地下水及對工程建築的影響與應對措施
地下水的地質運動會對工程建築產生一些不好的影響，甚至會造成安全隱患，因此，解決地下水對工程施工造成的影響是工程建設領域所面臨的重要課題。該文簡單地分析了地下水運動對土體、工程建築的部分影響，並**性地提出部分對策。
關鍵詞：地下水；工程建築；影響；對策
一、地下水
1、地下水的分布。地下水分布較為複雜，它不僅受一般規律影響，還受到岩土性質、地理環境條件與季節變換、結構發育程度、人類活動等不同因素的相互影響，各個因素可能單獨影響，也可能多個因素共同影響。地下水在分布上包涵了地下水類別、儲存數量、水位高低與補給條件等不同特徵的分析，而在這些特徵之中地下水的類別則最為重要。
在地理學的研究中，按照埋藏條件來分，可以把地下水分為潛水、包氣滯水、承壓水。按照水層空隙性質的不同，可分為孔隙水裂隙水和岩溶水：按照結合方式不同可分為結合水和非結合水。
不同種類的地下水對其影響也自不同，具體有如下兩點：首先，各種不同型別的地下水的固有特徵有所不同，如季節的變化、是否承壓、補給條件的差異等；其次，我國現今在工程建設技術的先進程度和行業限制有所不同，如大型水利工程、礦山與一般的建築工程之間的不同。在工程施工過程中潛水的影響最大，因其在地域上分布較廣、埋藏的深度和範圍較大的特點，對工程施工建設過程中影響廣泛而普遍；包氣滯水由於埋藏淺、儲量小，對工程的影響較小；承壓水在工程施工中則影響較大，但承壓水的影響概率則很低，只對個別地帶、個別行業帶來影響。
二、地下水的危害及影響
1、地下水對混凝土的腐蝕
沿海地下中鎂、氯及硫酸根離子的濃度比較高，能夠對鋼筋混泥土產生非常大的腐蝕作用。地下水中的硫酸根離子同混凝土相互作用能生成復硫酸鹽。它的體積相比化和前會膨脹2.
5倍，在很大程度上破壞混泥土結構；另外如果地下水酸性，會對混凝土中存在的碳酸鈣和氫氧化鈣產生破壞性作用；氯離子對鋼筋有很強腐蝕性作用，對混凝土也有中度腐蝕作用。
2、流沙
流沙具有很大的危害性，屬於破壞性很強的地質災害。流沙現象的產生是因為當從下往上滲流的動水力同土的有效重度相當時，土粒之間的有效應力就會消失，致使土粒處於懸浮狀態，隨水自由流動。舉例說，在低於地下水位的地方挖地基，若是不進行降水作業，地基外水頭大於基地內，基地內地下水向上方滲流，就很有可能會發生流沙現象，致使基地坑底泥沙翻湧，會給施工過程帶來極大的不便和困難，還有很大可能會影響到附近建築物的安全。
目前在施工過程中一般都通過增加滲流路徑、減少基地坑內外水頭差防治流沙。
3、管湧
管湧是指地基土在滲流作用下，土體中的細顆粒在粗顆粒形成的空隙中發生移動並被帶出，逐漸形成管狀滲流通道而造成的水土大量湧出破壞的現象也就是說在一定的水頭梯度的滲透水流作用下，其細小顆粒被沖走，圖中的空隙逐漸增大，慢慢形成一種能穿越壩基的細管狀滲流通路，從而掏空地基或壩體，使地基或斜坡變形失穩管湧險情的發展，以流土最為迅速。如不及時搶護，任其發展，就將把堤壩工程地基下的沙層淘空，導致堤壩工程驟然塌陷，造成決堤潰壩。管湧出水孔徑小的如蟻穴，大的可達幾十厘公尺；少則出現一兩個，多則出現冒孔群或稱泡泉群，冒沙處形成「沙環」。
有時也表現為土塊隆起、膨脹、浮動和斷裂等現象。
地基上面覆蓋有弱透水層，下面有強透水層，在高水位時，滲透坡降變陡，滲透的流速和壓力加大。當滲透坡降大於地基表層弱透水層允許的滲透坡降時，即在堤壩下游坡腳附近發生滲透破壞，或者在背水坡腳以外地面，因取土、挖坑等，破壞表面覆蓋，在較大的水力坡降作用下，滲水衝破土層，將下面地層中的粉細沙料帶出而發生管湧。
4潛蝕潛蝕是滲透水流在一定的水力梯度下產生較大的動水壓力沖刷，帶走細小顆粒或溶石岩土體，使岩土體中的孔隙逐漸增大形成洞穴導致地下岩土結構破壞，從而產生地表裂縫、塌陷，影響建築物地基穩定的一種地質現象。
5、沙土振動液化
沙土飽和過後，由於受到震動使其變得密實，致使沙土孔隙水壓增加，沙土顆粒之間的有效應力減少，抗剪強度降低。通過週期振動作用，沙土孔隙水壓不斷增加，嚴重者會完全抵消沙土顆粒之間的有效應力，使其處於懸浮狀態，接近液體性狀，土變被液化。 如果沙土被液化，通常會在地表裂縫處冒沙或是噴水，導致地基失去作用，發生沉降。
現一般採用擠密砂樁、振動加密,或是把地樁的基礎部分打入液化深度以下穩定的土層之中等措施加密。
三、地下水防治措施
1、流砂的防治途徑
防治流砂的主要途徑有：減少或平衡動水壓力；設法使動水壓力方向向下；截斷地下水流。其具體措施有：
（1）枯水期施工法。枯水期地下水位較低，基坑內外水位差小，動水壓力小，就不易產生流砂。
（2）搶挖並拋大石塊法。分段搶挖土方，使挖土速度超過冒砂速度，在挖至標高後立即鋪竹、蘆席，並拋大石塊，以平衡動水壓力，將流砂壓住。此法適用於治理區域性的或輕微的流砂。
