地下水對工程建設的影響及建議

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摘要：水文地質是地質學的分支學科，主要研究地下水的分布及形成規(guī)律，地下水的物理性質和化學成分，地下水資源及合理利用，以及對各類工程建設場地、礦山開采的不利影響及其防治。基于此本文針對珠海某工程建設場地中水文地質條件對工程建設方面的影響進行了簡要闡述，并提出幾點個人看法，僅供參考。

關鍵詞：水文地質條件；工程建設；影響及建議

1.前言

對水文地質的研究就是要了解地下水的儲存條件及基本類型，包括地下水的主要理化特征作，闡述地下水儲存條件及基本類型，并探討大氣水、地表水、土壤水與地下水相互轉換、交替的基本規(guī)律。通過研究了解分析出當地水文情況對工程建設的影響，從而有效地降低一些由水文地質條件引發(fā)的工程問題。

2.工程概況

本工程位于廣東省珠海市橫琴新區(qū)，四周環(huán)路，擬建設2層地下室，基坑開挖深度約9.5m~11.1m。為了解基坑開挖時地下水對工程建設的影響并提出防治措施，故需查明地下水的類型及相互關系、埋藏條件，補給及排泄特征，判定地下水對建筑材料的腐蝕性及其影響。

3.氣象特征

3.1降雨特征

珠海市位于珠江口伶仃洋西岸，屬亞熱帶海洋性氣候，降雨充沛，平均年雨日達130天~150天。1979年~2000年，年平均降雨量2061.9mm。受季風影響，降雨季節(jié)明顯，其中4月~9月降雨量約占全年降雨量的89%。其中4月~6月為前汛期雨季，降雨主要受到鋒面低槽、低空急流、低渦或高空切變線等天氣系統影響所致，平均降雨量840mm，占年降雨的42%。7月~9月為后汛期雨季，降雨主要受到熱氣旋等熱帶天氣系統所致，平均總降雨量為946mm，占年降雨量的47%。而后汛期的臺風強度大、降雨量多，一次降雨過程可以達到200mm~300mm，容易造成城市內澇。10月至次年3月盛行東北風，為旱季。根據實測資料統計，珠海市域內大陸地區(qū)多年平均降雨量變幅為2000mm~3000mm，呈現由南向北遞減的地區(qū)分布特征。

3.2氣候特征

氣溫：珠海市在北回歸線以南，地處南海之濱，屬亞熱帶季風氣候，海洋對本地氣候的調節(jié)作用十分明顯，冬無嚴寒，夏無酷暑，溫暖濕潤，日照充足，熱量豐富。多年平均氣溫22.2℃，最高氣溫多出現于7月~8月，歷年日最高氣溫37.9℃（紅旗站，1994.7.13），最低氣溫多出現于12月~1月，歷年日最低氣溫1.5℃（紅旗站，1975.12.14）。日照：多年平均日照時數1797h，最大值2320h（1975年），最小值1406h（1985年）。蒸發(fā)量：據廣東省多年平均水面蒸發(fā)等值線圖，珠海市域內多年平均水面蒸發(fā)量1469mm左右，合24.27億m3，占全市多年平均年降水量（33.24億m3）的73%。地區(qū)變化趨勢為由北向南遞增，一般夏秋高溫期比冬春期蒸發(fā)強度大。相對濕度：多年平均相對濕度83.3%，每年初春時節(jié)，細雨連綿，空氣濕度相對較大，最高達100%。

4.水文地質條件

4.1地下水特征

根據地下水賦存方式分為：一是第四系土層孔隙水；二是基巖裂隙水。第四系土層孔隙水：主要賦存的地層為素填土、淤泥、粉質黏土、粗砂、淤泥質土、礫砂及砂質黏性土，它們都與大氣降水和地表水聯系密切。其中粗砂及礫砂的地下水為承壓水，具有微承壓性，是場地內主要含水層及強透水層；其他土層的地下水為潛水?；鶐r裂隙水：主要是下伏基巖花崗巖各風化帶裂隙水，基巖裂隙水具如下特征：即地下水的分布受賦存巖體裂隙發(fā)育程度的影響較大，具明顯的各向異性特點，屬非均質滲流場，在節(jié)理裂隙較發(fā)育的地段，裂隙水賦存較豐富，且透水性較強。地下水的補給與排泄：第四系松散土層孔隙水的補給來源有大氣降水、地勢高的山體地段地下水下滲、海洋水體補給，其天然水力坡度不大，屬淺循環(huán)地下水；基巖裂隙水主要靠大氣降水及上層地下水的垂向越流補給。地下水的排泄方式主要表現為大氣蒸發(fā)及向側面海洋滲流。地下水、場地土腐蝕性：場地地處亞熱帶地區(qū)，雨水充沛，地下水埋深相對較淺，土壤經過雨水和地下水的充分淋溶作用，土壤中基本無可溶鹽存在，據現場調查走訪，場地未受污染，地下水的腐蝕性基本上可代表土的腐蝕性。根據本區(qū)已有地質資料及試驗數據分析，本場地地下水及水位上土層對砼結構具微腐蝕性；對鋼筋砼結構中鋼筋在長期浸水條件下具微腐蝕性，在干濕交替條件下具中等腐蝕性。

