地下水对岩土工程的危害及防治措施

地下水对岩土工程的危害及防治措施

姚渡东来

湖北锦天禹建设工程有限公司 武汉市 430000

摘要：工程环境的勘察对整个工程的建设来说是十分重要的一环，岩土层中的地下水变化不仅关系着岩土层自身的稳定，也对水利工程的施工与使用产生重大影响。随着工程建设项目的持续兴建，关于地下水对岩土工程的危害，人们的认识也愈发深入。因此，涉及到岩土工程施工的，需先进行区域范围内地层中的地下水及地质结构勘察分析，以避免出现地下水变化对岩土工程产生不可控的危害和对后期工程活动一系列的影响，提早进行预防工作，保障建设工程的顺利进行。

       关键词：地下水；岩土工程；危害及预防
       引言
      埋藏于地表以下自由流动的地下水，广泛存在并分布在岩土的空隙之中。因岩土特性以及贮存地下水的空间特性，原本复杂的地下水运动使得地质结构的变化更加复杂多样。人类社会日益旺盛的建设发展需求离不开地质工程的研究，本文从地下水与岩土工程的关系上出发，着重研究地下水对岩土工程产生的危害，总结研究成果，对工程建设进行预防及治理。

1. 不同运动特征的地下水对岩土工程产生的危害
           1.1无规则地下水运动对岩土层造成的危害
           整个地下水运动呈现的是一个立体空间的特性，地质结构和地下水长期处于动态平衡状态，这种情况下，岩土结构及上层建筑工程受其影响较小，不会产生较大的危害。地下水无规则运动不会频繁出现，然而它的运动规律受多重因素影响，一旦破坏，比如人类大型建设活动破坏了这种动态平衡，使得它的上升与下降周期、频率变得紊乱无规则。那么这种类型的运动特性使得岩土极难形成稳定形体的胀缩规律，如果地下水运动频繁呈现无规则的运动特征，从而达到一定限度，岩土结构就会难以承受过度的水动力运动导致岩土层开裂、崩解。上层的建筑物因之基础的不利变化而产生损坏，严重影响其安全性能。典型的案例有地下水频繁无规则运动导致岩层坍塌、流沙等。

        1.2地下水位降低对岩土工程的危害
        地下水位下降通常会导致地表坍塌、地面沉降、海水侵入、地层裂缝的形成与复活，以及地下水资源匮乏、水体污染一系列岩土工程危害。地表坍塌，在富含熔岩的地区，由于地下水位下降时改变了水动力条件，因而在河床两侧、褶皱轴部、溶蚀洼地、断裂带以及一些土颗粒较粗而土层较薄的地段易形成地表坍塌。而地面沉降，地下水位下降诱发地面沉降的现象，可以用有效应力原理加以解释。地下水位的降低减少了土壤中的孔隙水压力，也因此提高了土壤颗粒之间的有效应力，但有效应力的提高要受到周围土壤的挤压。在很多城市，过度抽取地下水造成了区域地下水位的减少，进而产生了地面沉降。同样的海水入侵、地裂缝的产生及地下水的枯竭不仅是对岩土工程严重危害，甚至长久的影响了人们的生活和当地的生态。       

1.3地下水位上升对岩土工程的危害
        促使地下水位上升的原因分为自然、人为两类。自然因素对岩土工程的危害主要来源于含水岩土层中颗粒大小、岩土体总体性质水平变化等地质因素和降水量、气温等气象因素对于地下水位上升带来的影响。人为因素主要是人类的工业活动中所产生的工业废水、施工和生活污水的渗透等。总体来说地下水位上升对岩土工程危害有：首先易造成建筑物基础失稳，地基湿陷，上层建筑损毁；其次，地下水位上升，形成携沙带泥流入原本岩土体缝隙中，导致岩土体产生饱和液化现象，管涌、流砂等的产生与此关系密切；其三，滑坡、泥石流、岸坡崩解也是由于地下水位上升过多溢出地表引起的；其四，地下水上升意味着与地表水的交流速度加快，原本富含各种矿物质深埋于岩土体的地下水流入表层土地中，就易导致土壤盐碱化。

二、对地下水和岩土工程的预防与治理

做好地下水对岩土工程危害的防治工作，首先要做好工程地质的勘测，观测岩土中地下水的相关特征、分析岩土体自然性征。再根据科学理论，结合现场实际勘测成果作出评价，然后依据评价制定具体的实施方案。以下是有关问题的阐述：

2.1加强地下水水质分析和观测

岩土层中地下水的类别根据埋藏深度及流动特性有承压水、包气带水、潜水等多种分类。又由于天气情况和季节的变化对地下水的水位变化影响显著并同水质差异一样是影响岩土工程的重要因素，因此在岩土工程勘察前进行地下水水位测量和水质检测分析时，需要严格区分地下水类型及各岩层渗透压的分析。不同的地下水类别和水位变化等运动特征对岩土工程产生的危害也不一致，根据上文分析，针对不同危害形式结合水质分析和地下水水位变化采取相应技术措施预防危害的发生，因此加强地下水水质分析和观测是十分必要且常用的预防机制。

  2.2具体防治措施
        结合对岩土工程中地下水水质分析成果和运动特征勘测结果，我们可以采取以下措施预防与治理。措施一 ：提高从业人员的综合素质，水文地质和岩土工程这类专业化的工作，所要求涉及此领域的从业人员有更高的专业素质，施工作业人员可组织专家讲座和专业技能培训。勘测人员要紧随时代，适应时代的理念、严谨态度、恪尽职守，储备更多的理论知识和善用新工具新设备。措施二：针对地下水急剧上升下降，通过工程技术手段帷幕设置法进行预防，如兴建地下连续墙和打造隔板，阻断原地下水网通路，维持工程范围地下水及岩土结构的稳定；措施三：针对地下水饱和、岩土层含水率过大导致地基承载力差，我们可以利用井点降水法，在施工之前铺设许多滤水管，将地下水降排到设计水位及以下，从而使地下水降至合理水位，土层顺着地下水的下降可能产生不同程度地面沉陷，待然后再进行基础处理；措施四，针对透水率小的地层，我们通常采用集水井明排法，根据临时工程措施顺序先在地下水位过高位置开挖排水沟，然后选取适当点位设置集水井集中排水沟流入的水流，以保证地下水可以流入排水沟和集水井之中，保障承压地基含水率达到设计要求。值得注意的是，排水沟的设计，如未能事先经过勘测数据的支持，如地下水流量、岩土渗透率，相应的设计施工排水沟的开挖深度、坡度将难以保证渗流的地下水顺利汇入集水井之中。也可能会在地下水流动过程中，水流压力过大，和水流的流动达不到平衡，而不能达到预期效果，所以我们要根据水文地质和工程需要等一切实际情况结合施工前勘测数据成果，来确定并使用正确的治理措施，将地下水对岩土工程的危害降到最小或者完全解决。

      结束语

当今社会正处于数据信息化的时代，科学技术正是由于信息数据的支撑进步飞速。地下水对岩土工程的危害这一问题一直制约着建设工程的发展，对于此课题方向的研究，我们还要进行更为严谨科学的勘测与调查，为今后更多的岩土工程建设提供更为全面具体的信息数据，为地下水危害等工程建设预防措施的选择提供更精确的理论支持。
        参考文献：
        [1]曾开帅. 浅析地下水对岩土工程的危害及预防措施[J]. 中文科技期刊数据库（全文版）工程技术, 2016(7):00032-00032.

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