摘 要：地下水的復(fù)雜性不僅決定了巖土工程的造價(jià)，更決定了巖土工程的安全性、適用性和耐久性。本文首先介紹了地下水的埋藏條件，接著詳細(xì)闡述了地下水的特征，最后概述了地下水對(duì)巖土工程的破壞方式，論述了巖土工程中有關(guān)地下水方面應(yīng)注意的幾個(gè)常見問題。對(duì)巖土工程中地下水的研究分析，可以提高巖土工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量，控制巖土工程的施工風(fēng)險(xiǎn)，保障巖土工程的安全可靠使用。

關(guān)鍵詞：巖土工程;地下水;水位;包氣帶水;潛水;承壓水;抗浮設(shè)計(jì)水位;腐蝕性

1 緒論

地下水的相關(guān)問題一直是巖土工程的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于地下水位產(chǎn)生的一系列問題，很大程度上決定了巖土工程的造價(jià)。地下水的存在，使得本來(lái)就各向異性的巖土體變得更為復(fù)雜。因此，做好巖土工程中地下水的研究就顯得尤為重要。地下水（ground water），是指賦存于地面以下巖石空隙中的水，狹義上是指地下水面以下飽和含水層中的水。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水文地質(zhì)術(shù)語(yǔ)》（GB/T 14157-93）中，地下水是指埋藏在地表以下各種形式的重力水。本文所述地下水為后者。地下水對(duì)于人類的生存來(lái)說(shuō)，是一種寶貴的資源。但是，它也往往給工程建設(shè)帶來(lái)很大困難和危害。

2 地下水分類及特征

根據(jù)埋藏條件，可將地下水分為包氣帶水、潛水、承壓水三大類。根據(jù)含水層的空隙性質(zhì)，地下水又分為孔隙水、裂隙水和巖溶水三個(gè)亞類。包氣帶水通常為暫時(shí)性水，補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)一致，常存在于土壤、沼澤、不透水透鏡體上的上層滯水，基巖風(fēng)化殼、粘土裂隙中;潛水的水位的升降取決于地表水的滲入和地下水的蒸發(fā)，補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)一致，常存在于殘坡積或沖洪積沉積物中、基巖上部裂隙中、裸露巖溶化的巖層中;承壓水水位的升降決定于水壓的傳遞，補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)不一致，通常分布在向斜和自流盆、單斜構(gòu)造中。一般情況，地下穩(wěn)定水位線上的水是包氣帶水，地下水位線以下的是潛水或承壓水。包氣帶水是非重力水，不能自由流動(dòng)，季節(jié)性變化明顯，雨季水量多，早季水量少，甚至干涸;潛水是重力水，能自由流動(dòng)，潛水面以上無(wú)穩(wěn)定的隔水層存在，大氣降水和地表水可直接滲入，也容易受到外界環(huán)境的污染。潛水的潛水面的形狀受地形、地質(zhì)、氣象、水文等自然因素控制，并常與地形有一定程度的相關(guān)性，一般地面坡度越大，潛水面的坡度越大，但潛水面坡度小于當(dāng)?shù)氐牡乇砥露取?/p>

3 地下水對(duì)巖土工程的破壞方式

（1）地下水對(duì)巖土體的軟化。地下水使巖土體軟化，降低其力學(xué)強(qiáng)度。有侵蝕性的地下水使巖石發(fā)生化學(xué)變化，也可能導(dǎo)致巖石的強(qiáng)度降低。尤其是地下水使巖土體的結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度降低，最終可能導(dǎo)致原來(lái)穩(wěn)定的邊坡，在水的作用小，發(fā)生失穩(wěn)破壞。

（2）地下水水位下降引起地基沉降。一般在地下水位較高的粉細(xì)砂中進(jìn)行基礎(chǔ)施工時(shí)，需要人工降低地下水位。由于長(zhǎng)期抽排地下水，可能導(dǎo)致建筑物基礎(chǔ)下的土體顆粒流失，甚至掏空，導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生不均勻沉降。因此人工降水時(shí)，應(yīng)注意觀察水的顏色的變化，當(dāng)水的顏色變化明顯時(shí)，應(yīng)考慮是否由于抽水時(shí)將土層中的粘粒、粉粒、細(xì)砂等細(xì)小土顆粒隨同地下水一起抽出，如發(fā)生這種情況，應(yīng)考慮停止抽水，確保周圍地面土層不產(chǎn)生不均勻沉降。抽水時(shí)，還應(yīng)考慮在井周圍形成漏斗狀的彎曲水面，形成降水漏斗，在這一降水漏斗范圍內(nèi)的土層可能發(fā)生滲透固結(jié)，又由于土層的不均勻性和邊界條件的復(fù)雜性，降水漏斗往往是不對(duì)稱的，因此也容易導(dǎo)致周圍建筑物或地下管線產(chǎn)生不均勻沉降。

