[工學(xué)]007建設(shè)場地地下水勘察巖土工程勘察002

1、巖巖 土土 工工 程程 勘勘 察察 教師：徐國棟email: 手機防災(zāi)科技學(xué)院第第8章章 地下水勘察地下水勘察 建設(shè)場地中的地下水會直接影響場地的工程地質(zhì)條件，影建設(shè)場地中的地下水會直接影響場地的工程地質(zhì)條件，影響工程建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。地下水在巖土工程勘察、設(shè)響工程建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。地下水在巖土工程勘察、設(shè)計和施工過程中始終是一下重要問題。計和施工過程中始終是一下重要問題。 巖土工程勘察時，應(yīng)著眼于建筑工程的設(shè)計和施工需要，巖土工程勘察時，應(yīng)著眼于建筑工程的設(shè)計和施工需要，提供地下水的完整資料，評價地下水的作用和影響，預(yù)測地下提供地下水的完整資料，評價地下

2、水的作用和影響，預(yù)測地下水可能帶來的后果并提出工程措施。水可能帶來的后果并提出工程措施。第一節(jié)第一節(jié) 水在巖土中的存在形式水在巖土中的存在形式 自然界中巖土體的孔隙中賦存著各種形式的水，按物理性質(zhì)自然界中巖土體的孔隙中賦存著各種形式的水，按物理性質(zhì)的不同，可分為氣態(tài)水、吸著水、重力水、毛細水和固態(tài)水等。的不同，可分為氣態(tài)水、吸著水、重力水、毛細水和固態(tài)水等。 （1 1）氣態(tài)水）氣態(tài)水 水呈氣體狀態(tài)，和氣體一起充填在非飽和土的巖土孔隙中。水呈氣體狀態(tài)，和氣體一起充填在非飽和土的巖土孔隙中。氣態(tài)水可由濕度相對較大的地方向較小的地方移動。氣態(tài)水可由濕度相對較大的地方向較小的地方移動。 （2 2）重力

3、水）重力水 存在于地下水位以下透水巖土層中的地下水，在重力或壓力存在于地下水位以下透水巖土層中的地下水，在重力或壓力差的作用下在巖土層中流動。對土顆粒有浮力作用，能傳遞靜水差的作用下在巖土層中流動。對土顆粒有浮力作用，能傳遞靜水壓力和動力壓力，當(dāng)重力水在土體孔隙中流分理處時，對所流經(jīng)壓力和動力壓力，當(dāng)重力水在土體孔隙中流分理處時，對所流經(jīng)的土體施加滲透力。重力水的存在直接影響土體中的應(yīng)力狀態(tài)的的土體施加滲透力。重力水的存在直接影響土體中的應(yīng)力狀態(tài)的分布。分布。（3 3）吸著水）吸著水 吸著水是由土顆粒表面分子吸附于土粒表面的一層水。分吸著水是由土顆粒表面分子吸附于土粒表面的一層水。分為強吸著水

4、和弱吸著水。為強吸著水和弱吸著水。 強吸著水性質(zhì)接近固體，可以抗剪切，但不能傳遞靜水壓強吸著水性質(zhì)接近固體，可以抗剪切，但不能傳遞靜水壓力，粘性土僅含強吸著水時呈固體狀態(tài)。力，粘性土僅含強吸著水時呈固體狀態(tài)。 弱吸著水也稱為薄膜水，由于距土顆粒表面較遠，分子力弱吸著水也稱為薄膜水，由于距土顆粒表面較遠，分子力的作用較小，成粘滯狀態(tài)，不能傳遞靜水壓力，也不能在孔隙的作用較小，成粘滯狀態(tài)，不能傳遞靜水壓力，也不能在孔隙中自由流動。弱吸著水的存在，使土具有塑性、粘性，影響土中自由流動。弱吸著水的存在，使土具有塑性、粘性，影響土的壓縮性和強度，并使土的透水性變小。的壓縮性和強度，并使土的透水性變小。第

5、一節(jié)第一節(jié) 水在巖土中的存在形式水在巖土中的存在形式（4 4）毛細水）毛細水 毛細水是由于毛細管力支持充填在巖土中細小孔隙中的水。毛細水是由于毛細管力支持充填在巖土中細小孔隙中的水。它同時受毛細管力和重力作用，當(dāng)毛細管力大于水的重力時毛它同時受毛細管力和重力作用，當(dāng)毛細管力大于水的重力時毛細管水就會上升到地下水面以上形成毛細管水帶。細管水就會上升到地下水面以上形成毛細管水帶。 毛細水能垂直上下運動，傳遞靜水壓力。在工程中，毛細毛細水能垂直上下運動，傳遞靜水壓力。在工程中，毛細管水上升高度對構(gòu)筑物地下部分的防潮措施以及地基土的浸濕管水上升高度對構(gòu)筑物地下部分的防潮措施以及地基土的浸濕和凍脹等都有

6、重要影響。和凍脹等都有重要影響。 此外，在干旱區(qū)當(dāng)?shù)叵滤宦癫剌^淺（小于毛細水上升高此外，在干旱區(qū)當(dāng)?shù)叵滤宦癫剌^淺（小于毛細水上升高度時），地下水中的可溶性鹽隨毛細水上升后不斷蒸發(fā)，鹽分度時），地下水中的可溶性鹽隨毛細水上升后不斷蒸發(fā)，鹽分逐漸積累在靠近地表處而形成鹽漬土，造成土壤鹽堿化。逐漸積累在靠近地表處而形成鹽漬土，造成土壤鹽堿化。第一節(jié)第一節(jié) 水在巖土中的存在形式水在巖土中的存在形式（5 5）固態(tài)水）固態(tài)水 在地下一定深度范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)貙訙囟冉抵翑z氏零度以下時，在地下一定深度范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)貙訙囟冉抵翑z氏零度以下時，巖土體孔隙中的液態(tài)水（甚至氣態(tài)水）會凝結(jié)成冰，形成固態(tài)巖土體孔隙中的液態(tài)水

