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【摘 要】分析研究含姜石粘性土中地下水的运动形式，并对渗透系数的选取进行相关探讨。
【关键词】含姜石粘性土；含姜石粘性土边坡；渗流；渗透系数
1.前言
地下水是影响边坡稳定的关键因素，在分析地下水对边坡稳定性的影响时，通常假定坡体具有均匀的渗流特性，通过水文实验或室内试验获取土体的水文参数，或仅就地下水的统计影响规律进行分析，这对颗粒比较均匀的砂土和粘性土的分析是可行的，但对于工程中经常遇到的含姜石粘性土，往往会产生很大的误差。
2.含姜石粘性土渗透机理分析
姜石主要产于粘土质地层中，如页岩、板岩、粘土岩和黄土之中。其形成时代也很广泛，从十几亿年前直到第四纪风成黄土之中，并且在今后的岁月里仍将继续，其形成机理为岩土层中钙质在地下水淋滤作用下形成的钙质结核，其形态有球状、卵状及不规则状。地下水的渗透性是重要的工程特性之一，水在土体中渗透会引起土体内部应力应变状态的改变，从而改变了土体的稳定条件。相对于无粘性土来说，粘性土渗透性要复杂得多，影响因素不单纯是孔隙率和颗粒级配的组成，而含姜石粘性土地下水渗透体系更为复杂多变，由于姜石粒径、含量以及密实度的不同而差异很大。粘性土层中因姜石的存在，会改变其粘性土结构及其渗透体系，当姜石含量达到一定数量时，用常规土工试验方法确定土的渗透性指标是不合理的，土工试验的重点应该放在对细粒土的基本物性指标的测定上，以便能正确反映土的特性。在没有现场抽（注）水试验的时候，通常选取含姜石粘性土渗透系数，我们往往根据渗透试验的結果结合地区经验稍作提高，但是鉴于姜石粒径的大小、姜石含量及土体压实程度等不同，影响程度难以定量体现。一般在姜石含量不是很大的情况下，将该土体视为渗流场。有时候姜石胶结成大块、含量较大、层厚较大，渗透压力带走了胶结裂隙中的粘性土颗粒，渗透系数发生很大变化，土体空间地下水具有管网状渗流特性。
3.工程实例分析
本文以某基坑工程为例，对含姜石粘性土地下水渗透性进行简单探讨。以下为一相关工程实例，希望大家共同分析。某工程，基坑开挖深度约15米，根据岩土工程勘察报告，地下水位埋深较约6.0米，其地层分布为：上部为全新世一般粘性土，层底深度14.4-16.9米；下部位更新世粘性土，埋深17.0-21.0米处姜石胶结发育
基坑采用桩锚支护，并在周圈设置止水帷幕；基坑降水采用管井结合明排方式。
该工程抗浮锚杆施工过程中，基坑一角出现抗浮锚杆孔内涌水，现场测定抗浮锚杆孔内水头高度可达0.6米，水泥砂浆注浆时出现随地下水流失现象，而其他区域并未出现该情况。根据该区域抗浮锚杆现场钻进岩样，对比勘察资料中钻孔柱状图，发现该区域基坑底部姜石胶结成大块状，且厚度较大，含姜石层最大厚度达4.0米，含量达到50%以上。
结合场地工程地质情况及基坑支护降水方案，综合分析抗浮锚杆孔内涌水现象的原因如下：
1.基坑帷幕偏短，由于人工降水迫使基坑内外形成较大的水头差，在靠近帷幕部位产生绕流。
2.帷幕端部多为大块姜石胶结，地层渗透系数较高，甚至局部孔隙较大，形成了帷幕内外良好的地下水渗流路径。
3.基坑内地下水的降水主要以明排盲沟为主，降水影响深度及范围有限，不能有效截流帷幕内外的地下水绕流和下部地层内的地下水。
4.该区域抗浮锚杆施工时，锚杆孔承载了水头压力的释放。
深究该工程实例，该区段基坑内外约9米的水头差，由于姜石胶结中粘性土颗粒逐渐被地下水搬运，地下水运动状态经历了从层流到紊流的变化。而在这种前提下，降水设计计算时，建立在裘布依稳定流理论基础上的管井降水单井涌水量，便失去其科学根据。
4.结语
1.基坑、边坡工程中，含姜石粘性土层中，当姜石含量较少时，在无场地抽水试验数据时，地下水渗透系数的选取应根据土层渗透实验参数稍作提高。
2.当边坡土体中姜石含量较大、粒径较大时随着时间、水头压力等因素的变化影响，地下水的排泄可能形成管道排泄，土体的渗透性大大提高。粘性土含量越低、水头压力越大管道排泄越易形成，土体的渗透性高；反之较难形成，土体的渗透性低。
3.含大量大粒径姜石的粘性土中，地下水管道排泄系统的存在可能，使边坡具有良好的渗透性，能有效排泄坡体中的地下水，避免雨季时坡体地下水位的大幅度上升，有效减少坡体中的渗透力和潜在滑面的孔隙水压力。支护施工时，应确保泄水孔数量与质量，如泄水孔无法充分发挥作用，地下水管道排泄系统将遭到破坏，地下水位将明显提高，使边坡的稳定性降低。
参考文献：
[1] 中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范（GBJ50021—2009）[M].中国建筑工业出版社，2009.
[2] 张蔚榛.地下水非稳定流计算和地下水资源评价[M].科学出版社，1983.
