水文地質勘察中地下水的問題及應對措施探究

任元良

（浙江山川有色勘察設計有限公司 浙江紹興 312000）

前言

地下水對于巖土性能與強度會產生重要影響，也因此而對建筑工程質量產生決定性影響，隨著我國建筑行業的高速發展，地下水對于建筑工程的影響愈發受到關注，人們對于地下水對建筑穩定性及安全性的影響有了更加明確的認知，基于此，建筑工程施工前期的水文地質勘察工作就顯得尤為重要的，就需要在水文地質勘察中，充分利用相應技術措施，保證水文地質勘察質量。

1 工程概述

1.1 工程概況

中海青劍湖項目位于蘇州市工業園區，擁有優越的地理位置與便捷的交通條件，環境清秀。擬建多層及高層住宅項目，包含整體地下車庫及部分底層輔助用房。擬建工程包括三個地塊，面積分別為39784.65m2、33113.03m2和32794.33m2。對該項目巖土工程進行初步勘察，按照《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001，2009年版）中的規定，確定擬建項目的重要性等級為二級，場地等級為二級，地基等級為二級，巖土工程勘察等級為乙級。按照《建筑工程抗震設防分類標準》（GB50223-2008）中的相關規定，確定擬建工程抗震設防類別為丙類。

1.2 勘探方法

本次勘探采用的具體方法包括：①鉆探，基于相應要求，采用SH30-2型鉆機，采用套管泥漿護壁等技術措施，基于場地土性，采用薄壁取土方式來獲取原狀樣；②標準貫入試驗，采用重63.5kg、落距76cm的自動落錘設備，當貫入器入土并達到孔底之后，預擊15cm，對每次打入10cm的錘擊數加以記錄，直到打入30cm；③靜力觸探試驗，采用的雙橋探頭規格為15cm2，基于相關規定，在探頭進場前進行標定。試驗時采用1.2m/min的貫入速度，每隔10cm進行自動數據記錄；④室內土（水）工試驗，主要為常規試驗及固結快剪試驗。

1.3 場地地下水

工程項目區塊為亞熱帶季風氣候，擁有較大的雨量，輕度潮濕。本次勘探中發現，影響工程的地下水包括三層，即潛水、微承壓水與承壓水。其中潛水的主要補給包括大氣降水及地表水側滲，通過自然蒸發的方式排泄，季節性變化明顯；微承壓水的主要補給包括徑流與越流；承壓水主要補給包括徑流、越流，對工程施工影響較小。

2 水溫地質卡勘察中的地下水問題闡述

2.1 潛水水位上升的問題

對于工程項目的水文地質勘察工作，其主要目的在于對項目區塊地質水文條件是否適宜施工進行勘察。土木工程的施工建設會受到潛水水位上升的影響，導致工程穩定性不足，主要體現在：①由于區塊巖土本身存在力學性能不夠穩定的現象，一旦發生潛水位上升現行，會導致工程施工建筑受到影響，導致工程穩定性與安全性無法維持，尤其是擬建項目所處地塊的潛水位季節性變化明顯；②潛水位上升會導致河岸及斜坡等位置，出現垮塌或者滑移等現象，影響區塊巖體發揮其正常功能，影響建筑安全性；③潛水位上升并滲透地基當中，會導致地基在長期的水資源侵蝕下逐漸軟化，巖土粘性上升，而強度下降，導致建筑地基的不均勻沉降，影響工程質量及穩定性，甚至對建筑居民及使用者帶來生命財產安全的威脅[1]。

2.2 影響建筑穩定性

“微承壓水”即承壓水頭較小的承壓水，一般分為天然水及人類活動產生的地下水兩種類型。微承壓水會對巖土工程、地質環境都產生較大影響。如上文所述，潛水位的上升會影響建筑工程的穩定性與安全性。但同時，微承壓水等地下水的水位下降，也會對工程質量造成影響，導致建筑物穩定性下降。其危害主要體現在：①地下水位下降導致巖土壓力及密度上升，巖土承壓增加，導致地面下沉與土壤下陷等問題；②地下水位下降，石膏層及鈉鹽層溶解，導致建筑物地基偏移，影響建筑物穩定性。