7、（甚至氣態(tài)水）會凝結(jié)成冰，形成固態(tài)水。固態(tài)水在水中起到膠結(jié)作用，形成凍土。某些細粒土在凍水。固態(tài)水在水中起到膠結(jié)作用，形成凍土。某些細粒土在凍結(jié)時，往往發(fā)生體積膨脹，即凍脹現(xiàn)象。土體凍脹后，土的孔結(jié)時，往往發(fā)生體積膨脹，即凍脹現(xiàn)象。土體凍脹后，土的孔隙增大，結(jié)構(gòu)變松，解凍后土的壓縮性增大，強度降低。隙增大，結(jié)構(gòu)變松，解凍后土的壓縮性增大，強度降低。第一節(jié)第一節(jié) 水在巖土中的存在形式水在巖土中的存在形式地下水的類型：地下水的類型： 地下水是指賦存于地面以下巖土孔隙中的水，包括巖土體飽地下水是指賦存于地面以下巖土孔隙中的水，包括巖土體飽水帶和包氣帶中所含的水。地下水的賦存特征不同，對巖土工程水帶和

8、包氣帶中所含的水。地下水的賦存特征不同，對巖土工程的影響有較大差別，其中最重要的是地下水的埋藏條件與含水介的影響有較大差別，其中最重要的是地下水的埋藏條件與含水介質(zhì)的類型。質(zhì)的類型。 地下水的埋藏條件是指含水巖層在地質(zhì)剖面中的部位及受隔地下水的埋藏條件是指含水巖層在地質(zhì)剖面中的部位及受隔水層（弱透水層）限制的情況。水層（弱透水層）限制的情況。 根據(jù)地下水的埋藏條件可將地下水區(qū)分為包氣帶水、潛水和根據(jù)地下水的埋藏條件可將地下水區(qū)分為包氣帶水、潛水和承壓水。承壓水。 按含水層空隙性質(zhì)的不同，又可劃分為孔隙水、裂隙水和巖按含水層空隙性質(zhì)的不同，又可劃分為孔隙水、裂隙水和巖溶水三類。溶水三類。第一節(jié)第

9、一節(jié) 水在巖土中的存在形式水在巖土中的存在形式（1 1）包氣帶水）包氣帶水 指地下以下、潛水位以上，位于包氣帶中的水，包括土壤指地下以下、潛水位以上，位于包氣帶中的水，包括土壤水、毛細水等。水、毛細水等。（2 2）潛水）潛水 指飽水帶中第一個具有自由表面的含水層中的水。潛水沒指飽水帶中第一個具有自由表面的含水層中的水。潛水沒有隔水頂板，潛水的表面為自由水面，稱為潛水面。有隔水頂板，潛水的表面為自由水面，稱為潛水面。（3 3）承壓水）承壓水 充滿于兩個隔水層（弱透水層）之間的含水層中的水稱為充滿于兩個隔水層（弱透水層）之間的含水層中的水稱為承壓水。承壓水。第一節(jié)第一節(jié) 水在巖土中的存在形式水在巖

10、土中的存在形式第二節(jié)第二節(jié) 地下水在巖土工程中的作用地下水在巖土工程中的作用1. 1. 地下水的浮托作用地下水的浮托作用 地下水對水位以下的巖土體有靜水壓力作用，并產(chǎn)生浮托力。地下水對水位以下的巖土體有靜水壓力作用，并產(chǎn)生浮托力。 當(dāng)巖土體的節(jié)理裂隙或孔隙中的水與巖土體外界的地下水相當(dāng)巖土體的節(jié)理裂隙或孔隙中的水與巖土體外界的地下水相通時，其浮托力應(yīng)為巖土體的巖石體積部分或土顆粒體積部分的通時，其浮托力應(yīng)為巖土體的巖石體積部分或土顆粒體積部分的浮力。浮力。 當(dāng)建筑物位于粉土、砂土、碎石土和節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石地當(dāng)建筑物位于粉土、砂土、碎石土和節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石地基上時，按設(shè)計水位的基上時，按設(shè)計

11、水位的100%100%計算浮托力；當(dāng)建筑物位于節(jié)理裂隙計算浮托力；當(dāng)建筑物位于節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖石地基上時，按設(shè)計水位的不發(fā)育的巖石地基上時，按設(shè)計水位的50%50%計算浮托力；當(dāng)建筑計算浮托力；當(dāng)建筑位于粘性土地基上時，其浮托力較難確定，應(yīng)結(jié)合地區(qū)的實際經(jīng)位于粘性土地基上時，其浮托力較難確定，應(yīng)結(jié)合地區(qū)的實際經(jīng)驗考慮。驗考慮。2. 2. 地下水的潛蝕作用地下水的潛蝕作用 潛蝕作用常產(chǎn)生于粉細砂、粉土層中，即在施工降水等活潛蝕作用常產(chǎn)生于粉細砂、粉土層中，即在施工降水等活動過程中產(chǎn)生水頭差，在動水壓力作用下，土顆粒受到?jīng)_刷，動過程中產(chǎn)生水頭差，在動水壓力作用下，土顆粒受到?jīng)_刷，將細顆粒沖走，使

