2014年全国造价工程师执业资格考试
《建设工程技术与计量（土建）》

第二节 地下水的类型与特征
 一、地下水的类型
根据埋藏条件，将地下水分为包气带水、潜水、承压水三大类。根据含水层的空隙性质，地下水又分为孔隙水、裂隙水和岩溶水三个亚类。
（一）包气带水
包气带水处于地表面以下潜水位以上的包气带岩土层中，包括土壤水、沼泽水、上层滞水以及岩层风化壳（黏土裂隙）中季节性存在的水。
（二）潜水
潜水是埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有自由水面的重力水，其自由表面承受大气压力，受气候条件影响，季节性变化明显。如春、夏季多雨，水位上升，冬季少雨，水位下降。水温也随季节而有规律的变化。潜水主要分部在地表各种岩土里，多数存在于第四纪松散岩层中，坚硬的沉积岩、岩浆岩和变质岩的裂隙及洞穴中也有潜水分布。
一、地下水的类型
（三）承压水
承压水也称为自流水，是地表以下充满两个稳定隔水层之间的重力水。
（四）裂隙水
裂隙水是指埋藏在基岩裂隙中的地下水。根据基岩裂隙成因，将裂隙水分为风化裂隙水、成岩裂隙水、构造裂隙水。
（五）岩溶水
岩溶水赋存和运移于可溶岩的溶隙、溶洞（洞穴、管道、暗河）中。我国的岩溶分布比较广，特别是在南方地区，岩溶水分布很普遍，水量丰富，对供水极为有利，但对矿床开采、地下工程和建筑工程等都会带来一些危害。根据埋藏条件，将岩溶水分为岩溶上层滞水、岩溶潜水及岩溶承压水。
二、地下水的特征
（一）包气带水的特征
包气带水主要受气候控制，季节性明显，变化大。雨季水量多，旱季水量少，甚至干涸。包气带水对农业有很大意义，对工程意义不大。
（二）潜水的特征
潜水有两个特征。①潜水面以上无稳定的隔水层存在，大气降水和地表水可直接渗入，成为潜水的主要补给来源。因此，在大多数的情况下潜水的分布区与补给区是一致。②潜水自水位较高处向水位较低处渗流。
（三）承压水的特征
承压水是因为限制在两个隔水层之间而具有一定压力，特别是含水层透水性越好，压力越大，人工开凿后能自流到地表。
（四）裂隙水的特征
裂隙水运动复杂，水量变化较大，这与裂隙发育及成因有密切关系。
风化裂隙水由于风化裂隙彼此连通，因此在一定范围内形成的地下水也是相互连通。
（五）岩溶水的特征
在厚层灰岩的包气带中，常有局部非可溶的岩层存在，起着隔水作用，在其上部形成岩溶上层滞水。岩溶潜水广泛分布在大面积出露的厚层灰岩地区，动态变化很大，水位变化幅度可达数十米。岩溶地层被覆盖或岩溶层与砂页岩互层分布时，在一定的构造条件下，就能形成动态较稳定的岩溶承压水。总的来说，在岩溶地区进行工程建设，特别是地下工程，必须弄清岩溶的发育与分布规律，因为岩溶的发育可能使工程地质条件恶化。
应用分析
（2011）关于地下水作用的说法，正确的有（）。
A．地下水能够软化或溶蚀边坡岩体，导致崩塌或滑坡
B．地下水增加了岩体重量，提高了下滑力
C．地下水产生静水浮托力，提高了基础的抗滑稳定性
D．地下水产生静水压力或动水压力，提高岩体稳定性
E．地下水对岩体产生浮托力，使岩体重量相对减轻，稳定性下降
答案：ABE
第三节 常见工程地质问题及其处理方法
一、地基
地基对建筑物的影响很大，工程建设难免遇到一些特殊地基必须加以处理。
（一）松散、软弱土层
松散、软弱土层强度、刚度低，承载力低，抗渗性差。对不满足承载力要求的松散土层，如砂和砂砾石地层等，可挖除，也可采用固结灌浆、预制桩或灌注桩、地下连续墙或沉井等加固；对不满足抗渗要求的，可灌水泥浆或水泥黏土浆，或地下连续墙防渗；对于影响边坡稳定的，可喷混凝土护面和打土钉支护。
对不满足承载力的软弱土层，如淤泥及淤泥质土，浅层的挖除，深层的可以采用振冲等方法用砂、砂砾、碎石或块石等置换。
