谈工程地质勘察中水文地质勘察

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【摘要】在工程地质勘察和设计施工过程中，水文地质的问题一直是至关重要的环节。由于地下水是岩土体的组成部分，它直接影响着岩土体的工程特性，也是基础工程的地质环境，因此，在一定程度上影响着整个建筑物的耐久性和稳定性。

【关键词】工程地质；水文地质；勘察；措施

1 岩土水理性质在工程勘察中的重要性

岩土水理性质指的是， 岩土与地下水互相作用时所显示出来的相关性质， 其结果并不单一。岩土水理性质与岩土物理性质两者都是岩土重要的工程地质性质，这些资料在工程地质勘察中有着不可或缺的重要性。岩土水理性质不仅会对岩土的强度和变形起到影响作用， 而且有一些性质还可能直接对建筑物的稳定性产生影响。在过去的勘察中， 对岩土物理力学性质的测试相对重视， 而对岩土水理性质却存在忽视，因此在这种情况下，对岩土工程地质性质的评价是没有达到最佳效果的。首先我们应当了解地下水的赋存形式以及对岩土水理性质的相关影响， 因为岩土的水理性质是岩土和地下水两者互相作用所显示出来的性质， 地下水按照其在岩土中的赋存形式可以分为：结合水、毛细管水、重力水这三种形式，其中的结合水又可细分为弱结合水与强结合水两种。岩土所存在的主要水理性质以及测试它们的方法有以下几种： 软化性、透水性、给水性、崩解性、胀缩性等。

2 地下水的分类

地下水分类的方法有很多种， 但归纳起来主要有两种，其一是根据地下水的某一因素或某一特征进行分类； 其二是根据地下水的若干特征综合考虑进行分类。如按照地下水的来源、水温、化学成分等特征分类属于前一种分类方法。这种分类方法有很大的局限性， 不能反映各特征间的内在联系。后一种分类方法即综合分类， 它是根据地下水的某一主要特征， 同时也考虑到其他特征来进行分类的。它能够比较全面的反映出不同类型地下水的规律和特征。综合分类主要考虑地下水的埋藏条件和含水介质（ 空隙） 类型。地下水按照埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水； 按含水介质（ 空隙） 类型分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。

3 认识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的动水压力作用两个方面的原因造成的。

3.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害

地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，地下水位变化引起的危害又可分为三种方式：水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的，主要有人类活动因素如工程建筑施工、工业废水和生活污水的渗透等影响；水文气象因素如降雨量、气温等；地质因素如含水层颗粒大小、总体岩性水平变化等。有时往往是几种因素的综合结果。

①土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。

②斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象。

③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。

④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。

⑤地下洞室充水淹没，基础上浮、建筑物失稳。

⑥引起坚硬岩土软化，水解、膨胀、抗剪强度降低。

3.2 地下水位下降引起的岩土工程危害。

地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降可能引起岩土工程的危害主要体现在以下几个方面：

①常常诱发地裂、地表塌陷、地面塌陷等地质灾害，对岩土体、建筑物的稳定性产生重大影响并直接威胁人类生命财产安全。

②地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对人类自身的居住环境造成很大威胁。

③施工降水等活动中产生水头差导致动水压力的产生，使粉细砂、粉土层中的土颗粒受到冲刷，将细颗粒冲走，使土的结构遭到破坏。

3.3地下水动力作用引起岩土工程危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在移动的水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等，造成安全隐患及影响工程质量。

3.4 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时，不仅使岩土的膨胀收缩变形往复发生，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替，会将土层中胶结物铁、铝成分淋失，使土层失去胶结物而变得松软，孔隙比增大，含水量增多，压缩性增大，强度降低，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。

3.5 基坑地下水对工程的影响

基坑工程一般位于地下水位以下， 地下水问题突出， 地下水对基坑工程的主要影响有以下几点：

（1）恶化基坑开挖施工的条件。地下水渗入基坑， 淹没工作面，将严重影响开挖施工的质量和效率，同时坑内排水会造成基坑周围地面沉降、变形， 导致周围建（构）筑物下沉、变形、开裂、倾斜等破坏；

（2）造成流沙、管涌等不良现象。在颗粒细小的非粘性土中开挖基坑， 由于坑内外产生水头差， 导致地下水向坑内渗流， 甚至产生流沙、管涌等破坏作用， 严重影响基坑工程及周围建（ 构） 筑物的安全；

（3）软化基坑周围的土质， 降低坑壁、坑低岩土体的强度，产生侧壁变形、底鼓等。

（4）增大支护结构上的压力。由于地下水的存在， 设计挡土止水结构上的水土压力增大， 相应地增加基坑支护的费用和施工困难。

4地下水控制采取的措施

地下水对工程的影响主要表现在以下两个方面： 地下水与岩土相互作用， 使岩土的强度和稳定性降低、性能变差， 从而产生各种不良的后果， 诸如滑坡、流沙、地基沉陷、隧道涌水、坝基渗漏等， 给各种土木工程的施工和运用造成不良的后果， 甚至带来灾难性的后果； 地下水中的有害化学成分，例如CO2、SO4- 2、CI-等， 对水位下的混凝土结构和钢结构产生侵蚀、破坏作用， 缩减建（构）筑物的使用寿命。基坑工程的地下水控制方法主要有明沟排水、降水和隔渗等几种类型。

（1）明沟排水。明沟排水时在基坑内设置排（ 截） 水沟和集水井， 用抽水设备将地下水从集水井内排出， 达到坑内无地下水的目的。明沟排水适用于潜挖基坑， 地下水位高出坑底不多， 且坑壁土层不易产生流沙、管涌或坍塌。

（2）井点降水。井点降水是利用井（ 孔） 在基坑周围同时抽水， 把地下水降低到基坑底面以下的降水方式。常用的井点降水方式主要有： 电渗法、轻型井点、喷射井点和深井井点。

（3）隔渗。基坑隔渗方法包括侧向隔渗和封底隔渗。侧向隔渗方法非为截水墙、截水帷幕和冻结法等。基坑侧向隔渗设施应穿过透水层底且应进入下卧隔水层一定深度。当透水层埋藏深、厚度大， 侧向隔渗设施穿过透水层难度大或不经济时， 也可采用悬挂式侧向隔渗（ 未穿透透水层） 与基坑封底隔渗相结合的方法。

5.结束语

随着工程勘察技术的不断发展和人们对水文地质勘测重要性认识的不断提高，如何采取合适的方法对水文地质参数进行准确的测量，充分利用水文地质条件已经成为我们共同关注的问题。切实做好水文地质勘察，有效消除水文地质条件对建筑的危害，是不容忽视的重大问题，明确工程勘察中水文地质问题分析研究的内容及采用的方法，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。