转化而来；或由补给区的潜水测向流入，或通过弱透水层接受潜水的补给。孔隙含水系统中不存在严格意义上的隔水层，只有作为弱透水层的粘性土层。对于孔隙含水系统，承压水与潜水的转化更为频繁。地下水的赋存状态六、上层滞水：

当包气带存在局部隔水层（弱透水层）时，在局部隔水层（弱透水层）上会积聚具有自由水面的重力水，这便是上层滞水。

上层滞水分布最接近地表，接受大气降水的补给，通过蒸发或向隔水底板（弱透水层底板）的边缘下渗排泄。雨季获得补充，积存一定水量。旱季水量逐渐耗失。当分布范围小且补给不很经常时，不能终年保持有水。

由于其水量小，动态变化显著，只有在缺水地区才能成为小型供水水源或暂时性供水水源。

包气带中的上层滞水，对其下部的潜水的补给与蒸发排泄，起到一定的滞后调节作用。

上层滞水极易受污染，利用其作为饮用水源时要格外注意卫生防护。地下水运动的基本规律达西定律1856年，法国水力学家达西（H.Darcy）通过大量的实验，得到线性渗透定律。地下水运动的基本规律水力梯度水力梯度I为沿渗透途径水头损失与相应渗透途径长度的比值。水在空隙中运动时，必须克服水与隙壁以及流动快慢不同的水质点之间的摩擦阻力（这种摩擦阻力随地下水流速增加而增大），从而消耗机械能，造成水头损失。因此，水力梯度可以理解为水流通过单位长度渗透途径为克服摩擦阻力所耗失的机械能。从另一个角度，也可以将水力梯度理解为驱动力，即克服摩擦阻力使水以一定速度流动的力量。既然机械能消耗于渗透途径上，因此求算水力梯度I时，水头差必须与相应的渗透途径相对应。地下水糊运动的仪基本规榆律渗透系数渗透系数阳为水力梯童度等于1时的渗些透流速社。水力温梯度为摇定值时厨，渗透每系数愈梳大。渗导透流速疤就愈大溪；渗透胶流速为摆一定值删时，渗云透系数顺愈大，否水力梯笨度愈小深。由此降可见，精渗透系茂数可定帐量说明厕岩石的项渗透性队能。渗茄透系数觉愈大，温岩石的迫透水能某力愈强乱。绝大多数劲情况下，讯地下水的滴运动都符设合线性渗柴透定律，骡因此，达更西定律适侮用范围很感广。它不鹿仅是水文顿地质定量晃计算的基路础，还是恶定性分析疮各种水文拌地质过程取的重要依离据。各含水境层厚度奶相等的廉水平等粮效渗透等系数Kx=∑Kihi/∑hi各含水层静厚度相等添的垂直等枝效渗透系篮数Ky=∑hi/[（h1/K1）+…+（hi/Ki）]含水层厚寨度不相等历的渗透系异数计算？201狱1年注册考盯题！地下水运复动的基本枯规律流网（注册考试队历年常考显题）渗流场古内可以闭作出一硬系列等娱水头面快和流面绵。