地下水对建筑物的重要影响及其作用

地下水对建筑物的重要影响及其作用



据大量资料统计分析，建筑工程质量事故中，地基事故占相当大的比例，轻则造成建筑物裂缝、倾斜；重则直接影响建筑物的正常使用，致使建筑物倒塌与人员死亡。其主要原因之一就是忽视了建筑场地的水文地质情况，或者对地下水对建筑工程的影响了解不够。

地下水对已有建筑物的影响
由于地质、气候、水文、人类的生产劳动等因素的作用，地下水位经常会有很大的变化，这种变化多会使已有的建筑物产生各种不良的后果，特别是当地下水位在基础底面以下变化时，后果更为严重。当地下水位在基础底面以下压缩层范围内上升时，水能浸湿和软化岩土，从而使地基的强度降低，压缩性增大，建筑物就会产生过大的沉降或不均匀沉降，导致建筑物的倾斜或开裂；当地下水位在基础底面以下压缩层范围内下降时，水的渗流方向与土的重力方向一致，地基中的有效应力增加，基础就会产生附加沉降。特别是地基土质不均匀，或者地下水位不是缓慢而均匀地沉降，基础就会产生不均匀沉降，造成建筑物倾斜，甚至使建筑物开裂和破坏。

地下水对桩基工程的影响
软弱地基地层很少由单一土质构成，变化相对较复杂，为此往往采用桩基工程（包括预制桩、灌注桩、搅拌桩等）加固地基，提高地基承载力。为了不使桩周地层坍塌和松动，提高成桩质量，选择相应的成桩方式时必须考虑地下水的赋存运动情况；另一方面由于受地下水的影响，当桩身下沉量小于土层下沉量时，桩周土对桩身产生负摩擦力，严重影响单桩承载力，特别是建筑物场地承压地下水或流动地下水的流速大于 9:?:;< 时，不宜使用混凝土灌注桩或水泥搅拌桩。


地下水对基坑开挖支护的影响
随着高层建筑日益增多，特别在旧城改造中高层建筑受施工场地、施工工艺的影响，往往要求采用垂直开挖。为了保证基坑开挖的安全与经济技术合理，特别是在软弱地基地区，为了保证施工安全、侧壁土的稳定与相邻建筑物的安全，往往先在场地周围施工维护桩和连续墙，采用基坑侧壁内撑支护。基坑开挖中常采用抽水方法降低地下水位，减少土侧压力的影响，但因局部的抽水或排水，能使基础底面以下的地下水位突然下降，引起挡土墙和临近建筑物变形，造成地表塌陷或地面沉降。目前尽管基坑开挖设计方案均须通过专家论证，但对地下水文地质情况的认识不够，大部分深基础基坑开挖还是因排水轻则影响基坑开挖与相邻建筑物的正常使用，重则发生基坑维护倒塌，发生停工，甚至人员伤亡事故。

另一方面，在同流域施工时，应首先弄清楚低水位、平均水位、高水位等水文地质情况，特别是在地表水污染较严重的化工区，因基坑开挖中的排水引起地表污水的倒渗，严重影响建筑基础材料的稳定性，直接影响建筑物的正常使用年限与安全。
A 水质对建筑材料的影响
在混凝土的制作过程中，需要用水搅拌，如果使用矿化度极低的水，软水中氢离子、二氧化碳、游离碳酸及某些盐类的含量处于极限值时，使混凝土碳酸化，或导致水泥石水解，使水泥石中的氢氧化钙被中和或氧化钙、氢氧化钙及其他成分被溶解流失，降低了混凝土的碱度，引起混凝土强度的降低。

另外水中含有某些一定量的盐，与混凝土接触，并渗入到混凝土内部，使水泥石水化，或与混凝土成分起化合作用，形成水化物及稳定的含水结晶体，因膨胀引起胀裂破坏，影响混凝土的耐久性。
B 建议
由于地下水与地基基础设计施工有直接关系，工程勘测时应收集水文地质资料，判断有无承压地下水的分布，注意是否夹有不透水层，弄清地下水的压力、出水量、水流方向等问题。一般情况下，可以借助于测定钻空内水位的方法来判断有无承压地下水，为此，相当重要的一点就是充分考虑到透水层及不透水层的连续性等，并以此选择调查地点，对于含有透水性相当强的卵石层或砾石层时，应在进一步研究泥浆的止水效果，水的补给能力等情况的基础上，确认是否能保持住孔内水位，然后根据漏水的程度确定是否进行漏水实验。必要时可用三点法测定地下水流向（沿等边三角形的顶点布置钻孔，以其水位高程编绘等水位图，则垂直等水位线并向水位低的方向为地下水流向），还可以用人工放射性同位素单井法测定地下水流向。


为了查明建筑场地的地层渗透性和富水性，测定有关水文地质参数，为建筑设计提供水文地质资料，可根据建筑规模大小，工程重要性进行抽水实验。因为现场条件限制，也可在探井、试孔或民井中，进行简易抽水试验。在地下水埋藏较深，而不便于进行抽水试验时或在干的透水岩（土）层，可使用注水试验获得渗透性资料。为了避免混凝土施工过程中受腐蚀，拌制和养护混凝土用水的水质应符合有关规定，必须查明环境水对建筑材料的腐蚀特征和腐蚀程度。特别是被污染的水，因其含盐量过多，含有害物质或者 9& 值低，容易引起钢筋锈蚀，促使混凝土表面风化；必须阐明环境水的腐蚀性与场地环境因素的关系，为建筑材料的防腐设计提供依据。