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1、地下水對工程建設(shè)不利影響和防治措施 【摘要】地下水是水資源的重要組成部分，也是農(nóng)業(yè)灌溉、工礦企業(yè)和城市建設(shè)的重要水源之一。生產(chǎn)、生活與工程建設(shè)使得地下水發(fā)生變化，一定條件下，也會(huì)引起沼澤化、鹽漬化、滑坡等不利自然現(xiàn)象，在工程建設(shè)中還會(huì)產(chǎn)生地面沉降、地面塌陷、流砂、管涌、浮托作用、基坑突涌以及對鋼筋混凝土的腐蝕作用等現(xiàn)象，因此，了解和掌握地下水的不利影響對工程建設(shè)有著重大的意義，對地下水作用處理得當(dāng)甚至決定了工程建設(shè)能否成功?！娟P(guān)鍵詞】工程建設(shè)；地下水；不利影響；防治措施1、前言地下水，是貯存于包氣帶以下地層空隙，包括巖石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水
2、是水資源的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)灌溉、工礦企業(yè)和城市建設(shè)的重要水源之一。生產(chǎn)、生活與工程建設(shè)使得地下水發(fā)生變化，在工程建設(shè)中，會(huì)引起地面沉降、地面塌陷、流沙、管涌、浮托作用、基坑突涌以及對鋼筋混凝土的腐蝕作用等現(xiàn)象。下面主要介紹了地下水對工程建設(shè)的不利影響、產(chǎn)生原因以及防治措施。2、地下水對建筑工程的不利影響、產(chǎn)生原因及防治措施2.1地面沉降：（由于地下水位下降引起的地面沉降）10全國有近70個(gè)城市因不合理開采地下水誘發(fā)了地面沉降，沉降范圍6.4萬平方千米，沉降中心最大沉降量超過2m的有上海、天津、太原、西安、蘇州、無錫、常州等城市，天津塘沽的沉降量居然達(dá)
3、到3.1m。西安、大同、蘇州、無錫、常州等市的地面沉降同時(shí)伴有地裂縫。發(fā)生地裂縫的地區(qū)還有河北、山東、云南、廣東、海南等地。地面沉降以及地裂縫，對城市基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成嚴(yán)重威脅，因其引起垂直移動(dòng)以及向沉降中心的水平移動(dòng)，使建筑物基礎(chǔ)、橋墩錯(cuò)動(dòng)，鐵路和管道扭曲拉斷等現(xiàn)象不斷發(fā)生，給地面沉降影響范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物、市政道路、上下水管道、煤氣熱力管道、電力通訊管線等都帶來極大危害；不得不引起人們高度重視，這也只是國內(nèi)僅有的問題，國外沿海軟土地區(qū)也存在這種現(xiàn)象，這是一個(gè)全球性的環(huán)境工程地質(zhì)問題。通過國內(nèi)外同行多年的監(jiān)測、分析和研究，控制方法：合理開采地下水；對已開發(fā)
4、的地區(qū)，對含水層進(jìn)行回灌。2.2地面塌陷：（巖溶地區(qū)人為局部改變地下水位引起的）地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一種動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象。其類型可分為巖溶塌陷和非巖溶塌陷。10巖溶塌陷是由于可溶巖（以碳酸巖為主，其次有石膏、巖鹽等）中存在的巖溶洞隙而產(chǎn)生的。在可溶巖上有松散土層覆蓋的覆蓋巖溶區(qū)，塌陷主要產(chǎn)生在土層中，稱為“土層塌陷”，其發(fā)育數(shù)量最多、分布最廣；當(dāng)組成洞隙頂板的各類巖石較破碎時(shí)，也可發(fā)生頂板陷落的“基巖塌陷”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國巖溶塌陷總數(shù)達(dá)2841處，塌陷坑33192個(gè)，塌陷面積約332平方公里，造成年
5、經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1.2億元以上。由于非巖溶洞穴產(chǎn)生的塌陷，如采空塌陷，黃土地區(qū)黃土陷穴引起的塌陷，玄武巖地區(qū)其通道頂板產(chǎn)生的塌陷等。后兩者分布較局限。采空塌陷指煤礦及金屬礦山的地下采空區(qū)頂板易落塌陷，在我國分布較廣泛。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在全國21個(gè)省區(qū)內(nèi)，共發(fā)生采空塌陷182處以上，塌坑超過1592個(gè)，塌陷面積大于1150平方公里，年經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3.17億元。地面塌陷現(xiàn)場參見下圖：防治措施：①采取措施減少地表水的下滲；②合理采礦，預(yù)留保護(hù)煤柱；③加強(qiáng)采空區(qū)的地質(zhì)工程勘察工作④防治結(jié)合，加強(qiáng)工程自身防護(hù)能力以及⑤在重大工程附近應(yīng)嚴(yán)格禁止會(huì)引起地下水位大幅度改變的工程施
6、工，如必須施工，應(yīng)進(jìn)行回灌。2.3流砂：（不合理的地下水流動(dòng)）流砂是土體的一種現(xiàn)象，通常細(xì)顆粒、顆粒均勻、松散、飽和的非粘性土容易發(fā)生這個(gè)現(xiàn)象。流砂的形成是多種多樣的，但它對建筑物的安全和正常使用影響極大。流砂與管涌的區(qū)別與聯(lián)系10流砂發(fā)生的原因是由于土體中的水存在壓力差，水對土體產(chǎn)生滲流力。如果單位顆粒土體受到的孔隙水壓力大于或等于其自身重力，則土體發(fā)生懸浮、移動(dòng)。即孔隙水壓力-單元體總重量=γw*h-γsat*h>0，則流砂形成。其中γw為水的重度，γsat為土體的飽和重度。流砂的產(chǎn)生會(huì)引起建筑物基礎(chǔ)移動(dòng)、基坑坍塌、堤壩損毀等危害，必須加以防治。流砂
7、現(xiàn)象的防治原則是：①減小或消除水頭差，如采取基坑外的井點(diǎn)降水法降低地下水位，或采取水下挖掘；②增長滲流路徑，如打板樁；③在向上滲流出口處地表用透水材料覆蓋壓重以平衡滲流力；④土層加固處理，如采用換土墊層法、深層密實(shí)法、排水固結(jié)法、化學(xué)加固法、加筋法、熱學(xué)法等。2.4管涌：（不合理的地下水流動(dòng)）在滲透水流作用下，土中的細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動(dòng)，以至流失；隨著土的孔隙不斷擴(kuò)大，滲透速度不斷增加，較粗的顆粒也相繼被水流逐漸帶走，最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成貫通的滲流管道，造成土體塌陷，這種現(xiàn)象稱為管涌。可見，管涌破壞一般有個(gè)時(shí)間發(fā)展過程，是一種漸進(jìn)性質(zhì)的破壞。10
8、土是否發(fā)生管涌，首先取決于土的性質(zhì)，管涌多發(fā)生在砂性土中，其特征是顆粒大小差別較