在渗隙流场的势某一典既型剖面护或切面秒上，由殊一系列熊等水头览线与流钥线组成环的网格料称为流竭网。流线是确渗流场采中某一您瞬时的坦一条线撒，线上杰各水质迈点在此太瞬时的亏流向均访与此线馅相切。币迹线是绪渗流场陶中某一匆时间段互内某一链水质点骆的运动暗轨迹。地下水位掉的测定地下水雪静止水防位系指损天然状刊态下处眉于相对丘稳定状关态的水吃位，即秃在一定夜时段内听无明显暴的上升置或下降混趋势。测定水路位可根厌据工程鱼性质，踪蝶施工条逼件以及韵量测精廊度选用肤水位计徐类型。1．测钟所：为直勉径25～40mm，长50～80m的金属圆帜筒制成，纯上端封闭脏连接测绳潮；精确度汪为l～2cm，水位太絮深时，测误钟接触水壁面时的声收音难以丸听清，可艇选用其他管水位计。榨测钟为勘笔探孔和观拨察孔测水呈位的常用激工具。2．电池水誉位计：由脂电极、导墙线、微安蝇电流表、盛干电池组赴成，精确圾度1cm左右，使崖用方便，帽适用于任纪何深度水促位和任何栽孔径的勘乎探孔。3．自动赴水位记杜录仪：本采用钟肾表发条食原理自砌动记录净，可连寒续工作捏自记水迅位，精衡确度为±1．5cm，适用穿于孔径贯大于89mm的孔(井)。地下水略位的测博定岩土工糕程勘察啊规范中朝相关内曾容：7.2封.2地下水位隙的量测应窗符合下到舰规定:1遇地下水纸时应量测僻水位;2(此款取爽消)3对工程有场影响的多锤层含水层江的水位量千测，应采俩取止水措弱施，将被愚测含水层汉与其他含振水层隔开蜡。渗透系数发的测定渗水试申验：试抗渗扶水试验稠适用于柔测定包卖气带非通饱和岩淋土层的穷渗透系哪数，常巷用的有矿试坑法疯、单环形法和双颤环法。注水试验津：钻孔注水哀试验适用陆于地下水侮位埋藏较无深，不便曾于进行抽弊水试验的散场地，或丽在干的透工水岩土层差中进行。抽水试凉验：抽水试工验为岩臭土工程压勘察中杀查明建落筑场地为的地层项渗透性狱，测定伯有关水漆文地质窑参数常霜用方法支之一。压水试验描：在坚硬在和半坚译硬岩土瓦层中，宏当地下办水距地撒表很深奇时，常虚用压水造试验测牧定岩层波的透水提性，多退用于水忽库、水乱坝工程偶。在此仅介纳绍下常用僵的抽水试舞验。抽水试验稿：应根据埋勘察工慎作的目叼的要求肿和水文迹地质条焦件的差肯异采用衰不同的丸抽水试银验类型裤。渗透系数锅的测定抽水孔应：钻孔蚊适宜半垃径r≥0.01放M（M为含水睛层厚度盼）。为获得较泛为准确、谈合理的渗沟透系数k，以进行游小流量、遮小降深的锋抽水试验筐为宜。根据试验骂段长度与康含水层厚民度的关系勺可分完整单孔与非完言整孔两种的，在选择兰计算公式摘时应予区削别。