[3] 李义昌、李宾亭.地下水动力学[M].中国矿业出版社，1995.
【关键词】含姜石粘性土；含姜石粘性土边坡；渗流；渗透系数
1.前言
地下水是影响边坡稳定的关键因素，在分析地下水对边坡稳定性的影响时，通常假定坡体具有均匀的渗流特性，通过水文实验或室内试验获取土体的水文参数，或仅就地下水的统计影响规律进行分析，这对颗粒比较均匀的砂土和粘性土的分析是可行的，但对于工程中经常遇到的含姜石粘性土，往往会产生很大的误差。
2.含姜石粘性土渗透机理分析
姜石主要产于粘土质地层中，如页岩、板岩、粘土岩和黄土之中。其形成时代也很广泛，从十几亿年前直到第四纪风成黄土之中，并且在今后的岁月里仍将继续，其形成机理为岩土层中钙质在地下水淋滤作用下形成的钙质结核，其形态有球状、卵状及不规则状。地下水的渗透性是重要的工程特性之一，水在土体中渗透会引起土体内部应力应变状态的改变，从而改变了土体的稳定条件。相对于无粘性土来说，粘性土渗透性要复杂得多，影响因素不单纯是孔隙率和颗粒级配的组成，而含姜石粘性土地下水渗透体系更为复杂多变，由于姜石粒径、含量以及密实度的不同而差异很大。粘性土层中因姜石的存在，会改变其粘性土结构及其渗透体系，当姜石含量达到一定数量时，用常规土工试验方法确定土的渗透性指标是不合理的，土工试验的重点应该放在对细粒土的基本物性指标的测定上，以便能正确反映土的特性。在没有现场抽（注）水试验的时候，通常选取含姜石粘性土渗透系数，我们往往根据渗透试验的結果结合地区经验稍作提高，但是鉴于姜石粒径的大小、姜石含量及土体压实程度等不同，影响程度难以定量体现。一般在姜石含量不是很大的情况下，将该土体视为渗流场。有时候姜石胶结成大块、含量较大、层厚较大，渗透压力带走了胶结裂隙中的粘性土颗粒，渗透系数发生很大变化，土体空间地下水具有管网状渗流特性。
3.工程实例分析
本文以某基坑工程为例，对含姜石粘性土地下水渗透性进行简单探讨。以下为一相关工程实例，希望大家共同分析。某工程，基坑开挖深度约15米，根据岩土工程勘察报告，地下水位埋深较约6.0米，其地层分布为：上部为全新世一般粘性土，层底深度14.4-16.9米；下部位更新世粘性土，埋深17.0-21.0米处姜石胶结发育
基坑采用桩锚支护，并在周圈设置止水帷幕；基坑降水采用管井结合明排方式。
该工程抗浮锚杆施工过程中，基坑一角出现抗浮锚杆孔内涌水，现场测定抗浮锚杆孔内水头高度可达0.6米，水泥砂浆注浆时出现随地下水流失现象，而其他区域并未出现该情况。根据该区域抗浮锚杆现场钻进岩样，对比勘察资料中钻孔柱状图，发现该区域基坑底部姜石胶结成大块状，且厚度较大，含姜石层最大厚度达4.0米，含量达到50%以上。
结合场地工程地质情况及基坑支护降水方案，综合分析抗浮锚杆孔内涌水现象的原因如下：
1.基坑帷幕偏短，由于人工降水迫使基坑内外形成较大的水头差，在靠近帷幕部位产生绕流。
2.帷幕端部多为大块姜石胶结，地层渗透系数较高，甚至局部孔隙较大，形成了帷幕内外良好的地下水渗流路径。
3.基坑内地下水的降水主要以明排盲沟为主，降水影响深度及范围有限，不能有效截流帷幕内外的地下水绕流和下部地层内的地下水。
4.该区域抗浮锚杆施工时，锚杆孔承载了水头压力的释放。
深究该工程实例，该区段基坑内外约9米的水头差，由于姜石胶结中粘性土颗粒逐渐被地下水搬运，地下水运动状态经历了从层流到紊流的变化。而在这种前提下，降水设计计算时，建立在裘布依稳定流理论基础上的管井降水单井涌水量，便失去其科学根据。
4.结语
1.基坑、边坡工程中，含姜石粘性土层中，当姜石含量较少时，在无场地抽水试验数据时，地下水渗透系数的选取应根据土层渗透实验参数稍作提高。
2.当边坡土体中姜石含量较大、粒径较大时随着时间、水头压力等因素的变化影响，地下水的排泄可能形成管道排泄，土体的渗透性大大提高。粘性土含量越低、水头压力越大管道排泄越易形成，土体的渗透性高；反之较难形成，土体的渗透性低。
3.含大量大粒径姜石的粘性土中，地下水管道排泄系统的存在可能，使边坡具有良好的渗透性，能有效排泄坡体中的地下水，避免雨季时坡体地下水位的大幅度上升，有效减少坡体中的渗透力和潜在滑面的孔隙水压力。支护施工时，应确保泄水孔数量与质量，如泄水孔无法充分发挥作用，地下水管道排泄系统将遭到破坏，地下水位将明显提高，使边坡的稳定性降低。
参考文献：
[1] 中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范（GBJ50021—2009）[M].中国建筑工业出版社，2009.
[2] 张蔚榛.地下水非稳定流计算和地下水资源评价[M].科学出版社，1983.
[3] 李义昌、李宾亭.地下水动力学[M].中国矿业出版社，1995.