水文地質工程勘察中存在的問題及危害

楊紀金 福建煤電股份有限公司翠屏山煤礦 福建 龍巖 364000

一、前言

在工程勘察，設計和施工過程中，水文地質問題始終是一個極為重要但是也是一個易于被忽視的問題。因此為提高工程勘察質量，在勘察中加強水文地質問題的研究是十分必要的，在工程勘察中不僅要求查明于巖土工程有關的水土地質問題，評價地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響，更要提出預防及治理措施的建議，為設計和施工提供必要的水文地質資料，以消除或減少地下水對巖土工程的危害。

二、工程地質勘察中水文地質評價內容

在以往的工程勘察報告中，由于缺少結合基礎設計和施工需要評價地下水對巖土工程的作用和危害，在很多地區(qū)已發(fā)生多起因地下水造成基礎下沉和建筑物開裂的質量事故，總結以往的經驗和教訓，我們認為今后在工程勘察中，對水文地質問題的評價，主要應考慮以下內容。

（一）應重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預測可能產生的巖土工程危害，提出防治措施。

（二）工程勘察中還應密切結合建筑物地基基礎類型的需要，查明有關水文地質問題，提供選型所需的水文地質資料。

（三）不僅要查明地下水的天然狀態(tài)和天然條件下的影響，更重要的是分析預測在人為工程活動中地下水的變化情況，及對巖土體和建筑物的反作用。

（四）應從工程角度，按地下水對工程的作用與影響，提出不同條件下應當著重評價的地質問題，如：

1．對埋藏在底下水位以下的建筑物基礎中水對砼及砼內鋼筋的腐蝕性。

2．對選用軟質巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎持力層的建筑場地，應著重評價地下水活動對上述巖土體可能產生的軟化、崩解、漲縮等作用。

3．在地基基礎壓縮層范圍內存在松散、飽和的粉細砂、粉土時，應預測產生潛蝕、流沙、管涌的可能性。

三、巖土水理性質

巖土水理性質是指巖土于地下水互相作用是顯示出來的各種性質。巖土水理性質與巖土的物理性質都是巖土重要的工程地質性質。巖土的水理性質不僅影響巖土的強度和變形，而且有些性質還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對巖土的物理力學性質的測試比較重視，對巖土的水理性質卻有所忽視，因而對巖土工程地質性質的評價是不夠全面的。巖土的水理性質是巖土于地下水互相作用顯示出來的性質，而地下水在巖土中有不同的賦存方式，不同形式的地下水對巖土水理性質的影響程度有所不同，而且影響程度又與巖土類型有關。下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對巖土水理性質的影響，然后再對巖土的幾個重要的水理性質及研究測試方法進行簡單的介紹。

（一）地下水的賦存形式：地下水按其在巖土中的賦存形式可分為結合水、毛細管水和重力水三種，其中結合水又可分為強結合水和弱結合水兩種。

巖土的主要的水理性質及其測試方法：

（一）軟化性，是指巖土體浸水后，力學強度降低的特性，一般用軟化系數表示，即巖石在浸水飽和狀態(tài)下與風干狀態(tài)下極限抗壓強度之比，它是判斷巖石耐風化、耐水浸能力的指標。在巖石層中存在易軟化巖層時，在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。各類成因的黏性土層、巖層、頁巖、泥質砂巖等均普遍存在軟化特性。

（二）透水性，是指水在重力作用下，巖土容許水透過自身的性能。巖土的滲透性的強弱首先決定干巖土空隙的大小和連通性，其次是空隙度的多少。松散巖土的顆粒愈細、愈不均勻，其透水性便愈強。堅硬巖層的裂隙或巖溶愈發(fā)育，其透水性就愈強。透水性一般可用滲透系數表示，巖土體的滲透系數可通過抽水試驗求取。

（三）崩解性，是指巖土浸水濕化后，由于土粒連接被削弱、破壞，使土體崩散、解體的特性。巖土體的崩解特性包括崩解所需時間、崩解量、崩解方式等。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結構等關系很大，以廣東地區(qū)的殘積土為例，一般崩解時 間 5-24h，崩 解 量 1．79-34，以 蒙脫石、水云母、高嶺土為主的殘積土以散開方式崩解，以石英為主的殘積土多以裂開狀崩解為主。

四、地下水引起的巖土工程危害

地下水引起的巖土工程危害，主要是由于地下水位升降變化和地下水動水壓力作用兩個方面的原因造成的。

五、地下水升降變化引起的巖土工程危害

地下水變化可由天然因素或人為因素引起，但不管什么原因，當地下水位的變化達到一定程度時，都會對巖土工程造成危害，地下水位變化引起危害又可分為三種方式：

（一）水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的，其主要受地質因素如含水層結構、總體巖性產狀；水文氣象因素如降雨量、氣溫等；人為因素如灌溉、施工等的影響，有時往往是幾種因素的綜合結果。由于潛水面上升對巖土工程可能造成：1．土壤沼澤化、鹽漬化，巖土及地下水建筑物腐蝕性增強。2．斜坡、河岸等巖土體巖產生滑移、崩塌等不良地質現象。3．一些具有特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化。4．引起粉細砂及粉土飽和液化、出現細砂、管涌等現象。5．地下洞室沖水淹沒，基礎上浮、建筑物失穩(wěn)。

（二）地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的，如集中大量抽取地下水、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降，常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環(huán)境問題，對巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大的威脅。

（三）地下水頻繁升降對巖土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形，當地下水升降頻繁時，不僅使巖土的膨脹收縮變形往復，而且會導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動帶內由于地下水的積極將交替，會將土層中的膠結物？—鐵、鋁成分淋失，土層失去膠結物將造成土質變松、含水量孔隙比增大，壓縮模量、承載力降低，給巖土工程基礎選擇、處理帶來較大的麻煩。

4．2地下水動壓力作用引起巖土工程危害

地下水在天然狀態(tài)下動水壓力作用比較微弱，一般不會造成什么危害，但在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件，在移動的動水壓力作用下，往往會引起一些嚴重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。流沙、管涌、基坑突涌的形成條件和防治措施在有關的工程地質文獻中已有較詳細的論述，這里不再重復。

結語

近幾年來巖土工程危害特別多尤其是地下水對巖土工程來說，就是比較大的危害性，由于水文地質中所存在的問題是最關健又是最易被忽略的問題，所以我們要在勘察中加強水文地質問題的研究。