岩土工程勘察地下水问题分析

摘要：岩土工程勘察施工中，地下水的勘测、试验与评估是关键。因为岩土工程面临着复杂的地下水问题，地下水的水位、腐蚀性等都可能对岩土、岩石构成威胁，从整体上影响到岩土工程勘察，也可能对工程地基带来破坏性影响。文章分析了岩土工程勘察常见地下水问题以及科学的处理方法和对策。

关键词：岩土工程；工程勘察；地下水；水位；腐蚀性；工程地基 文献标识码：A

中图分类号：TU42 文章编号：1009-2374（2016）28-0146-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.073

地下水的检定与勘测是岩土工程勘察工作的重要组成部分，因为地下水本身是一个不断变化的水体，其内部成分也相对复杂，多种因素必然会对岩土工程构成威脅，甚至会影响工程基础施工，岩土工程勘察中必须积极重视地下水问题，将一切可能的影响因素纳入考虑范围，重点进行分析、排查，从而确保岩土工程勘察工作质量。

1 地下水水位问题

岩土工程勘察是向地下深入勘察的过程，其中必然涉及到地下水问题，地下水水位的升降与动态变化问题等必然会对岩土工程勘察带来一定影响。

1.1 地下水位上升的影响

由于受地理环境因素、水文条件因素、气候条件、人为因素等的影响，岩土工程附近的地下水位可能上升，例如降水量较大的年份、雨量充沛的季节河流将迎来汛期，工业污水、生活废水等大量排放时都可能导致地下水位上升，地下水位夯实将对岩土工程勘察带来不良危害和影响：

第一，地下水渗透于岩土中，会对土体形成腐蚀、渗透，从而出现沼泽式淤泥式土体，影响岩土工程地基的牢固度，也对岩土工程勘察自身造成影响。

第二，地下水位上升，土体内部水分含量则将增加，这样一些地势相对陡峭、起伏不平的地段则将可能出现滑坡、泥石流等危险，这势必会对岩土工程勘察带来安全威胁。

第三，特殊的岩土土体，例如细砂土、粉土等，易于吸收水分，当地下水位上升时，土体将液化，当液化土体形成颗粒状后，则可能出现管涌、流砂等问题，给岩土工程勘察、勘测等带来不便。

此外，地下水位极度上升可能侵蚀、浸泡岩土工程地基本身，从根源上给建筑物地基带来负面破坏作用。

1.2 地下水位下降的危害作用

地下水位下降同样会给岩土工程带来不良威胁，导致地下水位下降的主要原因为人们无节制、无计划地利用地表水、地下水，例如：工业企业生产与工程施工等对河流水的利用，农业生产无节制地抽取地下水等，各种问题交织在一起势必要破坏水体平衡，导致地下水位下降，地下水位下降也将对地表、地面等带来不良影响，最直接的结果就是地表下沉、地面塌陷等，地表所受浮力也将下降，使得岩土工程无法处于稳定的地基环境中，而且水资源系统受到冲击，自然环境与生态环境等都将面临威胁。正是因为受到人为因素、自然因素等的威胁和干扰，地下水资源系统失去了平衡性、稳定性，从而可能出现地下水涌突、流砂上泛等现象，不仅影响岩土工程勘察工作的正常开展，甚至会带来生命安全问题。

2 地下水水动压力问题

常规情况下，地下水由于所处环境，其水动力不会形成较大压力，然而随着岩土工程勘察工作的开展，地下水的水动力则将逐渐发生变化，进而带来水动压力的变化，引发岩石或土体的松动、变形，导致岩土地基失去稳定性，岩土的构造、工程结构等都可能受到影响，岩土工程结构失稳，下一步将影响建筑工程安全。

地基是工程的基础，从根源上决定着建筑工程的安全度、牢固度，特别是地基坑中有承压水层时，受到来自于上方建筑工程巨大的作用力、压力，则可能导致基坑中的承压水体压力升高，不断升高的水动压力也将给基坑结构、根部等带来一定的压力和作用力，从而可能导致地基中的地下水上泛、外涌等问题，这样基坑中的混凝土则将逐步流失，影响地基牢固度，也使得岩土工程无法按照预定工期和期限施工。

3 地下水腐蚀问题

因为深受内外因素、自然与社会因素等的干扰，多种复杂因素交织在一起使得地下水体中可能出现多种成分，这些复杂的成分很可能对岩土工程地基带来不良威胁和影响。

3.1 气候因素引发的混凝土腐蚀问题

当地下水体内含有腐蚀性成分时，岩土地基混凝土中则可能融入腐蚀性物质，会加剧对混凝土的腐蚀与破坏，特别是盐分、碱性等物质渗透到砼细密纹理中时，混凝土会受到极大破坏。当外界环境中水分不均、干湿不均时，会导致盐分聚集、集中，盐溶液逐渐走向饱和，遇到低温条件，饱和的盐溶液甚至出现固态盐分、晶状成分，具有膨胀作用，可能破坏混凝土内部构造。相反，温度上升后，盐分溶解于水体后则可能出现潮解问题，混凝土反复性的潮解、膨胀则必将影响其结构稳定性，可能更快腐蚀、变质，无疑将对岩土工程地基的稳定性、牢固度带来破坏性影响。

