地下水

地下水最常見的問題主要是對巖體的軟化、侵蝕和靜水壓力、動水壓力作用及其滲透破壞等。

(一)地下水對土體和巖體的軟化

地下水使土體尤其是非黏性土軟化，降低強度、剛度和承載能力。有侵蝕性的地下水使巖石發生化學變化，也可能導致巖石的強度降低。尤其是地下水使結構面的黏結力C降低和摩擦

減小，使結構面的抗剪強度降低，造成巖體的承載力和穩定性下降。

(二)地下水位下降引起軟土地基沉降

一般在沿海軟土層中進行基礎施工時，需要人工降低地下水位。若降水措施不當，輕者造成鄰近建筑物或地下管線的不均勻沉降，重者使建筑物基礎下的土體顆粒流失，甚至掏空，導致建筑物開裂，進而危及安全使用。

此外，還應注意抽水環節。如果抽水井濾網和砂濾層的設計不合理或施工質量差，那么抽水時會將軟土層中的黏粒、粉粒、細砂等細小土顆粒隨同地下水一起帶出地面，使周圍地面土層很快產生不均勻沉降，造成地面建筑物和地下管線不同程度的損壞。其次，井管埋設完成開始抽水時，井內水位下降，井外含水層中的地下水不斷地流向濾管，經過一段時間后，在井周圍形成漏斗狀的彎曲水面一降水漏斗。在這一降水漏斗范圍內的軟土層會發生滲透固結而造成地基土沉降。而且，由于土層的不均勻性和邊界條件的復雜性，降水漏斗往往是不對稱的，因而使周圍建筑物或地下管線產生不均勻沉降，甚至開裂。

(三)動水壓力產生流沙和潛蝕

流沙是一種不良的工程地質現象。在建筑物深基礎工程和地下建筑工程的施工中所遇到的流沙現象，按其嚴重程度可分下列三種：輕微流沙，當基坑圍護樁排的間隙處隔水措施不當或施工質量欠缺時，或當地下連續墻接頭的施工質量不佳時，有些細小的土顆粒會隨著地下水滲漏一起穿過縫隙而流入基坑，增加坑底的泥濘程度;中等流沙，在基坑底部，尤其是靠近圍護樁墻的地方，常會出現一堆粉細砂緩緩冒起，仔細觀察，可以看到粉細砂堆中形成許多小小的排水溝，冒出的水夾帶著細小土粒在慢慢地流動;嚴重流沙，基坑開挖時如發生上述現象而仍然繼續往下開挖，流沙的冒出速度會迅速增加，有時會像開水初沸時的翻泡，此時基坑底部稱為流動狀態，給施工帶來極大困難，甚至影響鄰近建筑物的安全。如果在沉井施工中，產生嚴重流沙，那么沉井就突然下沉，無法用人力控制，以致沉井發生傾斜，甚至發生重大事故。

如果地下水滲流產生的動水壓力小于土顆粒的有效重度，即滲流水力坡度小于臨界水力坡度。那么，雖然不會發生流沙現象，但是土中細小顆粒仍有可能穿過粗顆粒之間的孔隙被滲流攜帶而走。時間長了，在土層中將形成管狀空洞，使土體結構破壞，強度降低，壓縮性增加，這種現象稱之為機械潛蝕。

(四)地下水的浮托作用

當建筑物基礎底面位于地下水位以下時，地下水對基礎底面產生靜水壓力，即產生浮托力。如果基礎位于粉土、砂土、碎石土和節理裂隙發育的巖石地基上，則按地下水位100%計算浮托力;如果基礎位于節理裂隙不發育的巖石地基上，則按地下水位50%計算浮托力;如果基礎位于黏性土地基上，其浮托力較難確切地確定，應結合地區的實際經驗考慮。

(五)承壓水對基坑的作用

當深基坑下部有承壓含水層時，必須分析承壓水頭是否會沖毀基坑底部的黏性土層，通常用壓力平衡概念即式(1.3.1)進行驗算：

γM=γWH (1.3.1)

式中：γ、γW——分別為黏性土的重度和地下水的重度;

H——相對于含水層頂板的承壓水頭值;

M—基坑開挖后黏性土層的厚度。

所以，基坑底部黏性土層的厚度必須滿足式(1.3.2)的要求：

M>γWH/γ?K (1.3.2)

式中：K--------安全系數，一般取1.5?2.0,主要視基坑底部黏性土層的裂隙發育程度及坑底面積大小而定。

當M<γWH/γ?K，則必須用深井抽汲承壓含水層中的地下水，使其承壓水頭下降。

(六)地下水對鋼筋混凝土的腐蝕

地下水對混凝土建筑物的腐蝕是一項復雜的物理化學過程，在一定的工程地質與水文地質條件下，對建筑材料的耐久性影響很大。硅酸鹽水泥遇水硬化，形成Ca(OH)2、水化硅酸鈣Ca0Si02·12H20、水化鋁酸鈣CaOAl2O3?6H20等，這些物質往往會受到地下水的腐蝕。

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（責任編輯：zyc）

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