12、土的結(jié)構(gòu)受到破壞。將細顆粒沖走，使土的結(jié)構(gòu)受到破壞。 產(chǎn)生潛蝕作用的條件如下：產(chǎn)生潛蝕作用的條件如下： （1 1）幾何條件：土中粗顆粒所構(gòu)成的孔隙直徑必須大于細）幾何條件：土中粗顆粒所構(gòu)成的孔隙直徑必須大于細顆粒的直徑，這是必要條件。當(dāng)土的不均勻系數(shù)顆粒的直徑，這是必要條件。當(dāng)土的不均勻系數(shù)d d6060/d/d10101010時易時易產(chǎn)生。產(chǎn)生。 （2 2）當(dāng)上、下兩土層的滲透系數(shù)）當(dāng)上、下兩土層的滲透系數(shù)k k1 1/k/k2 222時，且其中一層時，且其中一層為粉土或粉細砂時，在兩土層界面處易產(chǎn)生。為粉土或粉細砂時，在兩土層界面處易產(chǎn)生。第二節(jié)第二節(jié) 地下水在巖土工程中的作用地下水在巖土

13、工程中的作用2. 2. 地下水的潛蝕作用地下水的潛蝕作用 （3 3）水力條件。當(dāng)滲透水流的水力坡度大于產(chǎn)生潛蝕的臨）水力條件。當(dāng)滲透水流的水力坡度大于產(chǎn)生潛蝕的臨界水力坡度時易產(chǎn)生，產(chǎn)生潛蝕的臨界水力坡度按下式進行計界水力坡度時易產(chǎn)生，產(chǎn)生潛蝕的臨界水力坡度按下式進行計算：算： i ic c=(g-1)(1-n)+0.5n=(g-1)(1-n)+0.5n 式中式中i ic c為臨界水力坡降，為臨界水力坡降，g g為土顆粒密度，為土顆粒密度，n n為土的孔隙度，為土的孔隙度，以小數(shù)計。以小數(shù)計。第二節(jié)第二節(jié) 地下水在巖土工程中的作用地下水在巖土工程中的作用2. 2. 地下水的潛蝕作用地下水的潛蝕

14、作用 防治地下水潛蝕作用，一般可從下列兩個方面采取措施防治地下水潛蝕作用，一般可從下列兩個方面采取措施： 改變幾何條件，在潛蝕逸出部位鋪設(shè)反濾層是防止?jié)撐g改變幾何條件，在潛蝕逸出部位鋪設(shè)反濾層是防止?jié)撐g破壞的破壞的有效措施有效措施。 改變水力條件，降低水力梯度，如打板樁改變水力條件，降低水力梯度，如打板樁。第二節(jié)第二節(jié) 地下水在巖土工程中的作用地下水在巖土工程中的作用第二節(jié)第二節(jié) 地下水在巖土工程中的作用地下水在巖土工程中的作用3. 3. 流砂現(xiàn)象流砂現(xiàn)象 流砂現(xiàn)象通常在顆粒級配均勻的粉細砂和粉土層中產(chǎn)生，即流砂現(xiàn)象通常在顆粒級配均勻的粉細砂和粉土層中產(chǎn)生，即飽水的粉細砂和粉土等無粘性土在動水

15、壓力作用下飽水的粉細砂和粉土等無粘性土在動水壓力作用下同時整體浮動同時整體浮動而產(chǎn)生的流動現(xiàn)象。而產(chǎn)生的流動現(xiàn)象。流砂產(chǎn)生的條件如下：流砂產(chǎn)生的條件如下：（1 1）水力坡度大于臨界水力坡度）水力坡度大于臨界水力坡度icic。 icic=(g-1)(1-n)=(g-1)(1-n)（2 2）粉細砂或粉土的孔隙度愈大，愈易形成流砂。）粉細砂或粉土的孔隙度愈大，愈易形成流砂。（3 3）粉細砂或粉土的滲透系數(shù)愈小，排水性能愈差，愈易形成流）粉細砂或粉土的滲透系數(shù)愈小，排水性能愈差，愈易形成流砂。砂。第二節(jié)第二節(jié) 地下水在巖土工程中的作用地下水在巖土工程中的作用4. 4. 管涌管涌 指在滲流作用下，土體中

16、的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙指在滲流作用下，土體中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙孔道中發(fā)生移動并被帶出，孔道中發(fā)生移動并被帶出，逐漸形成管形通道逐漸形成管形通道，從而掏空地，從而掏空地基或壩體，使地基或斜坡變形、失穩(wěn)的現(xiàn)象。基或壩體，使地基或斜坡變形、失穩(wěn)的現(xiàn)象。 管涌產(chǎn)生的條件：多發(fā)生在非粘性土中；顆粒大小比值管涌產(chǎn)生的條件：多發(fā)生在非粘性土中；顆粒大小比值差異較大，往往缺少某種粒徑，磨圓度較好，孔隙直徑大而差異較大，往往缺少某種粒徑，磨圓度較好，孔隙直徑大而互相連通，細粒含量較少，不能全部充滿空隙；有較大的和互相連通，細粒含量較少，不能全部充滿空隙；有較大的和良好的滲透水流出路等。良好的滲透水流

