摘要：在當(dāng)前建筑工程施工中，解決地下水對(duì)工程施工造成的影響是工程建設(shè)領(lǐng)域所面臨的重要課題。本文從施工實(shí)踐出發(fā)結(jié)合理論闡述了地下水對(duì)工程施工的影響，并從管理與技術(shù)上提出了以危害控制為主體的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：地下水 建筑工程 施工影響 對(duì)策

在建設(shè)工程施工的周期當(dāng)中，不得不提及的施工階段是最為復(fù)雜和重要的階段之一，在施工階段也經(jīng)常出現(xiàn)各種復(fù)雜的問(wèn)題和情形。地下水作為天然形成的地下水質(zhì)，在施工過(guò)程中有很大的阻礙作用。無(wú)論是地下工程還是地上工程，在進(jìn)行工程建造時(shí)，都要或多或少的深入地表巖層。但是，地下水作為在廣泛的地表巖土之中常見的現(xiàn)象，對(duì)建筑工程的影響卻十分廣泛而普遍。

1 地下水在工程施工中產(chǎn)生的影響分析

1.1 地下水的分布。地下水分布較為復(fù)雜，它不僅受一般規(guī)律影響，還受到巖土性質(zhì)、地理環(huán)境條件與季節(jié)變換、結(jié)構(gòu)發(fā)育程度、人類活動(dòng)等不同因素的相互影響，各個(gè)因素可能單獨(dú)影響，也可能多個(gè)因素共同影響。地下水在分布上包涵了地下水類別、儲(chǔ)存數(shù)量、水位高低與補(bǔ)給條件等不同特征的分析，而在這些特征之中地下水的類別則最為重要。在地理學(xué)的研究中，按照埋藏條件來(lái)分，可以把地下水分為潛水、包氣滯水、承壓水。不同種類的地下水對(duì)其影響也自不同，具體有如下兩點(diǎn)：首先，各種不同類型的地下水的固有特征有所不同，如季節(jié)的變化、是否承壓、補(bǔ)給條件的差異等；其次，我國(guó)現(xiàn)今在工程建設(shè)技術(shù)的先進(jìn)程度和行業(yè)限制有所不同，如大型水利工程、礦山與一般的建筑工程之間的不同。在工程施工過(guò)程中潛水的影響最大，因其在地域上分布較廣、埋藏的深度和范圍較大的特點(diǎn)，對(duì)工程施工建設(shè)過(guò)程中影響廣泛而普遍；包氣滯水由于埋藏淺、儲(chǔ)量小，對(duì)工程的影響較??；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(duì)個(gè)別地帶、個(gè)別行業(yè)帶來(lái)影響。

1.2 巖土的三相結(jié)構(gòu)和巖土的水性質(zhì)。在工程施工中的基礎(chǔ)元素是巖土，巖土的結(jié)構(gòu)、力學(xué)特征以及其他性質(zhì)則直接決定了在工程施工中是否順利。巖土在結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)氣、液、固三態(tài)。固態(tài)的巖土主要是由不同的粒徑級(jí)配固體顆粒所組成，它是巖土的主體部分；液態(tài)的巖土主要是由依附于固態(tài)顆粒上以及游散在固相結(jié)構(gòu)空隙中的液體；氣態(tài)的巖土主要是由擴(kuò)散在液態(tài)與固態(tài)上以及充溢在液態(tài)和固態(tài)空隙中的水蒸氣和空氣。巖土的三相結(jié)構(gòu)之間相互作用，相互影響巖土的穩(wěn)定性與強(qiáng)度。

在地理學(xué)上，我們通常將巖土中液態(tài)結(jié)構(gòu)同地下水視為一種類型。其中，巖土的水性質(zhì)則集中體現(xiàn)了地下水的性質(zhì)，分別可以敘述為巖土的給水度、含水性與透水性。在滿足工程施工需要的角度來(lái)觀察，各個(gè)類型的巖土在理論上可以達(dá)到最佳水質(zhì)的指標(biāo)值，然而，巖土的水性質(zhì)實(shí)際上的指標(biāo)值同理論上的最佳值往往出現(xiàn)不同程度的偏差。

