淺談巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題

姚寧寧

摘要：水文地質(zhì)既是巖土工程勘察組成的一部分，又直接影響了巖土工程的特性和質(zhì)量，甚至還影響到建筑的安全性、穩(wěn)定性和耐久性。因此研究巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題具有重要的意義。本文分析了水文地質(zhì)問題在巖土工程勘查中的重要性，并說明了水文地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容及評價(jià)內(nèi)容，最后詳細(xì)探討了巖土工程勘察中的幾個(gè)重要的水文地質(zhì)問題。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察；水文地質(zhì)；水理性質(zhì)；腐蝕性；地下水

一、水文地質(zhì)問題在巖土工程勘查中的重要性

在對巖土工程進(jìn)行勘查以及施工過程中需要對巖土工程周邊的水文地質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)的勘察，而有些工程施工單位在工程施工過程中最容易忽視對工程周邊進(jìn)行水文地質(zhì)勘察。工程地質(zhì)情況在很大程度上是受水文地質(zhì)情況所決定的，因?yàn)閹r土體中含有地下水，地下水可以對巖土體產(chǎn)生直接的影響，而且水文地質(zhì)條件對于巖土工程的穩(wěn)固性有非常大的影響。一些工程施工單位在進(jìn)行工程勘察的過程中僅僅是對工程周邊表面的水文地質(zhì)進(jìn)行勘查，而沒有對地下的水文地質(zhì)條件進(jìn)行勘查，這樣便使得工程勘察工作沒有達(dá)到很好的質(zhì)量，在工程建設(shè)過程中，或者建設(shè)完成之后，可能發(fā)生由地下水而導(dǎo)致的工程危害。為了保障工程的安全性和穩(wěn)固性，則需要在工程勘察過程中加強(qiáng)對水文地質(zhì)問題的勘察。

二、水文地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容及評價(jià)內(nèi)容

（一）水文地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容

根據(jù)巖土體對建筑物產(chǎn)生的影響做針對性分析，評價(jià)地下水對巖土體和建筑物的作用和影響。提供詳實(shí)的水文地質(zhì)資料，一是自然地理?xiàng)l件，包括工程所在地的地形地貌、氣候、降水量、歷史水位、水位變化趨勢等。二是地質(zhì)環(huán)境條件，包括地質(zhì)構(gòu)造、基建構(gòu)造、土層或巖層滲透性強(qiáng)弱及滲透參數(shù)、承壓含水層的特征及水頭等。三是地下水位，包括地下水類型、水位的高低及變化幅度趨勢、地下水的滲流狀態(tài)、地下水和地表水的污染程度。四是含水層和隔水層的厚度、埋深和分布組合關(guān)系。

（二）水文地質(zhì)勘察的評價(jià)內(nèi)容

水文地質(zhì)的評價(jià)內(nèi)容要符合工程實(shí)際情況。

1、地下水位

地下水位的評價(jià)對于地下建筑來說，是非常重要的參數(shù)之一，但是在很多工程中地下水的勘察評價(jià)內(nèi)容達(dá)不到巖土工程勘察的規(guī)范要求，只標(biāo)明了勘察期間的地下水穩(wěn)定水位和高程。根據(jù)（《巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）（2009年版）》的強(qiáng)制性條文規(guī)定勘察報(bào)告要提供歷史最高水位和變化幅度、勘察期間地下水位和變化幅度。一般工程長期堅(jiān)持水位變化不太現(xiàn)實(shí)，所以要搜集歷史水位資料進(jìn)行分析和論證，并且提出防水設(shè)計(jì)水位和抗浮設(shè)計(jì)水位標(biāo)高的建議。

2、地下水的變化幅度

地下水的上升或者下降都能對巖土工程造成影響。因?yàn)楣こ倘绻谪S水期或者枯水期施工，現(xiàn)場水位勘查只符合這一時(shí)期，一旦這一時(shí)期過后，水位就會產(chǎn)生很大變化。地下水的評價(jià)通常采集2-5年的變化幅度，保證評價(jià)內(nèi)容的準(zhǔn)確性。

