第五章地下水地下水的類型地下水的垂直分帶埋藏條件、空隙性質組合分類表含義：分布于包氣帶中局部不透水層或弱透水層外表的重力水。形成條件特點工程意義一、上層滯水

二、潛水含義：是指埋藏在地面以下第一個穩定隔水層之上具自由水面的重力水。埋藏條件的根本概念1潛水面;2潛水位;3埋藏深度;4潛水含水層的厚度〔一〕根本概念〔二〕潛水特點1潛水為無壓水，具有自由外表，其上無穩定的隔水層存在；2潛水在重力作用下，由高處向低處流動，流速取決于地層的滲透性能和水力坡度；3潛水的分布區與補給區一致，受降水，地表水，凝結水補給。4潛水動態隨地區和時間而變化。〔三〕潛水面形狀及其表示方法潛水面的表示方法剖面圖平面圖潛水等水位線圖繪制方法用途水文地質剖面圖形狀潛水等水位線圖＆埋藏深度圖1〕決定潛水流向2〕求水力坡度3〕潛水埋藏深度4〕潛水與地表水的互補關系5〕確定泉水點與沼澤的位置6〕選取合理的給水、排水的位置，用途：地形等高線潛水等水位線BA三、承壓水〔一〕根本概念1．含義：充滿于上下兩個穩定隔水層之間的含水層中的有壓重力水。2．埋藏條件相關概念:1〕隔水頂、底板2〕含水層厚度3〕初見水位4〕承壓水位5〕水位埋深6〕承壓水頭〔二〕承壓水特征①有承壓性，承受靜水壓力；②補給區、承壓區和排泄區的分布較為明顯。③補給區具有潛水的特點；④埋藏深度大，動態穩定。⑤適宜形成承壓水的地質構造大致有兩種：一種為向斜構造。另一種為單斜構造。斷塊構造形成的自流斜地巖性變化形成的自流斜地〔三〕等水壓線圖〔1〕含義：將許多鉆孔揭露的承壓水位相同的點連成線，叫等水壓線，由等水壓線組成的平面圖即為等水壓線圖。〔2〕特點:一個地區很多鉆孔揭露同一層的承壓水位，可以在成一個面，叫水壓面，這是一個想象的面。等水壓線也是一個虛構的線，與潛水面和潛水等水位線不同的。地形等高線頂板等高線等水壓線承壓水位線〔3〕用途1〕含水層埋藏深度2〕承壓水位埋深3〕承壓水頭與潛水等水位線圖有相似的用途外BA含水層頂板等高線地形等高線承壓水等水壓線

嵩山北翼的鞏義市米河鎮小里河村打成了一口深460米的自流井，自流量每晝夜120噸，水頭高出地面1.5米，是鞏義市目前唯一的自流井。8583815.5地下水對土木工程的不良影響一、地基沉降原因：危害：〔1〕松散沉積層中進行深根底施工時，人工降低地下水位——使周圍土層產生固結沉降。〔2〕抽水井的濾網和砂濾層設計不合理或施工質量差，抽水時細小顆粒同地下水一起帶出地面——周圍地面土層不均勻沉降——造成地面建筑物和地下管線損壞。〔3〕抽水時在水周圍形成降水漏斗——使周圍建筑物或地下管線產生不均勻沉降，甚至開裂。二、流砂流砂——地下水自下而上滲流時巖土產生流動的現象，它與地下水的動水壓力有密切關系。動水力：地下水在滲流時作用于單位體積土骨架上的力，亦稱動水壓力。產生流砂的外在條件：1〕地下水動水力大于土粒的浮重度2〕地下水水力坡度大于臨界水力坡度危害及防治：流砂——土體流動——地表塌陷或建筑物的地基破壞。

產生流砂現象的原因有內因和外因。

4流砂的防治

取決于土的性質，當土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、滲透系數小、排水性能差等均容易產生流砂現象。流砂現象極易發生在細砂、粉砂和亞粘土中，但是否發生流砂現象，還取決于一定的外因條件。