（二）风化、破碎岩层
风化一般在地基表层，可以挖除。破碎岩层有的较浅，也可以挖除；有的埋藏较深，如断层破碎带，可以用水泥浆灌浆加固或防渗。风化、破碎处于边坡影响稳定的，可根据情况采用喷混凝土或挂网喷混凝土护面，必要时配合灌浆和锚杆加固，甚至采用砌体、混凝土和钢筋混凝土等格构方式的结构护坡。
对结构面不利交汇切割和岩体软弱破碎的地下工程围岩，地下工程开挖后，要及时采用支撑、支护和衬砌。支撑由柱体、钢管排架发展为钢筋或型钢拱架，拱架的结构和间距根据围岩破碎的程度决定。支护多采用喷混凝土、挂网喷混凝土、随机锚杆和系统锚杆。衬砌多用混凝土和钢筋混凝土，也有采用钢板衬砌的。
对于裂隙发育影响地基承载能力和抗渗要求的，可以用水泥浆灌浆加固或防渗。
（三）断层、泥化软弱夹层
对充填胶结差、影响承载力或抗渗要求的断层，浅埋的尽可能清除回填，深埋的灌水泥浆处理；泥化夹层影响承载能力，浅埋的尽可能清除回填，深埋的一般不影响承载能力。断层、泥化软弱夹层可能是基础或边坡的滑动控制面，对于不便清除回填的，根据埋深和厚度，可采用锚杆、抗滑桩、预应力锚索等进行抗滑处理。
滑坡的发生往往与水有很大关系，渗水降低滑坡体尤其是滑动控制面的摩擦系数和黏聚力，要注重在滑坡体上方修筑截水设施，在滑坡体下方筑好排水设施；经过论证方可以在滑坡体的上部刷方减重以防止滑坡，未经论证不要轻易扰动滑坡体。不能在上部刷方减重的，可考虑在滑坡体坡脚采用挡土墙、抗滑桩等支挡措施，也可采用固结灌浆等措施改善滑动面和滑坡体的抗滑性能。
当地下水发育影响到边坡或地下工程围岩稳定时，要及时采用洞、井、沟等措施导水、排水，降低地下水位。
（四）岩溶与土洞
当建筑工程遇到不可能避开的岩溶与土洞时，可挖除洞内软弱充填物后回填石料或混凝土。不方便挖填的，可采用长梁式、桁架式基础或大平板等方案跨越洞顶，也可对岩溶进行裂隙钻孔灌浆，对土洞进行顶板打孔灌砂、砂砾，或作桩基处理。
二、地下水
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。有侵蚀性的地下水使岩石发生化学变化，也可能导致岩石的强度降低，尤其是地下水使结构面的粘结力C降低和摩擦角φ减小，使结构面的抗剪强度降低，造成岩体的承载力和稳定性T降。
（二）地下水位下降引起软土地基沉降
一般在沿海软土层中进行基础施工时，需要人工降低地下水位。若降水措施不当，轻者造成邻近建筑物或地下管线的不均匀沉降，重者使建筑物基础下的土体颗粒流失，甚至掏空，导致建筑物开裂，进而危及安全使用。
（三）动水压力产生流砂和潜蚀
流砂是一种不良的工程地质现象。在建筑物深基础工程和地下建筑工程的施工中遇到的流砂现象，按其严重程度可分下列三种：轻微流砂，当基坑围护桩排的间隙处隔水措施不当或施工质量欠缺时，或当地下连续墙接头的施工质量不佳时，有些细小的土颗粒会随着地下水渗漏一起穿过缝隙而流人基坑，增加坑底的泥泞程度；中等流砂，在基坑底部，尤其是靠近围护桩墙的地方，常会出现一堆粉细砂缓缓冒起，仔细观察，可以看到粉细砂堆中形成许多小小的排水沟，冒出的水夹带着细小土粒在慢慢地流动；
严重流砂，基坑开挖时如发生上述现象而仍然继续往下开挖，流砂的冒出速度会迅速增加，有时会像开水初沸时的翻泡，此时基坑底部称为流动状态，给施工带来极大困难，甚至影响邻近建筑物的安全。如果在沉井施工中产生严重流砂，那么沉井就突然下沉，无法用人力控制，以致沉井发生倾斜，甚至发生重大事故。
（四）地下水的浮托作用
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；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5 0%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。