三、巖土工程勘察中的幾個(gè)重要的水文地質(zhì)問題

（一）巖土的水理性質(zhì)

巖土水理性質(zhì)主要指的是巖土和地下水互相作用而表現(xiàn)出來的性質(zhì)，巖土水理性質(zhì)是工程地質(zhì)性質(zhì)的一部分，另一部分則是巖土的物理性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)影響著巖土的強(qiáng)度以及建筑物的穩(wěn)定性。地下水在巖土中有許多種存在的方式，以不同方式存在的地下水使得巖土的水理性質(zhì)也不盡相同。按照在巖土中的存在形式可將地下水分為強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)

合水、毛細(xì)管水以及重力水，這幾種形式的水對巖土的水理性質(zhì)有著很大的不同。

1、強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水

強(qiáng)結(jié)合水在強(qiáng)壓的條件下密度可以達(dá)到普通水的 2 倍，從而具有很強(qiáng)的粘滯性和彈性，強(qiáng)結(jié)合水不受重力的影響。弱結(jié)合水所受的吸附力很小，僅能在顆粒水膜之間進(jìn)行緩慢的移動(dòng)。結(jié)合水主要存在于黏性土中，極少存在于砂土之中，因?yàn)榻Y(jié)合水被強(qiáng)力制約，所以結(jié)合水對于巖土的水理性質(zhì)沒有很大的影響。

（二）地下水的腐蝕問題

1、腐蝕機(jī)理

地下水的類型具有多種多樣，水位的變化受到水文條件的影響，并隨著降水量的不同而有季節(jié)性的變化。同地表水一樣，地下水也有腐蝕性，主要原因是地下水的某種礦物含量過高。當(dāng)?shù)叵滤艿轿廴荆撤N化學(xué)成分過高，它同樣會有腐蝕性。在進(jìn)行巖土工程勘察和建筑工程設(shè)計(jì)中，需要對地下水的腐蝕性進(jìn)行考慮。通過對地下水的測量和分析，發(fā)現(xiàn)下層地下水比上層地下水的礦化度更高，腐蝕性更強(qiáng)。

（三）做好水文地質(zhì)勘察的關(guān)鍵因素

1、巖石的裂隙性

裂隙的成因多種多樣，巖石和裂隙合在一起統(tǒng)稱為“巖體”，并將其中的裂隙概化為“結(jié)構(gòu)面”。巖體中的地下水是沿著巖體中的裂隙和洞穴流動(dòng)的，隨著裂隙和洞穴的形態(tài)和分布的不同，有脈狀裂隙水、網(wǎng)狀裂隙水、層狀裂隙水、洞穴水等不同的地下水類型，這些不同類型的裂隙地下水對巖土工程勘察的影響是各不相同的。

2、土的孔隙性

土是一種散體材料，存在孔隙。對于土的孔隙性，應(yīng)明確以下問題：

（1）對于飽和土是固、液兩相，對于非飽和土是固、液、氣三相，于是產(chǎn)生了有效壓力和孔隙壓力，孔隙壓力又有孔隙水壓力和孔隙氣壓力。

（2）在飽和土中，由于孔隙水壓力的增長和消散，不同的加荷速率導(dǎo)致地基承載力不同，是否及時(shí)支撐，對軟土基坑穩(wěn)定有不同的表現(xiàn)。

（3）飽和土中的超靜水壓力可導(dǎo)致擠土效應(yīng)，使樁被擠斷、擠歪和上?。坏卣饡r(shí)的超靜水壓力可導(dǎo)致砂土和粉土液化等情況的出現(xiàn)。

（4）非飽和土的孔隙氣壓力形成基質(zhì)吸力，基質(zhì)吸力隨著土中含水量的增加而降低，因而是不穩(wěn)定的。

總之，弄清了土的孔隙性情況，把握好有效壓力及孔隙壓力是巖土工程的重要關(guān)鍵。