淺談巖土工程中水文地質(zhì)問題的危害

賈雷

摘要：水文地質(zhì)問題在巖土工程勘察當中起到了越來越關(guān)鍵的作用，并且為加強工程施工的安全與穩(wěn)定，防止發(fā)生人為誘發(fā)的巖土工程水文地質(zhì)危害。其中，在巖土工程勘察中采取科學(xué)合理的方法來進行各種水文地質(zhì)問題的相關(guān)參數(shù)的測定，并通過行之有效的分析來給出客觀準確的評價，是非常重要且又必要的。而由此可見，切實做好巖土工程勘察當中對于水文地質(zhì)方面的問題分析，進一步加強其在巖土工程勘察當中的積極影響和作用，是整個巖土工程行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重中之重。只有對水文地質(zhì)問題進行明確了之后，才能夠?qū)嵤┝己玫念A(yù)防與治理，并最終為巖土工程勘察設(shè)計與施工提供寶貴的資料。文章分別從工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評價內(nèi)容、巖土水理性質(zhì)以及地下水引起的巖土工程危害三個方面闡述了水文地質(zhì)問題在工程勘察中的危害。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)；地質(zhì)勘察；危害

前言：隨著近年來我國巖土工程勘察中水文地質(zhì)的深入發(fā)展和長足進步，其所帶來的問題也越來越突出，為提高工程勘察質(zhì)量，在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)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(yù)防及治理措施的建議，為設(shè)計和施工提供必要的水文地質(zhì)資料，以消除或減少地下水對巖土工程的危害。

1、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評價內(nèi)容

在以往的工程勘察報告中，由于缺少結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)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(chǔ)下沉和建筑物開裂的質(zhì)量事故，總結(jié)以往的經(jīng)驗和教訓(xùn)，我們認為今后在工程勘察中，對水文地質(zhì)問題的評價，主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容

1.1應(yīng)重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預(yù)測可能產(chǎn)生的巖土工程危害，并提出防治措施。

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應(yīng)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(yīng)當重點評價的地質(zhì)問題，如①對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對鹼及鹼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。②對選用軟質(zhì)巖石、強風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場地，應(yīng)著重評價地下水活動對上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。③在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細砂、粉土?xí)r，應(yīng)預(yù)測產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。④當基礎(chǔ)下部存在承壓含水層，應(yīng)對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價。⑤在地下水位以下開挖基坑，應(yīng)進行滲透性和富水性試驗，并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進而影響周圍建筑物穩(wěn)定性的可能性。

2、巖土水理性質(zhì)

巖土水理性質(zhì)是指巖土與地下水相互作用時顯示出來的各種性質(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)。巖土的水理哇質(zhì)不僅影響巖土的強度和變形，而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測試比較重視，對巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視，因而對巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的評價是不夠全面的。巖土的水理性質(zhì)是巖土與地下水相互作用顯示出來的性質(zhì)，下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對巖土水理性質(zhì)的影響，然后再對巖土的幾個重要的水理性質(zhì)及研究測試方法進行簡單的介紹。

2.1地下水的賦存形式地下水按其在巖土體中的賦存形式可分為液態(tài)水、氣態(tài)水、固態(tài)水，其中液態(tài)水根據(jù)水分子的受力狀況可細分為結(jié)合水、毛細管水和重力水三種，結(jié)合水又可細分為強結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。

2.2巖土的主要的水理性質(zhì)及其測試辦法①軟化是指巖土體浸水后，力學(xué)強度降低的特性，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。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。各類成因的粘性土層、泥巖、頁巖、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，巖土容許水透過自身的性能。松散巖土的顆粒愈細、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育，其透水性就愈強。透水性一般可用滲透系數(shù)表示，巖土體的滲透系數(shù)可通過抽水試驗求取。③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。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大。以廣東地區(qū)的殘積土為例，一般崩解時間一，崩解量一，以蒙脫石、水云母、高嶺土為主的殘積土以散開方式崩解，而以石英為主的殘積土多以裂開狀崩解為主。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量的性能，以給水度表示。給水度是含水層的一個重要水文地質(zhì)參數(shù)，也影響場地疏干時間。給水度一般采用實驗室方法測定。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。巖土的脹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。

3、巖土工程勘察中水文地質(zhì)問題的主要危害分析

3.1由于地下水的動水壓力影響導(dǎo)致產(chǎn)生的危害在巖土工程的勘察過程中，由于自然條件下的地下水所帶來的動水壓力影響微乎其微，通常不太可能會產(chǎn)生危害，然而在一些人為因素的影響下，則會導(dǎo)致地下水的自然條件發(fā)生失衡現(xiàn)象，從而產(chǎn)生動水壓力，而一旦該動水壓力過大，就往往可能導(dǎo)致產(chǎn)生各種惡劣的巖土工程地質(zhì)危害，比如管涌、流砂以及基坑突涌等危害。

3.2由于地下水位的升降變化導(dǎo)致產(chǎn)生的危害首先，由于地下水位下降導(dǎo)致產(chǎn)生的危害?？偟膩碚f，地下水位下降大都是由各種人為因素所導(dǎo)致的，比如附近有人為大量抽取地下水的活動、附近采礦過程中采取了礦床疏干的活動以及由于上游筑壩或者修建水庫等活動導(dǎo)致下游地下水發(fā)生了補給比正常情況下大大偏少等。而一旦地下水位發(fā)生了過大程度的下降，就很容易誘發(fā)地裂、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。其次，由于地下水位上升導(dǎo)致產(chǎn)生的危害。導(dǎo)致地下水位上升的因素有很多，其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀；水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響，有時往往是幾種因素的綜合結(jié)果。而一旦地下水位非正常上升，就很有可能增強對建筑物基礎(chǔ)的腐蝕效果，促進斜坡與河岸等土體的滑移甚至崩塌，軟化土體結(jié)構(gòu)并降低土層的承載能力，加速部分土層的液化現(xiàn)象，嚴重時甚至?xí)?dǎo)致流砂、管涌等嚴重的地質(zhì)危害，給工程尤其是基礎(chǔ)工程帶來極大的破壞。最后，由于地下水位頻繁升降導(dǎo)致產(chǎn)生的危害。由于地下水位的升降變化很容易導(dǎo)致膨脹性巖土出現(xiàn)不均勻膨脹收縮變形等現(xiàn)象，而一旦地下水位升降過于頻繁，則不但會造成巖土往復(fù)地產(chǎn)生膨脹收縮變形，而且還可能會引起巖土膨脹收縮幅度的持續(xù)加強，從而產(chǎn)生地裂等危害，并最終造成建筑物尤其是輕型建筑物出現(xiàn)嚴重的破壞。此外，地下水位的頻繁升降還有可能會造成土層內(nèi)的鐵、鋁等元素的流失，從而導(dǎo)致土層的承載力減小，以此來對巖土工程的基礎(chǔ)選型及其處理技術(shù)產(chǎn)生極大的困難。

結(jié)語：綜上所述，水文地質(zhì)問題在巖土工程勘察當中起到了越來越關(guān)鍵的作用，并且為加強工程施工的安全與穩(wěn)定，防止發(fā)生人為誘發(fā)的巖土工程水文地質(zhì)危害。由此可見，切實做好巖土工程勘察當中對于水文地質(zhì)方面的問題分析，進一步加強其在巖土工程勘察當中的積極影響和作用，是整個巖土工程行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重中之重。

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