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1、工程地下水问题王明章 内容概要 一、地下水基本特征 （一）地下水类型1、地下水的赋存形式2、地下水类型划分 （二）地下水性质1、物理性质 2、化学性质 （三）地下水污染二、岩土的水理特征 1、软化性 2、透水性 3、崩解性 4、给水性 5、胀缩性 三、工程地下水勘探中的主要问题 （一）水文地质单元调查1、 调查的意义： 2、存在的主要问题： （二）钻孔简易水文地质观测1、 观测的意义： 2、存在的主要问题： （三）水文地质钻孔设计及布置问题 1、钻孔结构设计 （1）小口径与大口径大区别承压水 潜 水 （2）大口径的适宜条件 2、水文地质孔布置 （1）存在的问题： （2）建议的布孔及井结构方法：
2、 根据勘探孔地质编录、 简易水文地质观测结果 ，编制场区隐伏岩溶平面分布图； 根据勘探钻孔终孔后的水位实测资料，编制场 地等水文线图； 综合上述图件，找出场地中地下水主径流带， 结合你见建筑物的结构特征，在住径流带上布设 水文地质孔。 （四）场地地下水位问题经验不足的人员直接将测得孔中水位不加分 析直接作为水位标在图上，结果造成不能真正查 明场地地下水位。首先确定与区域地下水有联系的钻孔。当场 地位于水位地质单元的补给和径流区带时，在施 工中冲洗液漏失的钻孔可认为是与当地地下水有 水力联系的部位。反之，返水孔则为无水力联系 的部位。利用确定了与单地地下水系统有水力联系的 钻孔实测的水位，编制等
3、水位线图，则得出场地 地下水位及其空间分布。 （五）抽水试验问题 1、试验方法：在勘探场地中，为求取含水层水文地质参数 采用多孔非稳定流抽水试验效果会更好。一是需 要抽水时间更短；二是试验结果更能反映岩层得 导水性和储水性能；三是由于抽水时间短，在岩 溶强烈发育的场地中，能较有效地避免由于抽水 试验水位下竟导致的岩溶地面塌陷以及带来的不 良工程地质问题（灾害）。 2、资料整理： 稳定流抽水试验资料整理、参数计算方 法及要求 非稳定流抽水试验资料整理方法及要求 。 3、常见的问题采用稳定流抽水试验延续时间不足。一是潜水和承压水模型不分、混用；二 是完整井和非完整井不分。 四、工程地下水评价问题
4、（一）水文地质计算 1、水文地质参数计算（1）计算方法（2）参数计算结果分析 2、基坑涌水量预测计算问题 （1）模型建立 （2）计算方法 大井法 实例: 某场地，设计基坑长250m，宽125m，深12m。基 坑开挖排水，地下水向未来基坑的运动为向集水井的承压 无压运动。 （1）计算公式渗透系数 k= 0.1465 充水层承压水柱高 =74.94m 充水含水层的厚度=68.03m 含水层剩余饱水带厚度=59.94m 基坑疏干排水水位降深 S=15m “大井”半径 影响半径引用影响半径 （3）计算结果 干扰井群法 、叠加原理 H=S1+S2+Sn 、干扰井原理 、参数取值0.1465286.039
5、.966m2/d830.5m3/d 、各节点静水位到充水含水层的水柱高 、场区进行有限单元剖分 、计算程序 A、设置疏干工程方案（井数、井位、各井排水量等） B、先求出各节点静水位到充水含水层的水柱高Hi； C、计算井群在干扰条件下各计算节点处在计算末时刻的 水位降Si， D、判别: 假设当首采区设计降深值与各井抽水疏干后的 降深值相差不大，即小于一定值时（本次疏干设计取 =0 THEN GOTO 150 130 U=0 150 G=U/(2*3.1416*K) 200 D=D+U 230 NEXT G 240 S(I)=H(I)-SQR(H(I)2-D) 250 NEXT I 260 FOR
6、 W=1 TO M 270 LPRINT USING“#.#”; “S(”;W; “)=?”; S(W) 275 S(W)=0 280 NEXT W 285 FOR K=1 TO M 290 Z(K)=H(K)-S(K) 300 LPRINT USING“#.#”; “Z(”;K; “)=?”; Z(K); 310 NEXT K 320 RESTORE 330 LPRINT “- -” 340 LPRINT 350 NEXT E 400 END 500 DATA疏干前后首基坑疏干水位等值线图 基坑中心地下水位降深水位历时曲线图 （二）地下水对建筑材料的腐蚀性评价 1、水化学分析的项目 包括“P