17、出路等。第二節(jié)第二節(jié) 地下水在巖土工程中的作用地下水在巖土工程中的作用5. 5. 基坑突涌基坑突涌 當(dāng)基坑下部有承壓水時，應(yīng)評價基坑涵蓋挖所引起的承當(dāng)基坑下部有承壓水時，應(yīng)評價基坑涵蓋挖所引起的承壓水頭壓力，沖毀基坑底板造成突涌的可能性，通常按壓力壓水頭壓力，沖毀基坑底板造成突涌的可能性，通常按壓力平衡進行驗算。平衡進行驗算。第二節(jié)第二節(jié) 地下水在巖土工程中的作用地下水在巖土工程中的作用6. 6. 地面沉降地面沉降 進行基坑降水或工程排水時，在地下水位下降的影響范圍進行基坑降水或工程排水時，在地下水位下降的影響范圍內(nèi)，應(yīng)考慮由于排水是否能造成地面沉降及其對工程以及鄰近內(nèi)，應(yīng)考慮由于排水是否能造

18、成地面沉降及其對工程以及鄰近建筑物的危害。建筑物的危害。 對于欠固結(jié)飽和土體以及部分正常固結(jié)的飽和土體，根據(jù)對于欠固結(jié)飽和土體以及部分正常固結(jié)的飽和土體，根據(jù)有效應(yīng)力原理，地基所受的總的應(yīng)力等于有效應(yīng)力與孔隙水應(yīng)有效應(yīng)力原理，地基所受的總的應(yīng)力等于有效應(yīng)力與孔隙水應(yīng)力之和：力之和： =+u 在上式中，地基所受的總的應(yīng)力（上覆壓力）不變，而隨在上式中，地基所受的總的應(yīng)力（上覆壓力）不變，而隨著水位的降低，孔隙水壓力逐漸減小，土骨架間的有效應(yīng)力增著水位的降低，孔隙水壓力逐漸減小，土骨架間的有效應(yīng)力增大，引起土層的壓縮，導(dǎo)致地面沉降。大，引起土層的壓縮，導(dǎo)致地面沉降。第二節(jié)第二節(jié) 地下水在巖土工程中

19、的作用地下水在巖土工程中的作用7. 7. 水和土對建筑材料的腐蝕性水和土對建筑材料的腐蝕性 建筑基礎(chǔ)通常埋于地下，周圍的土和地下水中的有害離子建筑基礎(chǔ)通常埋于地下，周圍的土和地下水中的有害離子成分會對混凝土和鋼筋產(chǎn)生腐蝕作用。這種腐蝕作用對建筑材成分會對混凝土和鋼筋產(chǎn)生腐蝕作用。這種腐蝕作用對建筑材料的危害很大，嚴(yán)重時會影響建筑物的安全與穩(wěn)定。料的危害很大，嚴(yán)重時會影響建筑物的安全與穩(wěn)定。 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（gb 50007-2002gb 50007-2002）規(guī)定，當(dāng)基）規(guī)定，當(dāng)基礎(chǔ)處于侵蝕性環(huán)境或受深度影響時，采取相應(yīng)防護措施。在勘礎(chǔ)處于侵蝕性環(huán)境或受深度影響時，采

20、取相應(yīng)防護措施。在勘察中，除對有足夠經(jīng)驗和充分資料的地區(qū)可以不進行水、土腐察中，除對有足夠經(jīng)驗和充分資料的地區(qū)可以不進行水、土腐蝕性評價外，其它地區(qū)均應(yīng)采取水、土試樣，進行腐蝕性分析。蝕性評價外，其它地區(qū)均應(yīng)采取水、土試樣，進行腐蝕性分析。第三節(jié)第三節(jié) 巖土工程中的地下水勘察巖土工程中的地下水勘察1. 1. 巖土工程對地下水勘察的要求巖土工程對地下水勘察的要求 掌握下列水文地質(zhì)條件：掌握下列水文地質(zhì)條件： （1 1）地下水的類型和賦存條件。）地下水的類型和賦存條件。 查清地下水的埋藏條件和類型，判斷地下水是潛水或是承壓查清地下水的埋藏條件和類型，判斷地下水是潛水或是承壓水，根據(jù)含水介質(zhì)的類型，

21、確定地下水是孔隙水、裂隙水或巖溶水，根據(jù)含水介質(zhì)的類型，確定地下水是孔隙水、裂隙水或巖溶水。水。 （2 2）主要含水層的分布規(guī)律）主要含水層的分布規(guī)律 含水層及隔水層的厚度、空間變化情況等。含水層及隔水層的厚度、空間變化情況等。 第三節(jié)第三節(jié) 巖土工程中的地下水勘察巖土工程中的地下水勘察1. 1. 巖土工程對地下水勘察的要求巖土工程對地下水勘察的要求 （3 3）區(qū)域性氣候資料，如降水量、蒸發(fā)量等對地下水位的影）區(qū)域性氣候資料，如降水量、蒸發(fā)量等對地下水位的影響。響。 （4 4）查清巖土工程場地及其附近地下水的補給排泄條件、地）查清巖土工程場地及其附近地下水的補給排泄條件、地表水與地下水的補排關(guān)

22、系及其對地下水位的影響。表水與地下水的補排關(guān)系及其對地下水位的影響。 （5 5）查清地下水的水質(zhì)、污染程度等。）查清地下水的水質(zhì)、污染程度等。2.2.專門水文地質(zhì)勘察專門水文地質(zhì)勘察 對于高層建筑及重大工程的巖土工程，例如大型滑坡、邊對于高層建筑及重大工程的巖土工程，例如大型滑坡、邊坡、水利工程、深基坑工程等，當(dāng)水文地質(zhì)條件對地基、基礎(chǔ)、坡、水利工程、深基坑工程等，當(dāng)水文地質(zhì)條件對地基、基礎(chǔ)、巖土工程穩(wěn)定、基坑降水等有重大影響時，宜進行專門的水文巖土工程穩(wěn)定、基坑降水等有重大影響時，宜進行專門的水文地質(zhì)勘察工作。地質(zhì)勘察工作。 （1 1）查明含水層和隔水層的埋藏條件，地下水的類型、）查明含水層