1.3 地下水和巖土之間的交互作用。地下水在工程施工方面，地下水和巖土之間的交互作用是其主要影響根源，地下水和巖土之間的交互作用不但直接決定了巖土三相結(jié)構(gòu)中的性質(zhì)，同時(shí)也決定了巖土三相結(jié)構(gòu)在施工擾入后的變化發(fā)展趨勢(shì)，從而在工程施工過(guò)程中地下水起到?jīng)Q定性的重要作用。地下水和巖土之間的交互作用相當(dāng)復(fù)雜，下面我們將通過(guò)三個(gè)理論定律展開研究。

1.3.1 太沙基有效應(yīng)力理論。這種理論是指把巖土結(jié)構(gòu)中固液兩種狀態(tài)相對(duì)飽和的巖土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能得出固液兩種狀態(tài)的相對(duì)關(guān)聯(lián)、相互影響和作用的一種規(guī)律，它是巖土三相結(jié)構(gòu)重要的理論。太沙基有效應(yīng)力理論認(rèn)為液體不承受剪應(yīng)力，但可以承受并傳遞法向應(yīng)力，進(jìn)而把結(jié)構(gòu)總體應(yīng)力區(qū)分為相對(duì)獨(dú)立的兩部分：液相空隙壓力u、固相有效應(yīng)力σ′。該理論可表達(dá)為：σ=σ′+u。由太沙基有效應(yīng)力理論進(jìn)行分析，液體在巖土之中具有流動(dòng)性，施工開始后將會(huì)導(dǎo)致液體的不同程度的流動(dòng)，因而造成了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和應(yīng)力強(qiáng)度損失降低。

1.3.2 地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律。這種規(guī)律可以用一個(gè)公式來(lái)表明：V=ki1/m。在公式中，v的含義是水移動(dòng)速度；k的含義是巖土的滲透系數(shù)；i的含義是水力的坡度；m的含義是綜合反映流速、地下水的流動(dòng)方式和巖土三相結(jié)構(gòu)特征的參數(shù)。地下水在處于層流狀態(tài)時(shí)，m的值應(yīng)當(dāng)為1；而當(dāng)?shù)叵滤谔幱谖闪鳡顟B(tài)時(shí)，m的值應(yīng)當(dāng)在1和2之間。然而，在大多數(shù)情況下，地下水在巖土中是以層流方式運(yùn)動(dòng)的，所以m值常取1。

1.3.3 巖土強(qiáng)度理論：t=σtan∮+c。其中t表示巖土抗剪強(qiáng)度；σ表示剪切面方向應(yīng)力；∮表示巖土內(nèi)摩擦角；c表示巖土黏聚力。此式即為聞名遐邇的摩爾—庫(kù)侖強(qiáng)度理論。因?yàn)榧羟衅茐氖菐r土破壞最常見的方式，所以抗剪強(qiáng)度作為基礎(chǔ)的摩爾—庫(kù)侖理論變?yōu)閹r土結(jié)構(gòu)非常重要的理論。

在對(duì)以上敘述的三個(gè)理論在理解和運(yùn)用時(shí)，首要且必須要做到的是全面與統(tǒng)一，同時(shí)須具體明確以下幾點(diǎn)：

①在工程施工中，地下水的影響不是單獨(dú)的，同時(shí)還受到許多其他因素的影響；

②以上三個(gè)理論是相互統(tǒng)一的，三個(gè)理論共同決定了地下水和巖土之間的交互作用；

③在工程施工過(guò)程中，地下水對(duì)其影響包含了物理、地理、化學(xué)等不同學(xué)科，只有結(jié)合工程和地下水的實(shí)際情況才能避免得出錯(cuò)誤結(jié)論，能更正確有效的分析和解決問(wèn)題。

2 對(duì)策分析

通過(guò)地下水對(duì)工程施工影響的分析，結(jié)合上述三個(gè)理論，在實(shí)踐中遵循三個(gè)原則來(lái)確定對(duì)策：安全第一原則、經(jīng)濟(jì)可行原則、技術(shù)創(chuàng)新原則。以這三個(gè)原則為指導(dǎo)，所確定的對(duì)策可分為管理類和技術(shù)類。

