地下水对工程建设的影响及建议

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摘要：水文地质是地质学的分支学科，主要研究地下水的分布及形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及合理利用，以及对各类工程建设场地、矿山开采的不利影响及其防治。基于此本文针对珠海某工程建设场地中水文地质条件对工程建设方面的影响进行了简要阐述，并提出几点个人看法，仅供参考。

关键词：水文地质条件；工程建设；影响及建议

1.前言

对水文地质的研究就是要了解地下水的储存条件及基本类型，包括地下水的主要理化特征作，阐述地下水储存条件及基本类型，并探讨大气水、地表水、土壤水与地下水相互转换、交替的基本规律。通过研究了解分析出当地水文情况对工程建设的影响，从而有效地降低一些由水文地质条件引发的工程问题。

2.工程概况

本工程位于广东省珠海市横琴新区，四周环路，拟建设2层地下室，基坑开挖深度约9.5m~11.1m。为了解基坑开挖时地下水对工程建设的影响并提出防治措施，故需查明地下水的类型及相互关系、埋藏条件，补给及排泄特征，判定地下水对建筑材料的腐蚀性及其影响。

3.气象特征

3.1降雨特征

珠海市位于珠江口伶仃洋西岸，属亚热带海洋性气候，降雨充沛，平均年雨日达130天~150天。1979年~2000年，年平均降雨量2061.9mm。受季风影响，降雨季节明显，其中4月~9月降雨量约占全年降雨量的89%。其中4月~6月为前汛期雨季，降雨主要受到锋面低槽、低空急流、低涡或高空切变线等天气系统影响所致，平均降雨量840mm，占年降雨的42%。7月~9月为后汛期雨季，降雨主要受到热气旋等热带天气系统所致，平均总降雨量为946mm，占年降雨量的47%。而后汛期的台风强度大、降雨量多，一次降雨过程可以达到200mm~300mm，容易造成城市内涝。10月至次年3月盛行东北风，为旱季。根据实测资料统计，珠海市域内大陆地区多年平均降雨量变幅为2000mm~3000mm，呈现由南向北递减的地区分布特征。

3.2气候特征

气温：珠海市在北回归线以南，地处南海之滨，属亚热带季风气候，海洋对本地气候的调节作用十分明显，冬无严寒，夏无酷暑，温暖湿润，日照充足，热量丰富。多年平均气温22.2℃，最高气温多出现于7月~8月，历年日最高气温37.9℃（红旗站，1994.7.13），最低气温多出现于12月~1月，历年日最低气温1.5℃（红旗站，1975.12.14）。日照：多年平均日照时数1797h，最大值2320h（1975年），最小值1406h（1985年）。蒸发量：据广东省多年平均水面蒸发等值线图，珠海市域内多年平均水面蒸发量1469mm左右，合24.27亿m3，占全市多年平均年降水量（33.24亿m3）的73%。地区变化趋势为由北向南递增，一般夏秋高温期比冬春期蒸发强度大。相对湿度：多年平均相对湿度83.3%，每年初春时节，细雨连绵，空气湿度相对较大，最高达100%。

4.水文地质条件

4.1地下水特征

根据地下水赋存方式分为：一是第四系土层孔隙水；二是基岩裂隙水。第四系土层孔隙水：主要赋存的地层为素填土、淤泥、粉质黏土、粗砂、淤泥质土、砾砂及砂质黏性土，它们都与大气降水和地表水联系密切。其中粗砂及砾砂的地下水为承压水，具有微承压性，是场地内主要含水层及强透水层；其他土层的地下水为潜水。基岩裂隙水：主要是下伏基岩花岗岩各风化带裂隙水，基岩裂隙水具如下特征：即地下水的分布受赋存岩体裂隙发育程度的影响较大，具明显的各向异性特点，属非均质渗流场，在节理裂隙较发育的地段，裂隙水赋存较丰富，且透水性较强。地下水的补给与排泄：第四系松散土层孔隙水的补给来源有大气降水、地势高的山体地段地下水下渗、海洋水体补给，其天然水力坡度不大，属浅循环地下水；基岩裂隙水主要靠大气降水及上层地下水的垂向越流补给。地下水的排泄方式主要表现为大气蒸发及向侧面海洋渗流。地下水、场地土腐蚀性：场地地处亚热带地区，雨水充沛，地下水埋深相对较浅，土壤经过雨水和地下水的充分淋溶作用，土壤中基本无可溶盐存在，据现场调查走访，场地未受污染，地下水的腐蚀性基本上可代表土的腐蚀性。根据本区已有地质资料及试验数据分析，本场地地下水及水位上土层对砼结构具微腐蚀性；对钢筋砼结构中钢筋在长期浸水条件下具微腐蚀性，在干湿交替条件下具中等腐蚀性。