4.2水文地質試驗

為了解單井涌水量、影響半徑等水文地質參數，對場地內粗砂層進行了專門的抽水試驗工作。其方法及步驟為：（1）試驗前先量測抽水孔（及觀測孔）穩(wěn)定水位，抽水試驗時（同時）量測抽水試驗孔（及觀測孔）的水位、降深，并記錄時間段流量。開泵觀測時間按1、2、2、5、5、5、10、10、20及30min進行，以后每30min觀測一次。（2）試驗穩(wěn)定標準：在抽水穩(wěn)定時間段內，試驗孔動水位變化不超過3cm~5cm，觀測孔水位變化不超過2cm~3cm，鉆孔涌水量變化小于正常流量5%，涌水量變化不持續(xù)的上升或下降，其穩(wěn)定延續(xù)時間不少于8h。（3）抽水試驗結束后，按1、3、5、10、15及30min時間間隔進行抽水試驗孔（和觀測孔）水位恢復觀測，直至完全恢復。本次目抽水試驗所獲得試驗數據及根據試驗數據，繪制時間與水位、時間與水量的關系圖，詳見表1、圖1。由現場試驗測得粗砂層滲透系數為14.055m/d。

4.3基坑涌水量預測

基坑涌水量預測見下表2，降水按《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120-2012）附錄E.0.3計算：Q=2πkMSd/ln(1+R/r0)

5.地下水對施工的影響及建議

（1）地下水對樁基設計及施工的影響及建議場地地下水類型為第四系土層孔隙潛水和基巖裂隙水，該項目適宜采用樁基礎，成樁采用鉆（沖）孔灌注樁，成樁需要穿過樁周土為素填土、沖填土、淤泥、粉質黏土、粗砂、淤泥質土、礫砂及砂質黏性土，由于成樁對含水層結構的破壞，地下水注入土層會導致土層軟化而側摩阻力降低，樁基設計及施工時應注意其不利影響。地下水作用對樁基施工影響較大，地下水涌入孔內易造成樁孔塌孔現象，在樁基施工進入承壓粗砂及礫砂層時，應采用護筒、增大泥漿濃度等有效措施保證造壁效果。地下水對樁基設計及施工存在腐蝕性影響。有關建筑材料的腐蝕性防護，應符合國家現行標準《工業(yè)建筑防腐蝕性設計規(guī)范》。（2）地下水對基坑開挖的影響及建議基坑側壁的主要地層為素填土層、沖填土及淤泥層；基坑底板主要地層為淤泥層，局部為沖填土層。其中素填土層具有結構松散，固結程度低，其物理力學性質不均，自穩(wěn)能力差，容易出現基坑滑坡等地質災害；沖填土層及淤泥層具有含水量高，強度低、靈敏度高，在無支護狀態(tài)下難以自穩(wěn)，易觸變，易震陷等特性，容易出現基坑滑坡等地質災害；沖填土層為透水層，由于基坑局部地段地下水位比較淺，若開挖或基坑抽水時不采取措施，地下水的浸濕作用易導致基坑邊坡滑坡、流砂等不良巖土工程問題，根據基坑涌水量計算結果，基坑涌水量較大，在工程實施過程中，支護結構應配合止水同時進行?；拥装逯饕貙訛闆_填土層，設計時應對基坑底板進行地基處理，對沖填土層做滲透變形驗算?；拥滓韵麓嬖谫x存承壓水的粗砂層，設計時應對基坑進行抗隆起、突涌、滲流和整體穩(wěn)定性驗算，如驗算不能滿足要求時，可采用降壓井、坑底土體加固，水泥土攪拌樁止水帷幕隔斷基坑內外水力聯系等抗突涌措施。

6.結語

隨著城市建設的不斷發(fā)展，各類大型工程不斷涌現，特別是在地質條件復雜的地區(qū)，工程建設難度大大增加，由于水文地質的復雜性，加上設計、施工不當，各類工程事故時有發(fā)生，因此必須認真分析失敗案例，總結經驗，提高認識水平，對工程建設場地地下水進行合理控制，保證工程建設的順利進行。

參考文獻：

［1］《橫琴華發(fā)世界匯(30#)基坑支護工程巖土工程勘察報告》[R].廣東有色工程勘察設計院.

作者：莫崇劍 單位：廣東省有色金屬地質局九三二隊