3 水文地質勘察中地下水問題的應對

3.1 基坑降水及排水措施

擬建工程所處環境及土質涉及到①素填土、①A層淤泥土、②-1層粉質黏土、②-2層黏土，并與道路及管線相鄰。通過土質分析，可知工程地基土質較為松軟，具有較低的強度與自穩性，在基坑開挖時，要注意對于地下水問題的處理，以減少地下水對于工程土質的影響。基坑開挖時考慮到潛水及微承壓水的影響，由于潛水及微承壓水的存在，有可能導致基坑突涌或者流砂現象的產生。經過詳細勘察，建議在基坑開挖的同時，采取必要的降水措施，可以通過井點降水法或管井降水法來加以實現，要求按照基坑開挖深度的1m左右來設置降水深度。本次水位降深較小，受到降水影響較小，因此對于基坑的底部積水，可以通過明溝排水，或者集水坑排水等方式排出。同時考慮到蘇州市降水量較大，因此在基坑開挖時要充分考量長期降水可能到來的不必要影響，并設計相應的應對措施。

3.1.1 井點降水法

井點降水法就是在開挖基坑之前，將濾水管（濾水井）埋設在基坑周圍，通過抽水設備進行抽水，以保證基層土壤的干燥，一般來說，井點降水法包括輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點等。①輕型井點是在基坑工程四周，每隔一定距離就在含水層中埋入一根井點管，通過抽水設備進行抽水，將地下水位降低至基坑底部以下，直到工程施工完畢；②噴射井點主要采用噴射井管、高壓水泵及管路系統。一般當輕型井點排水需要采用多級井點時，會導致基坑挖方量上升，施工周期延長，導致施工設備增加，經濟性下降，此時就可以采用噴射井點的方式進行降水；③電滲井點。將兩根電極插入飽和黏土中，通入直流電，黏土粒會發生電泳現象向陽極移動，水分子則發生電滲現象而向陰極移動，利用這一電滲現象，以輕型井點或者噴射井點的景觀作為陰極，將垂直陽電極設置于與陰極相距1.2m處，利用電滲現象，在通入直流電時，使水分子快速滲透到井管附近，便于快速抽出；④管井井點是在基坑周圍，每隔一定距離就設置一個管井，在管井中通過水泵抽水來實現地下水位的下降[2]。

圖1 井點降水系統

3.1.2 集水井明排法

圖2 管井降水法

集水井明排法的應用，是當存在較高地下水位的時候，通過設置排水管道進行排水。但不同于其他排水法，集水井明排法的應用，需要首先進行集水，通過集水來使地下水匯集，以此來進一步提高排水效率與排水量，具備較好的排水效果。其中較為常見的是明溝排水法，具備較高的經濟效益，且應用范圍廣泛。在實際施工中，需要首先做好明溝管理與清理工作。暗溝排水也是一種集水井明排法，可以減少消耗在管理與清理方面所投入的成本，但具有較大的施工難度與施工成本，因此在實際的施工中，需要根據工程的實際情況，以及地下水的排水的實際需求來合理選擇。本文所提出的擬建工程施工地塊中，對于基坑積水可以采用明溝排水的方式進行。

圖3 集水井明排法

3.2 提高水文地質勘察技術水平

考慮到工程施工質量的要求，在前期的水文地質勘察中，要注意對于勘察技術應用水平的提升。水文地質勘察對于勘察技術水平要求較高，較高的技術投入可以有效減少地下水問題對于工程質量所造成的影響。強化對于容水性、透水性、持水性的技術勘察。同時，也需要充分考量巖土狀態，結合工程施工的實際需要進行水文地質的勘察工作。通常來說，水文地質的采樣檢測，應當分別從枯水期及豐水期兩個階段入手，對地下水質、地下水成分等因素加以分析，包括地下水的總硬度、鎂離子、鈣離子、pH值與碳酸根離子等，明確地下水的具體問題，并對癥下藥地采取相應處理措施以應對其問題，避免對于建筑工程質量與安全造成不必要的影響，減少地下水的危害。另外，還需對地下水的各種問題進行調查，包括地下水位的變化規律、地下水的壓力及腐蝕性，并以此為基礎制定相應的應對與處理措施[3]。

4 結語

在明確水文地質勘察中的地下水問題之后，需要結合工程建設的實際需求，采取必要的地下水處理措施。本文所提出的工程項目受到潛水層及微承壓水的影響，為此就需要采取井點降水法及集水井明排法等相應基坑降水及排水措施，并進一步提高水文地質勘察技術水平，以保障水文地質勘察與分析的科學性，為地下水問題的處理提供參考。