4.2水文地质试验

为了解单井涌水量、影响半径等水文地质参数，对场地内粗砂层进行了专门的抽水试验工作。其方法及步骤为：（1）试验前先量测抽水孔（及观测孔）稳定水位，抽水试验时（同时）量测抽水试验孔（及观测孔）的水位、降深，并记录时间段流量。开泵观测时间按1、2、2、5、5、5、10、10、20及30min进行，以后每30min观测一次。（2）试验稳定标准：在抽水稳定时间段内，试验孔动水位变化不超过3cm~5cm，观测孔水位变化不超过2cm~3cm，钻孔涌水量变化小于正常流量5%，涌水量变化不持续的上升或下降，其稳定延续时间不少于8h。（3）抽水试验结束后，按1、3、5、10、15及30min时间间隔进行抽水试验孔（和观测孔）水位恢复观测，直至完全恢复。本次目抽水试验所获得试验数据及根据试验数据，绘制时间与水位、时间与水量的关系图，详见表1、图1。由现场试验测得粗砂层渗透系数为14.055m/d。

4.3基坑涌水量预测

基坑涌水量预测见下表2，降水按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）附录E.0.3计算：Q=2πkMSd/ln(1+R/r0)

5.地下水对施工的影响及建议

（1）地下水对桩基设计及施工的影响及建议场地地下水类型为第四系土层孔隙潜水和基岩裂隙水，该项目适宜采用桩基础，成桩采用钻（冲）孔灌注桩，成桩需要穿过桩周土为素填土、冲填土、淤泥、粉质黏土、粗砂、淤泥质土、砾砂及砂质黏性土，由于成桩对含水层结构的破坏，地下水注入土层会导致土层软化而侧摩阻力降低，桩基设计及施工时应注意其不利影响。地下水作用对桩基施工影响较大，地下水涌入孔内易造成桩孔塌孔现象，在桩基施工进入承压粗砂及砾砂层时，应采用护筒、增大泥浆浓度等有效措施保证造壁效果。地下水对桩基设计及施工存在腐蚀性影响。有关建筑材料的腐蚀性防护，应符合国家现行标准《工业建筑防腐蚀性设计规范》。（2）地下水对基坑开挖的影响及建议基坑侧壁的主要地层为素填土层、冲填土及淤泥层；基坑底板主要地层为淤泥层，局部为冲填土层。其中素填土层具有结构松散，固结程度低，其物理力学性质不均，自稳能力差，容易出现基坑滑坡等地质灾害；冲填土层及淤泥层具有含水量高，强度低、灵敏度高，在无支护状态下难以自稳，易触变，易震陷等特性，容易出现基坑滑坡等地质灾害；冲填土层为透水层，由于基坑局部地段地下水位比较浅，若开挖或基坑抽水时不采取措施，地下水的浸湿作用易导致基坑边坡滑坡、流砂等不良岩土工程问题，根据基坑涌水量计算结果，基坑涌水量较大，在工程实施过程中，支护结构应配合止水同时进行。基坑底板主要地层为冲填土层，设计时应对基坑底板进行地基处理，对冲填土层做渗透变形验算。基坑底以下存在赋存承压水的粗砂层，设计时应对基坑进行抗隆起、突涌、渗流和整体稳定性验算，如验算不能满足要求时，可采用降压井、坑底土体加固，水泥土搅拌桩止水帷幕隔断基坑内外水力联系等抗突涌措施。

6.结语

随着城市建设的不断发展，各类大型工程不断涌现，特别是在地质条件复杂的地区，工程建设难度大大增加，由于水文地质的复杂性，加上设计、施工不当，各类工程事故时有发生，因此必须认真分析失败案例，总结经验，提高认识水平，对工程建设场地地下水进行合理控制，保证工程建设的顺利进行。

参考文献：

［1］《横琴华发世界汇(30#)基坑支护工程岩土工程勘察报告》[R].广东有色工程勘察设计院.

作者：莫崇剑 单位：广东省有色金属地质局九三二队