2.1 管理類對(duì)策。管理類對(duì)策是指充分的運(yùn)用決策理論、管理科學(xué)的成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這類對(duì)策可以通過(guò)科學(xué)、創(chuàng)新、高效的方法進(jìn)行管理，從而減輕乃至消除在工程施工過(guò)程中地下水的影響。具體言之，有以下幾點(diǎn)：①合理安排施工活動(dòng)，提高管理效率，避免汛情、雨情等氣候因素所帶來(lái)的消極效應(yīng)；②提高從業(yè)人員特別是工程技術(shù)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，發(fā)揮其技術(shù)專長(zhǎng)與思維能動(dòng)性；③在施工需求基礎(chǔ)上適度調(diào)整施工質(zhì)量、費(fèi)用與進(jìn)度，從而適應(yīng)在特定環(huán)境下地下水問(wèn)題的解決。

2.2 技術(shù)方面的對(duì)策。技術(shù)方面的對(duì)策在操作上方法和措施有很多種，但它們都能體現(xiàn)出共同的特征。在工程施工中不同中給的措施應(yīng)當(dāng)都有與其相適應(yīng)的范圍、具體做法和技術(shù)指標(biāo)。下面我們對(duì)一些技術(shù)對(duì)策的共同特征具體進(jìn)行論述：①堵和截：這種方法在本質(zhì)上以隔斷地下水補(bǔ)給源為特征，以及在地下水流動(dòng)過(guò)程中設(shè)置障礙、提高阻力。具體方法可以利用設(shè)幕墻、打板樁等方法，這是為了把地下水在流動(dòng)過(guò)程中加以控制，為整個(gè)工程施工時(shí)打下基礎(chǔ)保障，從而有利于整個(gè)工程的施工。②排和降：排是指把地下水以及補(bǔ)給源排放到施工的作業(yè)范圍外；降是指將高水位降至作業(yè)面以下從而使得作業(yè)面處于降水漏斗的范圍內(nèi)。利用排和降的方法可以把作業(yè)范圍內(nèi)中的巖土三相結(jié)構(gòu)中液態(tài)比例降低，并有利于整個(gè)工程的施工。③保留：在工程施工過(guò)程中采取其它技術(shù)方法成本過(guò)高時(shí)，我們可以采用保留的方法，保留地下水，并采取開發(fā)或更換新施工方法和工藝來(lái)解決，譬如水下開挖土方工法以及機(jī)械頂管替代人工頂管等。④更換和固結(jié)：更換是指將更換后的土質(zhì)和地下水凝固或降低地下水流動(dòng)速率，從而與地下水結(jié)合而形成新的巖土三相結(jié)構(gòu)；固結(jié)是指加入凝固性材料、冷凍等方法使巖土固化，以降低地下水的滲透破壞和流動(dòng)性。⑤防：這種技術(shù)方法是指防止地表的徑流，例如雨水以及其它特殊徑流產(chǎn)生的地下水問(wèn)題。

2.3 技術(shù)對(duì)策的舉例：①管涌防治：這種方法是以堵截地下水補(bǔ)給源、阻礙或弱化地下水流動(dòng)的方法，設(shè)置反濾層、減小地下水的水力坡度、替換土質(zhì)等。②流土防治：采用人工降水、凍結(jié)、打板樁和水下開挖等方法。③基坑坍塌：降水、集中排水、護(hù)坡或基坑支爐等。④地面沉降防治：采用周轉(zhuǎn)式回灌、緩慢均勻降低地下水等。

3 結(jié)語(yǔ)

地下水對(duì)工程施工的影響是十分普遍、客觀的存在，隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，工程建設(shè)技術(shù)要求也越來(lái)越高，在工程施工過(guò)程中對(duì)地下水進(jìn)行研究顯得十分迫切，對(duì)建筑技術(shù)的提高起到很大的幫助。

參考文獻(xiàn)：

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