地下水最常见的问题主要是对岩体的软化、侵蚀和静水压力、动水压力作用及其渗透破坏等。
(一)地下水对土体和岩体的软化
地下水使土体尤其是非黏性土软化,降低强度、刚度和承载能力。
(二)地下水位下降引起软土地基沉降
(三)动水压力产生流砂和潜蚀(2019、2017)
1.流砂
当地下水的动水压力大于土粒的浮容重或地下水的水力坡度大于临界水力坡度时产生流砂。
分三种:轻微流砂、中等流砂、严重流砂。
流砂易产生在细砂、粉砂、粉质黏土等土中。
常用处置方法有人工降低地下水位和打板桩等,特殊情况下采取化学加固法、爆炸法及加重法等。
在基槽开挖的过程中局部地段出现流砂时,可立即抛入大块石等阻止流砂(2019)。
2.潜蚀(机械潜蚀和化学潜蚀)
机械潜蚀:地下水渗流产生的动水压力小于土颗粒的有效重度,即渗流水力坡度小于临界水力坡度(2017)。
化学潜蚀:地下水溶解土中盐分,破坏土粒间的结合力和土的结构,土粒被水带走,形成洞穴。
这两种作用一般是同时进行的。在我国的黄土层及岩溶地区的土层中,常有潜蚀现象产生。
潜蚀处理:可以采用堵截地表水流入土层、阻止地下水在土层中流动、设置反滤层、改良土的性质、减小地下水流速及水力坡度等措施。(2019)
(四)地下水的浮托作用(2015)
当建筑物基础底面位于地下水位以下时,地下水对基础底面产生静水压力,即产生浮托力。
如果基础位于粉土、砂土、碎石土和节理裂隙发育的岩石地基上,则按地下水位100%计算浮托力(2015);
如果基础位于节理裂隙不发育的岩石地基上,则按地下水位50%计算浮托力;
如果基础位于黏性土地基上,其浮托力较难确切地确定,应结合地区的实际经验考虑(2020)。
(五)承压水对基坑的作用
当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时,应进行坑底突涌验算,必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施,保证坑底土层稳定。
当坑底含承压水层且上部土体压重不足以抵抗承压水水头时,应布置降压井降低承压水水头压力,确保基坑开挖施工安全。
(六)地下水对钢筋混凝土的腐蚀
地下水对混凝土的腐蚀是一项复杂的物理化学过程,在一定的工程地质与水文地质条件下,对建筑材料的耐久性影响很大。