（3）動(dòng)水壓力產(chǎn)生流沙。在工程建設(shè)施工中，當(dāng)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的間隙處隔水措施不當(dāng)或施工質(zhì)量較差時(shí)，有些細(xì)小的土顆粒會(huì)隨著地下水一起穿過縫隙，基坑中出現(xiàn)一堆粉細(xì)砂緩緩冒起，冒出的水夾帶著細(xì)土顆粒在慢慢地流動(dòng)，有時(shí)會(huì)像沸水一樣翻騰，給施工帶來(lái)極大困難，影響巖土工程的穩(wěn)定性，甚至發(fā)生重大安全事故。

4 巖土工程中有關(guān)地下水方面應(yīng)注意的幾個(gè)常見問題

（1）上層滯水與潛水的區(qū)別。上層滯水和潛水具有明顯的差別：第一，所在的地層飽水程度不同，上層滯水位于包氣帶中，包氣帶中同時(shí)存在了大量氣體。而潛水位于飽水帶中，氣體的量很少，幾乎不存在;第二，隔水層的連續(xù)性不同，上層滯水形成于包氣帶中的局部隔水層，隔水層是斷開的，不連續(xù)的。而潛水則形成于飽水帶的穩(wěn)定隔水層以上，隔水層具有連續(xù)性。第三，上層滯水的自由水面通常有多個(gè)，且不連續(xù)。潛水的自由水面就只有一個(gè)，連續(xù)存在。上層滯水與潛水的共同點(diǎn)是都有自由水面的重力水，都受外界補(bǔ)給量和蒸發(fā)量的影響。區(qū)分好上層滯水與潛水，針對(duì)不同的埋藏條件和水量大小，有針對(duì)的進(jìn)行巖土工程設(shè)計(jì)，可以提供設(shè)計(jì)質(zhì)量，節(jié)約工程造價(jià)。

（2）承壓水的水頭高度的測(cè)定。承壓水的水頭高度可以通過鉆孔中止水措施，隔離兩個(gè)不透水層后，直接測(cè)得，但是這樣測(cè)得的水頭高度肯定小于補(bǔ)給區(qū)的標(biāo)高，兩者是不可能相等的。滲流區(qū)有一個(gè)滲流的水頭損失，還有層間的越流水頭損失，都會(huì)影響承壓水測(cè)定的水頭高度。巖土工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意這一特征。

（3）回填土中抗浮設(shè)計(jì)水位的取值。地表大面積填土后，地下水位通常會(huì)有一定程度的上升，但多大面積算大面積，這就要結(jié)合填土的材料和當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件來(lái)考慮。對(duì)于這種水位因?yàn)樘钔恋挠绊懚l(fā)生變化，通常無(wú)法作出定量的預(yù)測(cè)，應(yīng)當(dāng)在填土后，對(duì)地下水的水位進(jìn)行重新觀測(cè)。

（4）水、土腐蝕性的取樣原則。地下水對(duì)建筑材料的腐蝕是一項(xiàng)復(fù)雜的物理化學(xué)過程，在一定的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件下，對(duì)建筑材料的耐久性影響很大。硅酸鹽水泥遇水硬化，形成氫氧化鈣、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等，這些物質(zhì)往往會(huì)受到地下水的腐蝕。由于土的腐蝕性分析是將土樣置于純水中制備浸出液，將浸出液測(cè)定的結(jié)果作為土的腐蝕性。因此，什么時(shí)候該取土作土的腐蝕性測(cè)試，什么時(shí)候應(yīng)該取水作水的腐蝕性測(cè)試就比較明顯了：第一種情況，當(dāng)建筑材料處于地下水位以上時(shí)，只取土試樣作土的腐蝕性測(cè)試;第二種情況，當(dāng)建筑材料處于地下水或地表水中時(shí)，可只取水試樣作水的腐蝕性測(cè)試。地下水位以下的土長(zhǎng)期浸在地下水中，顯然地下水的腐蝕性必然高于浸出液，因此只要測(cè)定水的腐蝕性就可以了，不必取土測(cè)定;第三種情況，當(dāng)建筑材料處于地下水位以上、部分處于地下水位以下時(shí)，應(yīng)分別取土試樣和水試樣作腐蝕性測(cè)試。

5 結(jié)語(yǔ)

地下水對(duì)巖土工程的不利影響是多方面的，地下水的埋藏條件決定了地下水對(duì)巖土工程的影響范圍;地下水對(duì)巖土體的軟化作用導(dǎo)致了巖土體力學(xué)性質(zhì)的改變;地下水的變化導(dǎo)致了地基沉降;動(dòng)水壓力產(chǎn)生的流沙對(duì)工程破壞作用很大;水的腐蝕性對(duì)建筑物的耐久性有重要的影響。總之，地下水在巖土工程中有著舉足輕重的作用，在具體工程實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)具體現(xiàn)場(chǎng)情況，深入研究，仔細(xì)分析，確保巖土工程的安全性、適用性和耐久性。

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作者簡(jiǎn)介：王平道（1986-），男，貴州貴陽(yáng)人，工程師，主要從事巖土工程勘察設(shè)計(jì)工作。