7、H、EH（自然电位）、电导率、溶 解氧、酸度、碱度、矿化度、游离CO2、 侵蚀性CO2、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、 NH+、Fe+3、Fe+2、Cl-、SO4-2、 HCO3+、CO3+、 NO3及有机质。2、地下水对建筑材料的腐蚀性评价方法及判定标准 按环环境类类型水和土对对混凝土结结构的腐蚀蚀性腐蚀等级腐蚀介质环境类型弱 中 强硫酸盐含 量 SO4-2 （mg/l）250500 5001500 15005001500 15003000 300015003000 30006000 6000弱 中 强镁盐含量 Mg2+ （mg/l）10002000 20003000 300020003
8、000 30004000 400030004000 40005000 5000弱 中 强氨盐含量 NH+ （mg/l）100500 500800 800500800 8001000 10008001000 10001500 1500弱 中 强苛性碱含量 OH- （mg/l）35004300 43005700 570043005700 57007000 700057007000 700010000 10000弱 中 强总矿化度 （mg/l）10002000 20005000 300020005000 50006000 600050006000 60007000 7000按地层层渗透性水碓混凝土的
9、腐蚀蚀性评评价腐蚀等级PH值侵蚀性CO2 （mg/l）HCO3- （mmol/l）强透水层弱透水层强透水层弱透水层强透水层弱透水层弱 中 强5.06.5 4.05.0 4.04.05.0 3.54.0 3.51530 3060 603060 60100 1.00.5 0.5 水对钢对钢 筋混凝土中钢钢筋的腐蚀蚀性评评价腐蚀等级Cl- （mg/l） 长期浸水干湿交替 弱 中 强 5000 100500 5005000 5000水对钢结对钢结 构腐蚀蚀性评评价腐蚀等级PH值、（Cl-+SO42-）含量（mg/l）弱 中 强PH值311 （Cl-+SO42-） 500 PH值311 （Cl-+SO4
10、2-）500 PH值 3 （Cl-+SO42-）任何浓度（三）地下水“基坑突涌”评价 当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁 基坑底板，产生“基坑突涌”的可能性进行计算和评价。 1、土质隔水层的评价方法基坑不产生突涌基坑将产生突涌当 2、岩质隔水底板的评价方法当底板稳定，无突水可能或可能性小。或底板不稳定，无突水可能或可能性大。 当 或 （三）地下水对结构的上浮作用评价 抗浮设防水位基础砌置深度内起主导 作用的含水层中地下水在建筑物运行期间 的最高水位。 抗浮设计按照最不利原则一是地下抗 浮设计水位，二是基础埋设设置深度及地 层条件。 抗浮设防水位按照建筑场区及相邻地下水 位动态长
11、期监测资料，以历史最高水位确 定。 （四）地下水对边坡和基坑工程影响评价 1、降低边坡岩土的力学指标； 2、引起锚杆或土钉与周围岩土间的握裹力 降低，从而降低抗拔力。 3、造成只虎工程施工难度加大，使支护结 构嵌固深度不够。 4、地下水控制（排水）不当，造成基坑侧 壁土体流失形成潜蚀，威胁基坑边坡的安 全。 （五）基坑排水引发岩溶地面塌陷评价与 预测 1、岩溶塌陷与含水介质的关系 2、岩溶塌陷成因类型 3、基坑排水引发岩溶塌陷的预测与预防（六）其他工程水文地质问题评价 1、对以软质岩石、强风化岩、残积土、膨 胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地 ，应着重评价地下水活动对上述岩土体可 能产生的软化、崩解、胀缩等作用。 2、在地基基础压缩层范围内存在松散、饱 和的粉细砂、粉土时，应预测产生潜蚀、 流砂、管涌的可能性。五、 地下水引起的岩土工程危害