內因

共70頁第65頁流砂發生后，土完全喪失承載力，土體邊挖邊冒，施工條件極端惡化，基坑難以到達設計深度。嚴重時會引起基坑邊坡塌方,臨近建筑物出現下沉、傾斜甚至倒塌。廣佛地鐵桂城站基坑出現流砂，地面下沉約1.5m圖為砂包封堵搶險現場共70頁第64頁流砂防治防——在易產生流砂的地區應盡可能的防止開挖。治：〔1〕人工降低地下水位〔2〕打板樁打板樁加固坑壁，增長地下水滲流途徑，以減小水力坡度。〔3〕凍結法使地下水和土層一起凍結，水下挖掘。〔4〕水下挖掘 〔5〕其它方法：化學加固法

打板樁水中挖土將板樁沿基坑打入不透水層或打入坑底面一定深度,可以截住水流或增加滲流長度、改變動水壓力方向，從而到達減小動水壓力的目的。即不排水施工。使坑內外的水壓相平衡，不致形成動水壓力。如沉井施工不排水下沉、進行水中挖土、水下澆筑砼。深基坑打板樁防止流砂產生水中挖土三、潛蝕1.類型1〕機械潛蝕：2〕化學潛蝕：1〕機械潛蝕：土粒在地下水的動水力作用下受到沖刷，將細粒土沖走，使土的結構破壞，形成洞穴的作用。2〕化學潛蝕：在地下水和一氧化碳等作用下，能使巖石中的長石、云母等礦物變為高嶺石、絹云母和其他粘土礦物。**由人類工程活動所引起的這種現象叫管涌。潛蝕危害及防治空洞塌陷地基土防治方法：1〕堵截地表水流入土層；2〕阻止地下水在土層中流動，或減小流速和水力坡度值；3〕設置反濾層，改造土的性質。四、地下水的浮托作用建筑物根底底面位于地下水位以下時，地下水對根底底面產生靜水壓力，即浮托力。地下水位較高時，浮托力是不能忽略的五、基坑突涌建筑基坑存在承壓水時，當開挖基坑減少了基坑底部隔水層的厚度，當隔水層較薄時承壓水的水頭壓力沖破基坑底部的現象。其后果是基坑沖毀，地基破壞基坑防止基坑突涌的措施六、地下水對鋼筋混凝土的腐蝕地下水某些成分含量過多時，對砼可溶性石料，管道、鋼鐵等都有侵蝕危害。〔一〕結晶類腐蝕1．當地下水中含過多的SO-24時。與砼作用生成二水石膏硬石膏

二水石膏使體積增大31%，產生0.15MPa的膨脹壓力，破壞砼。2．當硫酸根濃度不大時，與砼中的鋁酸三鈣起作用生成水化硫鋁酸鈣水化硫鋁酸鈣結合著很多的化合水，體積可膨脹近2.5倍，破壞力很大。〔二〕分解類侵蝕主要由于水中的pH值低、HCO3-及腐蝕性CO2〔過多的游離〕等成分引起的分解破壞作用。硅、酸鹽水泥遇水生成Ca(OH)2，它與HCl、H2SO4、HNO3反響

〔三〕結晶分解復合類侵蝕

地下水對施工的影響有地下水：

增加施工難度 延長施工工期 影響工程造價 避免地下水 采取措施

施工排水基坑開挖時，流入坑內的地下水和地表水如不及時排除，會使施工條件惡化、造成土壁塌方，亦會降低地基的承載力。施工排水可分為明排水法和人工降低地下水位法兩種。

明溝與集水井排水

在基坑的一側或四周設置排水明溝，在四角或每隔30～50m設集水井,排水溝始終比開挖面低0.3～0.4m，集水井比排水溝低0.4～0.5m，在集水井內設水泵將水抽排出基坑。適用于土質好、地下水量不大的基坑排水。普通與集水井排水法共70頁第48頁

人工降水在含水豐富的土層中開挖大面積基坑時，明溝排水法難以排干大量的地下涌水，當遇粉細砂層時，還會出現嚴重的翻漿、冒泥、涌砂現象，不僅基坑無法挖深，還可能造成大量的水土流失、邊坡失穩、地面塌陷，嚴重者危及鄰近建筑物的平安。基坑底低于地下水位時基底會不停的滲水人工降水方法主要有：輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點，統稱井點降水。

遇有此種情況時應采用井點降水的人工降水方法施工

輕型井點降水輕型井點是沿基坑