①完整孔—抽水试毙验孔深链度达到废含水层唯底部，肿并且含传水层的怒整个厚史度中孔艺壁都是斜透水的搏，即过屡滤器的设长度等虏于含水欣层厚度办。②非完整圣孔—抽水试唤验孔深竖度没有父达到含容水层底庆部，即配过滤器锡长度小直于含水郊层的厚按度。抽水试验歪孔中存在面多个含水舟层，在进脑行抽水试巨验时又可握分为分层漠抽水与混蛮合抽水。①分层抽水替试验—利用不同财深度的钻践孔进行分稠层或分段中抽水，以足便取得不匪同埋深的届各个或各填段含水层哗的渗透系坝数以及水粮位、水量淋等水文地散质参数。②混合抽水无试验—当含水层哄数较多，炮且含水层志之间的水船力特征基使本一致时聪可采用混拉合抽水，何概略地确牲定某含水姜层组的有赏关水文地荣质参数。根据抽雪水试验慈时水量净、水位蔑与时间奏关系，冷又分为地稳定流渠抽水试撒验和非雾稳定流绝抽水试文验。①稳定流讲抽水试止验—抽水量与牧水位降深从在规定的跳稳定延续毯时间内，转不随时间敢而变化，戚同时相对节稳定，按队裘布依的贡基本公式初或推导的锯公式计算盈渗透系数杆。②非稳定流母抽水试验——抽水量晚与水位视降深随磨抽水时蒸间的延哨续而变离化。按丧泰斯基偶本公式进或推导查的公式逝计算渗影透系数血。在岩土工谣程勘察中筐仍大量采挎用稳定流报抽水试验芝，必要时算用少量非温稳定流抽里水试验计腿算水文地北质参数。渗透系数突的测定抽水试放验的技托术要求抽水孔挂位置应任根据试补验的目镰的，结愧合场地党水文地将质条件谜、地形蜜、地貌哪条件以邮及周围译环境，堆布置在冶有代表旁性地段堵。观测孔贤的布置氧应围绕撞主孔，誓可布置1～2排，首先蜘应布置在刑与地下水烈流向相垂详直的方向骡上，当布祸置两排时诞，另一排摩应布置在许平行地下钥水流向的次方向上，雄与抽水孔将的距离以l～2个含水垫层厚度戒为宜，零并掌握累近抽水蚂孔处较痒密，远锣抽水孔蹦处较稀辫，透水挤性强的贫岩土较唯之透水姓性弱的瞎岩土距纵离较稀日的原则秀。观测维孔深度洒一般要碌求进入逮抽水试作验段厚顽度之半催，若为航非均质挣含水层堪，观测面孔的深涝度应与忌抽水孔换一致。渗透系旱数的测绑定抽水试验事的技术要淡求经抽水疤后测得甚的稳定教水位与作原静止易水位之鹿间的垂挣直距离科称为降亦深；抽寄水后所瞧得到稳甩定水位投和稳定遍流量所顷需延续制一段时戒间，这贸个过程奔称为一居个落程臂，岩土潜工程勘看察中抽虏水试验蛛稳定延唐续时间迟一般为8～24h。抽水试高验一般时要求进症行三个晚落程，始当进行慢简易抽誓水试验稠时可进径行两个蔑落程，泉每个落滴程的差卵值宜大英于1米，各畜个落程迈的水位泊降深宜部采用下鞠列数值心。S1=1/6舱H;压S2=1/宗4H;唐S3=1/蹲3H或按S3=Smax;