23、和隔水層的埋藏條件，地下水的類型、流向、水位及其動態(tài)變化。流向、水位及其動態(tài)變化。 （2 2）當(dāng)工程場地存在多層對工程有影響的地下水時，應(yīng)）當(dāng)工程場地存在多層對工程有影響的地下水時，應(yīng)分層量測地下水水位、并查明隔、含水層之間的水力聯(lián)系及其分層量測地下水水位、并查明隔、含水層之間的水力聯(lián)系及其補給關(guān)系。補給關(guān)系。第三節(jié)第三節(jié) 巖土工程中的地下水勘察巖土工程中的地下水勘察2.2.專門水文地質(zhì)勘察專門水文地質(zhì)勘察 （3 3）如有必要時，應(yīng)設(shè)置地下水觀測孔進行地下水動態(tài)）如有必要時，應(yīng)設(shè)置地下水觀測孔進行地下水動態(tài)的長期觀測，或者在不同深度處埋設(shè)孔隙水壓力計，量測壓力的長期觀測，或者在不同深度處埋設(shè)孔

24、隙水壓力計，量測壓力水頭隨深度的變化。水頭隨深度的變化。 （4 4）通過現(xiàn)場試驗和室內(nèi)試驗測定地層的滲透系數(shù)等水）通過現(xiàn)場試驗和室內(nèi)試驗測定地層的滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)。文地質(zhì)參數(shù)。 （5 5）在凍土地區(qū)，應(yīng)評價地下水對土的凍脹和融陷的影）在凍土地區(qū)，應(yīng)評價地下水對土的凍脹和融陷的影響。響。第三節(jié)第三節(jié) 巖土工程中的地下水勘察巖土工程中的地下水勘察第四節(jié)第四節(jié) 地下水參數(shù)測量地下水參數(shù)測量地下水參數(shù)的測定方法地下水參數(shù)的測定方法1. 1. 地下水位的測定地下水位的測定 地下水位的測定符合下列規(guī)定：地下水位的測定符合下列規(guī)定： （1 1）可在鉆孔或探井內(nèi)直接量測初見水位和靜止水位（穩(wěn)）可在鉆孔或

25、探井內(nèi)直接量測初見水位和靜止水位（穩(wěn)定水位）。定水位）。 （2 2）對多層含水層的水位量測，必要時應(yīng)采取止水措施與）對多層含水層的水位量測，必要時應(yīng)采取止水措施與其它含水層隔開。其它含水層隔開。 （3 3）量測讀數(shù)到厘米，誤差不得大于）量測讀數(shù)到厘米，誤差不得大于2cm2cm。第四節(jié)第四節(jié) 地下水參數(shù)測量地下水參數(shù)測量1. 1. 地下水位的測定地下水位的測定 （4 4）穩(wěn)定水位的量測需有一定的穩(wěn)定時間，穩(wěn)定時間按含）穩(wěn)定水位的量測需有一定的穩(wěn)定時間，穩(wěn)定時間按含水土層的滲透性確定，對砂土和碎石土不得少于水土層的滲透性確定，對砂土和碎石土不得少于0.5h0.5h，對粉土和，對粉土和粘性土不得少于

26、粘性土不得少于8h8h，并宜在勘察結(jié)束后統(tǒng)一量測靜止水位。，并宜在勘察結(jié)束后統(tǒng)一量測靜止水位。 水位計類型可選用電池水位計或自動水位記錄儀。水位計類型可選用電池水位計或自動水位記錄儀。第四節(jié)第四節(jié) 地下水參數(shù)測量地下水參數(shù)測量2. 2. 地下水流向及流速測定地下水流向及流速測定 測定地下水流向宜采用幾何法，即沿等邊三角形頂點布測定地下水流向宜采用幾何法，即沿等邊三角形頂點布置三個鉆孔，孔距置三個鉆孔，孔距50-10050-100米（水力坡降越小，鉆孔間距越米（水力坡降越小，鉆孔間距越大），同時量測各鉆孔內(nèi)水位，用等水位線的垂線確定流向。大），同時量測各鉆孔內(nèi)水位，用等水位線的垂線確定流向。 地

27、下水流速測定宜采用指示劑法。當(dāng)?shù)叵滤飨虼_定后，沿地下水流速測定宜采用指示劑法。當(dāng)?shù)叵滤飨虼_定后，沿流向線布置兩個鉆孔，上游鉆孔投放指示劑，下游鉆孔進行觀測。流向線布置兩個鉆孔，上游鉆孔投放指示劑，下游鉆孔進行觀測。指示劑投放孔與觀測孔的間距由含水層的透水條件確定。指示劑投放孔與觀測孔的間距由含水層的透水條件確定。 為避免指示劑繞觀測孔流過，可在觀測孔兩側(cè)為避免指示劑繞觀測孔流過，可在觀測孔兩側(cè)0.5-1.00.5-1.0米處各米處各布置一輔助觀測孔。布置一輔助觀測孔。含水層條件含水層條件距離（距離（m）粉土粉土12細粒砂細粒砂25含礫粗砂含礫粗砂515裂隙發(fā)育的裂隙發(fā)育的巖石巖石1015巖