（五）承压水对基坑的作用
当深基坑下部有承压含水层时，必须分析承压水头是否会冲毁基坑底部的黏性土层，通常用压力平衡概念即1.3.1式进行验算：

（六）地下水对钢筋混凝土的腐蚀
地下水对混凝土建筑物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。硅酸盐水泥遇水硬化，形成Ca(OH)2、水化硅酸钙CaOSi02.12H20、水化铝酸钙CaOAl2 03.6H2 0等，这些物质往往会受到地下水的腐蚀。
三、边坡稳定
（一）影响边坡稳定的因素
影响边坡稳定性的因素有内在因素与外在因素两个方面。内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等，它们常常起着主要的控制作用；外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷载等。
（二）不稳定边坡的防治措施
为了确保工程的安全，针对不稳定的边坡，必须采取一些有效的防治措施。目前国内外常用的方法有：
防止地表水向岩体中渗透与排除不稳定岩体中的地下水，削缓斜坡、上部减重，修建支挡建筑，锚固等。
（三）地下工程围岩的稳定性
地下工程是指建筑在地面以下及山体内部的各类建
（构）筑物。如隧道、竖井、地铁，以及地下厂房、储库、车库、车站、商场和军事设施等。因地下工程埋于岩体中，首先要考虑的就是地下工程围岩的稳定性问题，如围岩塌方、地下水渗漏等。
1．地下工程位置选择的影响因素
地下工程位置的选择，除取决于工程目的要求外，还需要考虑区域稳定、山体稳定及地形、岩性、地质构造、地下水、地应力等因素的影响。
2．围岩的工程地质分析
(1)围岩稳定性分析。围岩稳定，是指在一定时间内，在一定的地质力和工程力作用下，岩体不产生破坏和失稳。
(2)围岩的分类。主要是鉴于围岩的稳定性对围岩进行分类，不同建设行业对围岩的分类尚不尽相同。例如，水利建设行业将围岩分为五类，交通建设行业将围岩分为六类。
3．提高围岩稳定性的措施
为了保证地下工程施工的安全和正常运行，应该针对岩体的不同条件，采取相应的施工方法和一定的工程技术措施，提高围岩的稳定性。目前，用以提高围岩稳定性的工程措施主要有传统的支护或衬砌和喷锚支护两大类。
应用分析
（2010）地层岩性对边坡稳定影响较大，使边坡最易发生顺坡滑动和上部崩塌的岩层是（　）。
A.玄武岩
B.火山角砾岩
C.黏土质页岩
D.片麻岩
答案：Ｃ
（2011）地层岩性对边坡稳定性影响较大，能构成稳定性相对较好边坡的岩体是（）。
A．沉积岩
B．页岩
C．泥灰岩
D．板岩
答案：A
第四节 工程地质对工程建设的影响
一、工程地质对工程选址的影响
工程地质是建设工程地基及其一定影响区域的地层性质。建设工程因其规模、功能、质量、建筑布置、结构构成、使用年限、运营方式和安全保证等的不同，要求地基及其一定区域的地层有一定的强度、刚度、稳定性和抗渗性。有的工程地质能满足这些要求，但有的土体松散、软弱、湿陷、湿胀，有的岩石软弱、软化、风化、泥化、破碎和岩层褶皱、断裂、不整合以及受地下水的渗透和浸蚀等，不能满足工程要求。许多建设工程不得不根据工程所选地址的地质条件调整建筑结构设计，或者根据建筑结构设计要求处理工程地质缺陷，这些都会增加工程造价。建设项目选择技术经济合理的建设方案，必须重视工程选址。
建设工程选址，除了受社会经济条件和地形、气象、水文等自然地理条件的影响外，也受工程地质条件的影响。
