工程地質(zhì)勘察中的水文地質(zhì)問題淺析

李成維

（重慶能科工程勘察有限公司，中國(guó) 重慶 400060）

0 引言

在水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū)，由于對(duì)水文地質(zhì)問題不重視，設(shè)計(jì)中又忽視了水文地質(zhì)問題的工程案例屢屢出現(xiàn)。因此，為了提高工程勘察質(zhì)量，在勘察過(guò)程中不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題，評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建構(gòu)筑物的影響，更要提出預(yù)防及治理措施建議，為設(shè)計(jì)和施工提供必要的水文地質(zhì)資料，以避免地下水對(duì)工程建設(shè)的危害。

1 工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容

在工程勘察中，對(duì)水文地質(zhì)問題的評(píng)價(jià)，主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容：

1.1 重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響，預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害，提出防治措施。

1．2 工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要，查明有關(guān)水文地質(zhì)問題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。

1．3 從工程角度，按地下水對(duì)工程的作用與影響，提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問題，如：（1）對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。（2）對(duì)選用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場(chǎng)地，應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水活動(dòng)對(duì)上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎(chǔ)范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂時(shí)，應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生地震液化、潛蝕、流砂、管涌的可能性。（3）當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層，應(yīng)對(duì)基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)。（4）在地下水位以下開挖基坑，應(yīng)進(jìn)行滲透和富水試驗(yàn)，并評(píng)價(jià)由于人工降水引起地表沉降、邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響周圍建筑物穩(wěn)定的可能性。

2 巖土水理性質(zhì)

巖土水理性質(zhì)是指巖士與地下水相互作用時(shí)顯示出來(lái)的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖土重要的工程地質(zhì)性質(zhì)，巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形，而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試比較重視，對(duì)巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視，因而對(duì)巖土工程地質(zhì)的評(píng)價(jià)是不夠全面的。下面首先介紹地下水的賦存形式及對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響，然后再對(duì)巖土的幾個(gè)重要的水理性質(zhì)及研究測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

2.1 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(jié)合水、毛細(xì)管水和重力水三種，當(dāng)中結(jié)合水又可分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。

2．2 巖土的主要的水理性質(zhì)及測(cè)試辦法

（1）軟化性，是指巖土體浸水后，力學(xué)強(qiáng)度降低的特性，一般用軟化系數(shù)表示，它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時(shí)，在地下水的作用下往往會(huì)形成軟弱夾層。各類成因的粘性土層、泥巖、頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。（2）透水性，是指水在重力作用下，巖土容許水透過(guò)自身的性能。松散巖土的顆粒越細(xì)、越不均勻，其透水性便越弱。堅(jiān)硬巖石的裂隙或巖溶越發(fā)育，其透水性就越強(qiáng)。透水性一般可用滲透系數(shù)表示，巖上體的滲透系數(shù)可通過(guò)抽水試驗(yàn)得出。（3）崩解性，是指巖土浸水濕化后，由于顆粒連接被削弱、破壞，使其崩散、解體的特性。巖土的崩解性與其顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大，以蒙脫石、云母、高嶺土為主的殘積土以散開的方式崩解，而以石英為主的殘坡積土多以裂開狀崩解。（4）給水性，是指在重力作用下飽水巖土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能，以給水度表示。給水度是含水層的一個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù)，也影響場(chǎng)地疏干時(shí)間。給水度一般采用室內(nèi)試驗(yàn)方法測(cè)定。（5）脹縮性，是指巖土吸水后體積增大，失水后體積減小的特性，巖土的漲縮性是由于顆粒表面結(jié)合水膜吸水變厚，失水變薄造成的。脹縮性往往是產(chǎn)生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一。評(píng)價(jià)指標(biāo)有膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數(shù)等。

3 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(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面的原因造成的。

3.1 地下水升降變化引起的巖土工程危害。地下水位變化可由天然因素或人為因素引起，但不管什么原因，當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_(dá)到一定程度時(shí)，都會(huì)對(duì)巖土工程造成危害，地下水位變化引起危害又可分為三種：

3.1.1 地下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，主要受含水層結(jié)構(gòu)、降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響，有時(shí)往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對(duì)巖土工程可能造成：（1）土壤沼澤化、鹽漬化，巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng)。（2）斜坡、河岸等巖土體產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。（3）一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化，引發(fā)山體滑坡。（4）引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂，管涌等現(xiàn)象。（5）地下洞室充水淹沒，基礎(chǔ)上浮、建筑物失穩(wěn)。

3.1.2 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(dòng)中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫(kù)截奪下游地下水的補(bǔ)給等。地下水的過(guò)大下降，常常誘發(fā)地裂縫、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問題，對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。

3.1.3 地下水頻繁升降對(duì)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(chǎn)生不均勻的脹縮變形，當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí)．不僅使巖上的膨脹收縮變形往復(fù)，而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，進(jìn)而形成地裂縫引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。

3.2 地下水動(dòng)壓力作用引起巖土工程危害

地下水在天然狀態(tài)下動(dòng)水壓力作用比較微弱，一般不會(huì)造成什么危害，但在人為工程活動(dòng)中由于改變地下水天然動(dòng)力平衡條件，在移動(dòng)的動(dòng)水壓力作用下，往往會(huì)引起一些嚴(yán)重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。

4 結(jié)束語(yǔ)

水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用，隨著工程勘察的發(fā)展，必將受到越來(lái)越廣泛的重視，切實(shí)做好水文地質(zhì)工作對(duì)勘察水平的提高將起著極大的推動(dòng)作用。

［1］孔德坊.工程巖土學(xué)[M].地質(zhì)出版社,1994.

［2］樂安琪,宋贊.工程勘察中水文地質(zhì)問題不容忽視[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào),2007(19).

［3］工程地質(zhì)手冊(cè)[S].4版.中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.

［4］王璐華.建筑工程地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)存在的問題及對(duì)策[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(4).

［5］楊永．工程地質(zhì)性狀與建筑工程基礎(chǔ)[J]．中外建筑,2001(02).