（3）設止水帷幕法。將連續的止水支護結構（如連續板樁、深層攪拌樁、密排灌注樁等）打入基坑底面以下一定深度，形成封閉的止水帷幕，從而使地下水只能從支護結構下端向基坑滲流，增加地下水從坑外流入基坑內的滲流路徑，減小水力坡度，從而減小動水壓力，防止流砂產生。
（4）人工降低地下水位法。即採用井點降水法（如輕型井點、管井井點、噴射井點等），使地下水位降低至基坑底面以下，地下水的滲流向下，則動水壓力的方向也向下，從而水不能滲流入基坑內，可有效地防止流砂的發生。因此，此法應用廣泛且較可靠。
此外，採用地下連續牆、壓密注漿法、土壤凍結法等，阻止地下水流入基坑，以防止流砂發生
2、管湧的防治途徑
管湧搶護原則是：上堵下排，反濾壓重，保護管湧出口。即在管湧入滲處，採取「臨水截滲」措施，對管湧入口進行封堵；在管湧出口用透水材料進行反濾壓重保護，既使透水層不再被破壞，又可降低滲水壓力，使險情得以穩定。
具體搶護方法有以下幾種：
1. 反濾圍井
在翻沙鼓水處，搶築反濾圍井，制止湧水帶沙，防止險情擴大。一般使用於背水坡腳附近地面或窪地坑塘數目不多和面積不大，或數目雖多，但未連成大面積，可分片處理嚴重翻沙鼓水險情。對於水下的翻沙鼓水，當水深較淺，也可採用此法。
在背水坡堤壩坡腳附近險情處，搶築反濾壓蓋，降低湧水流速，制止地基泥沙流失，以穩定險情。一般適用於翻沙鼓水範圍面積較大，漏水湧沙成片的地方。
2.減壓圍井（或稱養水盆）
在堤壩背水坡腳附近險情處使用土袋搶築圍井，壅高井內水位，減小水頭差，降低滲透壓力，減小水利坡降，制止滲透破壞，以穩定管湧險情。此法適用臨背水頭差較小，高水短時，出現翻沙鼓水險情範圍小，周圍地表較堅實完整，未遭破壞，滲透性較小，出險處少，沙石反濾材料的翻沙鼓水險情搶護。
3.透水壓滲台
在堤壩背水坡腳搶築透水壓滲台，可以平衡滲壓，延長滲徑，減小水力坡降，能匯出滲水，防止土沙細粒流失，使險情趨於穩定。此法適用於翻砂鼓水險情較多、範圍較大、反濾料缺乏，但沙土料源豐富的堤壩處管湧又叫翻沙鼓水，是在滲流作用下，土體細顆粒沿骨架顆粒形成的孔隙湧出的現象．孔隙周圍多形成隆起的沙環．管湧發生時，水面出現翻花隨著上游水位公升高，持續時間廷長，險情不斷惡化，大量湧水翻沙，使堤防、水閘地基土壤骨架破壞，孔道擴大，基土被淘空，引起建築物塌陷，造成決堤、垮壩、倒閘等事故．
3、潛蝕的防治措施
(1)改變滲透水流的水動力條件：使水流梯度小於臨街水力梯度，可用堵截地表水流入地下巖土層：阻止地下水在巖土層中流動：設反濾層：減小地下水的流速等。
(2)改善岩土體的性質：增強岩土體的抗滲能力。如對溶洞等**壓密注漿加固、打止水樁等措施可以增加岩土的密實度，降低巖土層的滲透效能。
4、降低地下水位的措施
（1）明溝排水
明溝排水，是利用設定在基坑內或外的明溝、集水井和抽水裝置把地下水從集水井中不斷排走，保持基坑乾燥，此法適合對土質好而又不深的基坑，裝置和施工比較簡單，管理方便，但不易疏於基坑。同時需隨著基坑開挖加深而不斷修建，對砂石和沙壤土還需防止滑坡或流砂現象的產生。
（2）井點降水
其原理是在基坑周圍按一定間距布置井點從中連續抽水，使井周圍地下水下降而形成所謂的地下漏斗「，則井之間的地下水位也將降低，並降低到坑底設計標高以下，從而保證開挖工作可在乾燥無水的情況下進行。此法的優點是抽水時水流方向向下，土受到動水力的作用而得到壓實，同時增加坑壁的穩定性，且施工方便，但其缺點是水位下降后土的重度由浮重度變為飽和重度，增加了土的自重應力，再加動水力的作用，可能引起周圍建築物過大而不均勻的附加沉降所以利用井點降水過程中應對附近建築物及地下水位進行專門觀測。
四、總結
防治地下水必須從思想上認識到地下水的危害，同時要加強監管，做好勘測設計施工驗收各階段地下水防治工作，確保施工質量和安全：
（1）做好水文地質檢測、記錄工作
要盡可能詳細、全面地了解最高地下水的所有性質、引數，和地層的凍結深度，以及歷年以來的氣候變化情況，降水、蒸發量等技術指標，這是工作是科學合理地確定工程防護要求、防水標高和其他地下水防護相應措施的基礎保障
（2）做好結構防水設計
應採用科學合理的結構形式,使用建築結構自身的憎水性和密實性以及剛度，來增加建築結構自身的抗滲屬性。而且在設計中要盡可能的選用整齊、規則的造型，來增強建築結構整體的剛度；想要解決好變形縫滲漏問題，做好防水設計工作是基本保證。
（3）做好抗浮設計工作
應根據水浮力大小以及地質、後期執行條件等因素，綜合分析選擇出科學合理、經濟實用的方法。
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