28、溶發(fā)育的巖溶發(fā)育的石灰?guī)r石灰?guī)r50指示劑投放孔與觀測間距指示劑投放孔與觀測間距3. 3. 滲透系數(shù)測定滲透系數(shù)測定 滲透系數(shù)的測定可選擇抽水試驗、注水試驗或壓水試驗等方滲透系數(shù)的測定可選擇抽水試驗、注水試驗或壓水試驗等方法。法。 （1 1）抽水試驗）抽水試驗 用于查明建筑場地的用于查明建筑場地的地層滲透性地層滲透性和和富水性富水性、測定有關(guān)水文地、測定有關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)等。質(zhì)參數(shù)等。試驗方法試驗方法應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍鉆孔或探井簡易抽水鉆孔或探井簡易抽水估算弱透水層的滲透系數(shù)估算弱透水層的滲透系數(shù)不帶觀測孔抽水不帶觀測孔抽水初步測定含水層的滲透系數(shù)初步測定含水層的滲透系數(shù)帶觀測孔抽水帶觀測孔抽水較準(zhǔn)

29、確測定含水層的各種參數(shù)較準(zhǔn)確測定含水層的各種參數(shù)抽水試驗方法和應(yīng)用范圍抽水試驗方法和應(yīng)用范圍3. 3. 滲透系數(shù)測定滲透系數(shù)測定 (1) (1)抽水試驗抽水試驗 抽水孔位置應(yīng)根據(jù)試驗的目的，結(jié)合場地水文地質(zhì)條件、地抽水孔位置應(yīng)根據(jù)試驗的目的，結(jié)合場地水文地質(zhì)條件、地形地貌條件等，布置在有代表性的地段。形地貌條件等，布置在有代表性的地段。 觀測孔的布置應(yīng)圍繞抽水孔，可布置觀測孔的布置應(yīng)圍繞抽水孔，可布置1-21-2排，首先應(yīng)布置在排，首先應(yīng)布置在與地下水流向相垂直的方向，當(dāng)布置兩排時，另一排布置在平行與地下水流向相垂直的方向，當(dāng)布置兩排時，另一排布置在平行地下水流向的方向上。與抽水孔的距離以地下

30、水流向的方向上。與抽水孔的距離以1-21-2個含水層厚度為宜。個含水層厚度為宜。 觀測孔深度一般要求進入抽水試驗段的厚度之中。若為非均觀測孔深度一般要求進入抽水試驗段的厚度之中。若為非均質(zhì)含水層，觀測孔的深度應(yīng)與抽水孔相一致。質(zhì)含水層，觀測孔的深度應(yīng)與抽水孔相一致。3. 3. 滲透系數(shù)測定滲透系數(shù)測定 （2 2）注水（滲水）試驗）注水（滲水）試驗 鉆孔注水（滲水）試驗是野外測定巖（土）層滲透性的一種鉆孔注水（滲水）試驗是野外測定巖（土）層滲透性的一種簡單方法，原理與抽水試驗相似。簡單方法，原理與抽水試驗相似。 地下水位埋藏較深，而不便于進行抽水試驗地下水位埋藏較深，而不便于進行抽水試驗； 在干

31、的透水巖層，常用注水試驗獲得滲透性資料在干的透水巖層，常用注水試驗獲得滲透性資料； （3 3）壓水試驗）壓水試驗 主要為了探查天然巖（土）層的主要為了探查天然巖（土）層的裂隙性裂隙性和和滲透性滲透性，獲得，獲得單位單位吸水量吸水量等參數(shù)，多用于水庫、水壩工程。等參數(shù)，多用于水庫、水壩工程。4. 4. 毛細上升高度測定毛細上升高度測定 由毛細力支持充填在巖土微細孔隙中的水稱為毛細水。地下由毛細力支持充填在巖土微細孔隙中的水稱為毛細水。地下水面以上被毛細水飽和的部分稱為毛細水帶。毛細水能作垂直運水面以上被毛細水飽和的部分稱為毛細水帶。毛細水能作垂直運動，能傳遞靜水壓力，毛細水對工程性質(zhì)有一定影響。

32、動，能傳遞靜水壓力，毛細水對工程性質(zhì)有一定影響。 （1 1）試坑直接觀測法）試坑直接觀測法 適用于毛細水上升高度較大的粉土、粘性土。在試坑中觀察適用于毛細水上升高度較大的粉土、粘性土。在試坑中觀察坑壁潮濕變化情況，在干濕明顯交界處為毛細水上升帶的分界點，坑壁潮濕變化情況，在干濕明顯交界處為毛細水上升帶的分界點，該點至地下水靜止水面的距離即為毛細水上升高度。該點至地下水靜止水面的距離即為毛細水上升高度。4. 4. 毛細上升高度測定毛細上升高度測定 （2 2）塑限含水量法）塑限含水量法 適用于粉土、粘性土。自地面至地下水面每隔適用于粉土、粘性土。自地面至地下水面每隔15-20cm15-20cm取土

33、樣取土樣測定天然含水量與塑限，并分別繪出其隨深度的變化曲線，兩線測定天然含水量與塑限，并分別繪出其隨深度的變化曲線，兩線的交點至地下水面的高度，即為毛細水上升高度。的交點至地下水面的高度，即為毛細水上升高度。 （3 3）最大分子吸水量法）最大分子吸水量法 適用于砂土，對中粗砂用高柱法測定，對粉細砂用吸水介質(zhì)適用于砂土，對中粗砂用高柱法測定，對粉細砂用吸水介質(zhì)法測定。以最大分子吸水量與天然含水量曲線的交點至地下水面法測定。以最大分子吸水量與天然含水量曲線的交點至地下水面的距離為毛細水上升高度。的距離為毛細水上升高度。5. 5. 孔隙水壓力的測定孔隙水壓力的測定 在飽和的地基土層中進行地基處理和基

