浅析岩土工程勘察中的水文地质勘察问题

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【摘 要】水文地质勘察在工程勘察工作中起着非常重要的作用，但由于工作人员对水文地质研究的不够深入，对其重要性的忽视，从而导致了岩土工程的危害，对工程的基础设计和灾害的防治等后期工作均带来不良影响。切实做好水文地质勘察工作将能极大的提高工程勘察的工作质量，为今后工程的顺利进行打好基础。

【关键词】岩土勘察；水文地质；问题研究

一、水文地质勘察的重要性

水文地质的勘察一直是工程勘察的一个重要组成部分，但是也是一个极其容易被忽视的部分。工程地质与水文地质二者联系紧密，互相作用：首先地下水作为建筑物工程基础的外部环境，对建筑物的稳定性和耐久性有直接影响；其次地下水作为岩土体的组成部分，对岩土体的工程特性也有直接的影响。在勘查中加强水文地质的勘察十分必要，这不仅能提高工程勘察质量，还为工程的设计施工提供了依据和保障。但是在实际的勘察工作中，勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用，水文地质问题往往只被认为是象征性的工作而经常被忽视。由于缺乏详细准确的勘探数据，对工程当地的水文地质情况了解不够充分，在工程设计时对其引起的问题不够重视，从而引发各种岩土工程灾害。

二、水文地质勘察要求

在岩土工程勘察中．应根据工程的具体要求，通过搜集资料和水文地质勘察工作，查明工程所属区域的水文地质条件。

自然地理条件：包括气象水文特征和地形地貌，气象水文特征是指工程所属地域是属于亚热带还是热带、季风气候，湿润程度、热量、降水量和蒸发量等。地形地貌是指工程区域周围的水系、平原或高原特征、地形开阔平坦与否、地貌侵蚀和堆积情况如何等。

地质环境：包括工程所在区域的地质构造特征、基底构造及其对第四系厚度的控制、地层岩性、新构造运动等方面的内容。

地下水位情况：包括近2～5年最高地下水位、水位变化趋势；地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响等。地下水位的变化对岩土工程的影响巨大，是工程勘察的重点内容。

各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度；主要含水层的分布、厚度及埋深；通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数等；场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响、判定地下水水质对建筑材料的腐蚀性等。

三、水文地质评价内容

在水文地质的勘探工作中，我们应注意到，地下水的类型，地下水位及变动幅度，含水层和隔水层的厚度和分布及组合关系，土层或岩层渗透性的强弱及渗透系数，承压含水层的特征及水头等这些方面对工程均有不同程度的影响，在岩土工程勘察中不仅要求我们查明与岩土相关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和工程可能产生的作用及影响，还要求我们就这些问题提出防治的措施。为了保证工程的顺利进行，减少岩土工程危害，总结以往的经验和教训，在今后的岩土工程勘察中应注意以下几方面的水文地质勘察问题：

应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出相应的防治措施。

工程地质勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型，查明与该地基基础类型有关的水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。

不仅要查明地下水的天然赋存状态和天然条件下的变化规律，更重要的是分析和预测今后在人为工程活动影响下地下水的变化情况及其对岩土体和建筑物的不良作用。

从工程角度看，要按地下水对工程的影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题。主要包括以下几点：①对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对混凝土及混凝土内钢筋的腐蚀性。②对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、涨缩等作用。③在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时，应预测产生液化潜蚀、流砂、管涌的可能性。④当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。⑤在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透性和富水性试验，并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。

四、岩土的水理性质

岩土体的水理性质不仅影响着岩土的强度及变形情况，还直接影响到建筑物的稳定性。所谓岩土的水理性质，即地下水和岩土相互发生作用所表现出的各种性质，其与岩土的物理性质一样都是岩土重要的工程地质性质。以往在实际勘察操作过程中对岩土的物理性质测试比较重视，而对岩土的水理性质却有所忽视，因此对岩土工程的地质性质的评价是不够全面的。由于地下水在岩土中有不同的存在方式，而且不同的地下水对岩土水理性质有不同程度的影响，其影响程度和岩土的类型有关。

地下水的赋存形式：

地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种，其中结合水又分为强结合水和弱结合水。①结合水是地下水在粘性土中的主要赋存形式，在砂土中含量甚微。结合水尤其是弱结合水与粘性土相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质因其受强力束缚，活动范围极为有限，对岩土的动态水理性质影响较小。②毛细管水，是指由毛细管作用保持在岩土毛细管空隙中的地下水，当毛细管力大干重力时，毛细管水就上升，因此地下水潜水面以上的普遍形式是—个与保水带有水力联系的含水量较高的湿水层，对岩土体能起到软化作用。③重力水是指在重力作用下能在岩土孔隙、裂隙中自由运动的水，就是我们通常说的“地下水”。由于重力水在天然和人为因素的影响下，在岩土中的渗流活动非常活跃，对岩土的水理性质有显著的影响。

岩土的主要水理性质：

①岩土的胀缩性，即岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性。岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚、失水变薄造成的。膨胀率、体缩率、自由膨胀率、收缩系数等都是岩土胀缩性的标定指标。土体反复膨缩变形是导致膨胀土上部的建筑物开裂及破坏的重要原因。

②岩土的崩解性，指岩土体在浸水湿化后土粒间的连接被消弱、破坏而崩散、解体的性质。该种性能一般用崩解所用时间、崩解量及崩解方式等来表示。岩土体的颗粒成分、矿物成分及结构与该性能有很大的关系。

③岩土的软化性，是指岩土体浸水后力学强度下降的特性，一般用软化系数表示，就是岩石在浸水饱和状态下与风干状态下极限抗压强度之比，它是判断岩石耐风化和耐水浸能力的指标。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。

④岩土的透水性，即是在其自身重力作用下，岩土体允许少量水通过其自身的特性。岩土体的渗透性的强弱主要由岩土体空隙的大小和连通性以及空隙度来决定。通常，坚硬岩体裂隙发育，透水性稍好，松散岩体透水性稍差。

⑤岩土的给水性， 即是在重力作用下， 少量水能从岩土体的缝隙中流出的特性， 其性能大小通常用给水度表示，给水度是含水层的一个重要水文地质参数，该值一般用实验室方法测定。

五、地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。地下水的上升、下降以及频繁的升降对岩土工程均有不同程度的危害，容易导致岩土的不均匀涨缩变形，进而造成地裂、地面沉降，引发建筑物的破坏；在施工过程中，由于人为活动改变了地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起流砂、管涌、基坑突涌等一些严重的工程危害，容易形成安全隐患。

总之，在岩土工程的勘探过程中我们应对水文地质的勘探重视起来，切实做好水文地质的勘探工作对于提高勘探水平有着极大的推动作用。在实际勘探中，认真仔细，因地制宜，制定相应的防护措施和施工计划，保证施工优质完成。