对于大型建设工程的选址，工程地质的影响还要考虑区域地质构造和地质岩性形成的整体滑坡，地下水的性质、状态和活动对地基的危害。
对于特殊重要的工业、能源、国防、科技和教育等方面新建项目的工程选址，还要考虑地区的地震烈度，尽量避免在高烈度地区建设。
对于地下工程的选址，工程地质的影响要考虑区域稳定性的问题。对区域性深大断裂交汇、近期活动断层和现代构造运动较为强烈的地段，要给予足够的注意，也要注意避免工程走向与岩层走向交角太小甚至近乎平行。
对于道路选线，因为线性展布跨越地域多，受技术经济和地形地貌各方面的限制，对地质缺陷难以回避，工程地质的影响更为复杂。道路选线应尽量避开断层裂谷边坡，尤其是不稳定边坡；避开岩层倾向与坡面倾向一致的顺向坡，尤其是岩层倾角小于坡面倾角的；避免路线与主要裂隙发育方向平行，尤其是裂隙倾向与边坡倾向一致的；避免经过大型滑坡体、不稳定岩堆和泥石流地段及其下方。
（一）裂隙（裂缝）对工程选址的影响
裂隙（裂缝）对工程建设的影响主要表现在破坏岩体的整体性，促使岩体风化加快，增强岩体的透水性，使岩体的强度和稳定性降低。裂隙（裂缝）的主要发育方向与建筑边坡走向平行的，边坡易发生坍塌。裂隙（裂缝）的间距越小，密度越大，对岩体质量的影响越大。
（二）断层对工程选址的影响
由于岩层发生强烈的断裂变动，致使岩体裂隙增多、岩石破碎、风化严重、地下水发育，从而降低了岩石的强度和稳定性，对工程建筑造成了种种不利的影响。在公路工程建设中，应尽量避开大的断层破碎带。
二、工程地质对建筑结构的影响
工程地质对建筑结构的影响，主要是地质缺陷和地下水造成的地基稳定性、承载力、抗渗性、沉降和不均匀沉降等问题，对建筑结构选型、建筑材料选用、结构尺寸和钢筋配置等多方面的影响。这些影响在各个工程项目的反映差别较大，具体分为以下几方面。
对建筑结构选型和建筑材料选择的影响。例如，按功能要求可以选用砖混结构、框架结构的，因工程地质原因造成的地基承载力、承载变形及其不均匀性的问题，要采用框架结构、简体结构；可以选用钢筋混凝土结构的，要采用钢结构；可以选用砌体的，要采用混凝土或钢筋混凝土。
对基础选型和结构尺寸的影响。由于地基土层松散软弱或岩层破碎等工程地质原因，不能采用条形基础，而要采用片筏基础甚至箱形基础。对较深松散地层有的要采用桩基础加固，还要根据地质缺陷的不同程度，加大基础的结构尺寸。
对结构尺寸和钢筋配置的影响。为了应对地质缺陷造成的受力和变形问题，有时要加大承载和传力结构的尺寸，提高钢筋混凝土的配筋率。
工程所在区域的地震烈度越高，构造柱和圈梁等抗震结构的布置密度、断面尺寸和配筋率要相应增大。
工程构筑物种类多，不同的工程构筑物对场地地基的适应程度不同，工程地质问题也就格外复杂。能否正确认识工程地质条件和处理工程地质问题，关系到工程能否顺利建设、安全运营甚至关系到投资成败。对于工程地质问题认识不足、处理不当，不但会带来工程事故，大幅度增加工程造价，并且会遗留无尽的工程病害，从而导致维修整治费用的增加。
三、工程地质对工程造价的影响
工程地质勘察作为一项基础性工作，对工程造价的影响可归结为三个方面：一是选择工程地质条件有利的路线，对工程造价起着决定作用；二是勘察资料的准确性直接影响工程造价；三是由于对特殊不良工程地质问题认识不足导致的工程造价增加。通常，存在着因施工过程才发现特殊不良地质的现象，这样，不但处治特殊不良地质的工程费用因施工技术条件相对困难而增加，而且造成的既成工程损失：路基沉陷、边坡倒塌、桥梁破坏、陇道变形等也很棘手。此外，特殊不良地质的处治是典型的岩土工程，包含着地质和土木工程的复合技术。
应用分析
（2009）在地基为松散软弱土层，建筑物基础不宜采用(  )。
A．条形基础
B．箱形基础
C．柱下十字交叉基础
D．片筏基础
答案：A