34、礎(chǔ)施工過程中，往往在飽和的地基土層中進行地基處理和基礎(chǔ)施工過程中，往往產(chǎn)生孔隙水壓力的變化。而孔隙水壓力對土體的變形和穩(wěn)定性有產(chǎn)生孔隙水壓力的變化。而孔隙水壓力對土體的變形和穩(wěn)定性有較大影響，必要時需量測土體中孔隙水壓力。較大影響，必要時需量測土體中孔隙水壓力。儀器類型儀器類型適用條件適用條件測定方法測定方法測測壓壓計計式式立管式測壓計立管式測壓計滲透系數(shù)大于滲透系數(shù)大于10-4cm/s的均勻含水層的均勻含水層將帶有過濾器的測壓管打入土中，將帶有過濾器的測壓管打入土中，直接在管內(nèi)測量直接在管內(nèi)測量水壓式測壓計水壓式測壓計滲透系數(shù)低的土層，滲透系數(shù)低的土層，量測由潮汐漲落、挖量測由潮汐漲落、挖方

35、引起的壓力變化方引起的壓力變化用裝在孔壁的小型測壓計探頭，用裝在孔壁的小型測壓計探頭，地下水壓力通過塑料管傳至水銀地下水壓力通過塑料管傳至水銀壓力計測定壓力計測定電測式測壓計電測式測壓計（電阻應(yīng)變式、（電阻應(yīng)變式、鋼弦應(yīng)變式）鋼弦應(yīng)變式）各種土層各種土層孔壓通過透水石傳導(dǎo)致膜片，引孔壓通過透水石傳導(dǎo)致膜片，引起撓度變化，用接受儀測定起撓度變化，用接受儀測定氣動測壓計氣動測壓計各種土層各種土層利用兩根排氣管使壓力為常數(shù)，利用兩根排氣管使壓力為常數(shù)，傳來的孔壓在透水元件中的水壓傳來的孔壓在透水元件中的水壓閥產(chǎn)生壓差測定閥產(chǎn)生壓差測定孔壓靜力觸探儀孔壓靜力觸探儀各種土層各種土層在探頭上裝有多孔透水過

36、濾器、在探頭上裝有多孔透水過濾器、壓力傳感器，在貫入過程中測定壓力傳感器，在貫入過程中測定第五節(jié)第五節(jié) 水和土的腐蝕性評價水和土的腐蝕性評價 在巖土工程勘察中，必須查明工程場地的水（包括地下水在巖土工程勘察中，必須查明工程場地的水（包括地下水和地表水）和土對建筑材料是否具有腐蝕性。當(dāng)具有充分的資和地表水）和土對建筑材料是否具有腐蝕性。當(dāng)具有充分的資料或足夠的經(jīng)驗?zāi)軌蛘J(rèn)定工程場地的水或土對建筑材料不具有料或足夠的經(jīng)驗?zāi)軌蛘J(rèn)定工程場地的水或土對建筑材料不具有腐蝕性時，可不進行腐蝕性評價。否則應(yīng)采取水樣和土樣進行腐蝕性時，可不進行腐蝕性評價。否則應(yīng)采取水樣和土樣進行試驗，并對水和土的腐蝕性做出評價。

37、試驗，并對水和土的腐蝕性做出評價。一一. . 取樣取樣 當(dāng)需要評價地下水對混凝土及金屬材料的腐蝕性時，在場當(dāng)需要評價地下水對混凝土及金屬材料的腐蝕性時，在場地內(nèi)應(yīng)采取地內(nèi)應(yīng)采取2-32-3個水樣，如水文地質(zhì)條件復(fù)雜應(yīng)適當(dāng)增加取水樣個水樣，如水文地質(zhì)條件復(fù)雜應(yīng)適當(dāng)增加取水樣個數(shù)。個數(shù)。 在采取水樣時，先用水樣將取樣瓶及塞子洗凈，然后取樣，在采取水樣時，先用水樣將取樣瓶及塞子洗凈，然后取樣，并立即送化驗室化驗。對于在鉆孔中取水樣時，應(yīng)先進行洗孔，并立即送化驗室化驗。對于在鉆孔中取水樣時，應(yīng)先進行洗孔，達到水清砂凈時方可取水樣。水試樣應(yīng)及時化驗，清潔水放置達到水清砂凈時方可取水樣。水試樣應(yīng)及時化驗，

38、清潔水放置時不宜超過時不宜超過7272小時，稍受污染的水樣不宜超過小時，稍受污染的水樣不宜超過4848小時，受污染小時，受污染水樣不宜超過水樣不宜超過1212小時。小時。 采取土樣進行化學(xué)分析和腐蝕試驗，每個場地的數(shù)量不少采取土樣進行化學(xué)分析和腐蝕試驗，每個場地的數(shù)量不少于于2 2個。個。采取水試樣和土試樣應(yīng)符合下面規(guī)定：采取水試樣和土試樣應(yīng)符合下面規(guī)定： （1 1）混凝土或鋼結(jié)構(gòu)處于地下水位以下時，應(yīng)采取地下水）混凝土或鋼結(jié)構(gòu)處于地下水位以下時，應(yīng)采取地下水試樣和地下水位以上的土試樣，并分別做腐蝕性試驗；試樣和地下水位以上的土試樣，并分別做腐蝕性試驗； （2 2）混凝土或鋼結(jié)構(gòu)處于地下水位以