S2=2/幻玉3S3;

S1=1/须3S3式中：H－潜水丘水柱高众度（由斜静水位恒至孔底堤）（m）；承压途水层隔水蓬顶板以上之水柱高度界（m）；S1、S2、S3－分别为捏三个落程据的降深值缠（m）。渗透系数贯的测定抽水试创验的技顿术要求渗透系迅数的测蜂定稳定标负准：在结稳定时闪间段内森，涌水饶量波动挤值不超昆过正常迈流量的5％，主痕孔水位璃波动值淋不超过孙水位降守低值的1％，观测产孔水位波联动值不超低过2～3cm。若抽立水孔、踪蝶观测孔纽奉动水位农与区域蕉水位变究化幅度秀趋于一梨致，则铸已稳定椒。静止水律位观测闸：试验茶前对自获然水位佣进行观择测。一泻般地区性每小时存测定一揭次，三育次所测锤水位值逃相同，袜或4h内水位差锐不超过2cm者，即友为静止村水位。水温和旷气温的洁观测：祝一般每2～4h同时观测左水温和气崭温一次。恢复水位桐观测：试火验结束后信或中途因呢故停抽时拴，通常以1、3、5、10、15、30mi朱n按顺序涌观测，逼水位渐栽趋恢复吼后，观堆测时间阅间隔可叹适当延胸长。动水位和沾涌水量的制观测：动膊水位和涌母水量同时邻观测，主法孔和观测构孔同时观齐测。开泵听后每5～10mi缸n观测一次趁，然后视琴稳定趋势确该为15m吗in或30m幻玉in观测一次柿。抽水试验所的注意事称项渗透系数笛的测定抽水试验区开始时，溜一般出水甚量较小，淋可将降深福降至最大扣，然后停冠泵，水位响恢复后再秒开泵降到跃最大降深犯，反复几滴次，一般晨可将孔壁觉泥皮洗掉由，出水正天常后开始密试验。在砂层尘中抽水化时，砂伍粒容易俭附着在披水泵滤哲网处，勉堵塞水换泵，导临致出水锈量减少冰或烧泵质，可每茫隔一定驼时间短效暂停泵盏几秒钟炸，让水课倒流一出下，将窝吸附在赚滤网处衣砂粒冲参走。应在单葛一含水赶层中进圈行，采忽取措施财避免其最它含水漂层的干楚扰。承压水跨完整井策抽水试县验时，摄主孔降狗深不宜史超过含孩水层顶烟板。潜水完整苦井抽水试惹验时，主街孔降深不荒宜过大，涂不得超过荐含水层厚悲度的三分腹之一。抽水试验样的室内整沉理渗透系醋数的测粒定绘制水文雷地质综合剑图表：试茎验地段平伶面图；水管位、流量谎与时间过刚程曲线；Q＝f（s），q＝f（s）曲线图葬；水位恢浅复曲线图毯；主孔、开观测孔结幕构图。计算岩土脉工程勘察联所要求的省水文地质筝参数。在生选用计算俩公式时，即应充分考版虑适用条首件。新版工程舟地质手册抄中去掉了建很多计算束公式，老庭版工程地捐质手册中畏计算公式罚较全。编写抽水迟试验报告拼，其内容衣有：试验蚕的目的、嘱方法和要伞求；试验委的成果和障结论。地下水径的不良划作用主乞要包括盯流砂（怎土）、棕管涌和东基坑突治涌。根据《水利水固电工程桨地质勘件察规范》附录G，土的巨渗透变援形宜分跟为流土胸、管涌狡、接触季冲刷和尿接触流立失四种哨类型。粘性土伙的渗透袋变形主质要是流恢土和接善触流失银两种类翠型。管涌是一点种渐进性敏质的破坏级，发生在堂一定级配练的无粘性络土中，一订般粘性土陶不会发生稳管涌破坏叮。地下水的易不良作用流砂（腔土）：阵当动水卷压力大挥于或等坝于土的计浮重度深时，土阁颗粒处敢于悬浮际状态，狗土的抗殃剪强度歇等于零障，土颗岛粒能随剃渗流的挣水一起焦流动，熔这种现迅象称为忙流砂（隆土）。管涌：骡在渗透取水流作致用下，缩慧土中的延细颗粒侵被冲走筹，使土树的孔隙喂不断扩败大，渗乱流速度宜不断增疑加，使请较粗的狱颗粒也涉相继被塘水流带党走，逐朝渐形成驱管状渗汪流通道枪，造成栗土体塌衡陷，这挽种现象麦称为管巨涌。管应涌是一精种渐进殃性质的爸破坏，泳发生在犯一定级换配的无全粘性土响中，一殿般粘性按土不会忧发生管率涌破坏墓。基坑突胁涌：若共基坑下您存在承客压水，杠在开挖雪基坑过赞程中当和基坑底烈部隔水论层的厚恢度减到梯一定程锁度时，捕承压水威的水头宴压力会勤冲破基谷坑底板狡，形成尊突涌现皆象。接触冲否刷:渗流沿阴两个渗首透系数沈差別很铃大的地纵层界面侍，沿接膏触面带侄走细颗呜粒的现踢象。接触流土酷：渗流垂叔直两个渗霞透系数差涌別很大的填地层界面垂，细粒地都层中的颗帽粒被带入颗粗颗粒地克层的现象具。地下水创的不良星作用——基本概充念临界水壮力比降Jcr：当动侍水压力丧等于重领力时，剪所对应鸦的水力懒梯度称匠为临界浊水力比角降。允许比降争：以土的龙临界水力坦比降除以1.5～2.0的安全系士数；对特黎别重要的姨工程也可效用2.5的安全而系数。土的不番均匀系返数：Cu＝d60坐/d1助0。级配不连魄续的土区总分粒径d和细颗粒炮含量P：颗粒哭大小分脸配曲线宅上至少滥有一个走以上粒政组的颗室粒含量