3.2 地下水中腐蚀剂的不良影响

众所周知，地下水因为处于相对特殊的地理环境中，其内部自然融入了多种化学物质成分，各类化学成分之间容易发生反应以及化学物质本身等都可能对岩土工程地基带来腐蚀性影响，具体的影响包括化学物质作用于混凝土、石料、石材、钢材等，对岩土建材表面形成腐蚀作用，特别是地下水体内部的Cl-、NO3-、SO42-等同水体中的氢离子结合，可能生成HCl，酸性成分很容易对砼外部的氧化膜带来腐蚀作用，氧化膜本身是一层保护膜，一旦受损，其内部钢筋将会遭到破坏，钢筋受腐蚀后会出现变形、膨胀、锈蚀等现象，钢筋作为岩土工程地基支撑性框架结构，遭到腐蚀后，地基混凝土也将受到威胁和破坏，从而导致岩土地基无法长期、永久地发挥支撑功效，进而影响建筑工程的使用周期。

4 岩土工程勘察地下水问题的防范与处理

通过以上分析可以看出，地下水问题会对岩土工程带来不良影响，特别是地质条件复杂的环境，要想确保岩土工程施工质量，就要结合常见的地下水问题来进行针对性勘察，从整体上保护岩土工程安全，实际勘察过程中要重点做好以下工作：

4.1 重点测量地下水位情况

根据地下水位变化规律，水体有枯水期、丰水期两大关键时期，在实际的岩土工程勘察工作过程中，应该根据季节时段、水期特征等有目的、有针对性地开展勘察工作，要尽量确保科学、精准、动态地掌握地下水位情况，通过数据测量、计算、统计、分析等来掌握地下水位变化幅度，再对岩土工程施工采取对策和措施，控制其对岩土勘察带来负面影响。

例如：枯水期，由于地下水位下降，水体远离地面，岩土工程勘测难以精准地测量、测算出地下水位高度、变化幅度等，也就无法对工程施工提供科学的指导，此时可以重点锁定关键因素，地下水变化幅度对地基带来的不良威胁程度，再对应采取科学、合理、针对性解决对策。因此应该在丰水期来勘测地下水位、水体变化等，以便为岩土工程勘察提供更为精准、有效的数据，要通过科学的防范对策、措施等来提升岩土工程结构的牢固度、稳定性，尽可能预防地基开裂。

4.2 地下水体腐蚀性测定

地下水体腐蚀性能是威胁岩土工程安全的一大因素，必须强化地下水体腐蚀性检测与测量。根据地质科学规律，通常下层地下水的腐蚀性更强，将对岩土工程地基带来腐蚀性危害，对此，实际工程施工中就必须选择抗腐蚀性强的材料来充当工程地基或者通过科学地把握、掌握水灰比来逐渐提升工程地基的耐腐蚀性能，实际岩土工程勘察中，可以对地下水腐蚀性检测设定等级，根据腐蚀性等级来对岩土地基进行科学处理，提高地基牢固度、稳定性，从而确保建筑工程被长期使用。

4.3 岩土层渗透系数的检测

岩土层渗透系数是岩土工程勘察过程中必须测定的对象，也是用来分析降水法的一项关键标准，应该得到勘察工作的重视。整体来看，岩土工程的设计、结构以及布局等都与岩土层的渗透系数密切相关，最典型的地基挖掘施工中，通常要参照岩土层的渗透系数来对挖掘深度等做出取舍，因此必须对岩土层渗透系数进行精准、客观的测定与求值。

传统的室内试验、现场注水等检测方法所得出的数据一般与岩土工程实际数据存在差异，影响数据的准确度，对此就要改变检测方法，选择野外抽水试验检测方法，以此来确保所获得数据更加靠近实际数值，然而这一方法也存在某种弊端，例如耗时、耗费精力且成本较高等，至今尚未得到深入的运用。因此，实际的岩土层渗透系数检测就要注重方法的选择与对比，可以采用室内实验、室外抽水检测等相结合的方法，经过反复实验、检查与测算，最终得出精准的检测结果，再对应获得一个更为精准的岩土层渗透系数，将其作为地基挖掘、岩土工程勘测等的一项科学依据。

5 结语

岩土工程勘察过程中势必将面临着复杂的地下水问题，主要的地下水问题包括地下水位问题、水体腐蚀性问题等，每一类地下水问题都可能给岩土工程勘察、工程地基质量带来不良影响。因此有必要积极重视岩土工程勘察工作，通过科学的调查、试验、数据统计与分析等来获得准确的数据，再利用这些科学的数据来为岩土工程勘察提供科学的指导，以此来确保岩土土体性能，确保岩土工程安全。

参考文献

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作者简介：郝朝峰（1983-），男，河北石家庄人，河北中色华冠岩土工程有限公司工程師，研究方向：岩土工程勘察、地基处理等。

（责任编辑：秦逊玉）