39、上時，應(yīng)采取土試樣）混凝土或鋼結(jié)構(gòu)處于地下水位以上時，應(yīng)采取土試樣作土的腐蝕性試驗；作土的腐蝕性試驗； （3 3）混凝土或鋼結(jié)構(gòu)處于地表水中時，應(yīng)采取地表水試樣，）混凝土或鋼結(jié)構(gòu)處于地表水中時，應(yīng)采取地表水試樣，做水的腐蝕性試驗；做水的腐蝕性試驗； （4 4）水和土的取樣數(shù)量每個場地不少于各）水和土的取樣數(shù)量每個場地不少于各2 2件，對建筑群不件，對建筑群不宜少于各宜少于各3 3樣。樣。二二. . 腐蝕性試驗項目腐蝕性試驗項目 （1 1）判斷土的腐蝕性時應(yīng)進行下列項目的試驗：）判斷土的腐蝕性時應(yīng)進行下列項目的試驗：phph值、值、caca2+2+、mgmg2+2+、clcl- -、soso4

40、42-2-、hcohco3 3- -、coco3 32-2-。同時在判斷土對鋼結(jié)構(gòu)的。同時在判斷土對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性時，還應(yīng)進行下列試驗：腐蝕性時，還應(yīng)進行下列試驗：氧化還原電位、極化曲線、電氧化還原電位、極化曲線、電阻率、質(zhì)量損失阻率、質(zhì)量損失。 （2 2）判斷水的腐蝕性時，應(yīng)進行下列項目的試驗：）判斷水的腐蝕性時，應(yīng)進行下列項目的試驗： ph ph值、值、caca2+2+、mgmg2+2+、clcl- -、soso4 42-2-、hcohco3 3- -、coco3 32-2-、侵蝕性侵蝕性coco2 2、游離、游離coco2 2。同。同時在判斷水質(zhì)是否受嚴(yán)重污染時，還應(yīng)進行下列試驗：時在判

41、斷水質(zhì)是否受嚴(yán)重污染時，還應(yīng)進行下列試驗：nhnh4 4+ +、ohoh- -、總礦化度。、總礦化度。 水中游離水中游離co2是以氣體分子狀態(tài)溶于水的，侵蝕性是以氣體分子狀態(tài)溶于水的，侵蝕性co2是是co2與水反應(yīng)生成了碳酸與水反應(yīng)生成了碳酸h2co3呈現(xiàn)了弱酸性，和水結(jié)合后的離呈現(xiàn)了弱酸性，和水結(jié)合后的離子態(tài)，這樣才能與更多的物質(zhì)反應(yīng)，也才能具備侵蝕性。子態(tài)，這樣才能與更多的物質(zhì)反應(yīng)，也才能具備侵蝕性。 co2溶于水之后，經(jīng)與水化合、解離，使水中出現(xiàn)游離溶于水之后，經(jīng)與水化合、解離，使水中出現(xiàn)游離co2 、h2co3、hco3-、co32-、和、和h-等一系列離子和分子。等一系列離子和分子。

42、 當(dāng)體系在一定溫壓下達到化學(xué)平衡后，這些組分濃度將保當(dāng)體系在一定溫壓下達到化學(xué)平衡后，這些組分濃度將保持一定數(shù)值，各個化學(xué)反應(yīng)不再進行，持一定數(shù)值，各個化學(xué)反應(yīng)不再進行，caco3不再溶解，此時不再溶解，此時水中為平衡水中為平衡ca2+、hco3-等的游離等的游離co2 ，稱為，稱為平衡平衡co2 。 只有水中溶有超出該溫壓條件下平衡只有水中溶有超出該溫壓條件下平衡co2濃度的多余部分濃度的多余部分才能進一步溶解才能進一步溶解caco3 ，超出體系平衡的一部分多余，超出體系平衡的一部分多余co2稱為稱為侵蝕性侵蝕性co2 。侵蝕性侵蝕性coco2 2、游離、游離coco2 2極化曲線極化曲線

43、表示電極電位與極化電流或極化電流密度之間的關(guān)系曲線。表示電極電位與極化電流或極化電流密度之間的關(guān)系曲線。 極化作用是電流通過后，引起電極電流下降，電極反應(yīng)速度極化作用是電流通過后，引起電極電流下降，電極反應(yīng)速度降低，腐蝕速度減緩甚至腐蝕終止的現(xiàn)象。降低，腐蝕速度減緩甚至腐蝕終止的現(xiàn)象。 在腐蝕原電池中，只要有電流通過電極，就有極化作用發(fā)生。在腐蝕原電池中，只要有電流通過電極，就有極化作用發(fā)生。 極化作用主要取決于電極和土的物理化學(xué)性質(zhì)。極化作用主要取決于電極和土的物理化學(xué)性質(zhì)。電阻率：電阻率：土的電阻率越大，腐蝕程度越低。土的電阻率越大，腐蝕程度越低。質(zhì)量損失：質(zhì)量損失： 取鋼鐵結(jié)構(gòu)物或普通碳素鋼，加工成一定規(guī)格的鋼管，埋置取鋼鐵結(jié)構(gòu)物或普通碳素鋼，加工成一定規(guī)格的鋼管，埋置于盛試驗土樣的鐵皮罐中，鋼管用導(dǎo)線連接于盛試驗土樣的鐵皮罐中，鋼管用導(dǎo)線連接zhs-10zhs-10型質(zhì)量測定儀型質(zhì)量測定儀的正極，鐵皮罐用導(dǎo)線連接儀器的負極，通的正極，鐵皮罐用導(dǎo)線連接儀器的負極，通6v6v直流電使其電解直流電使其電解24h24h，求電解后鋼管損失的質(zhì)量。，求電解后鋼管損失的質(zhì)量。三、腐蝕性的評價三、腐蝕性的評價（一）水和土對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性評價（一）水和土對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性評價 1. 1.按環(huán)境類型評價水和土對混凝土結(jié)構(gòu)