岩土工程勘查中的水文地质问题

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摘要：水文地质勘察是岩土工程勘察不可缺少的一部分内容，当前，岩土工程的水文地质勘察工作越来越重要，无论是在基础设计方面，还是预防地质灾害工作上都发挥着重要的作用。但我国的岩土工程勘察往往对水文地质问题研究的不够深入，导致引发一系列的岩土工程危害问题，因此加强岩土工程勘察中的水文地质研究具有重大的现实意义。本文首先简单描述水文地质研究的必要性，其次分析地下水对工程造成的危害和地下水的水理性质，最后重点分析地下水腐蚀的机理、评价、危害及防治。

关键词：岩土工程勘察；水文地质；地下水；危害；腐蚀

Abstract: hydrogeology survey of geotechnical engineering investigation is an indispensable part of content, at present, geotechnical engineering hydrological geological exploration work is more and more important, whether in foundation design, or prevention of geological disasters on the work plays an important role. But our of geotechnical engineering investigation of hydrological geological problems often study in-depth, leading to cause a series of geotechnical engineering problem, thus strengthen the harm of geotechnical engineering investigation of hydrological geological research has important practical significance. Firstly, this paper describes the necessity of hydrological geology research, followed by the analysis of groundwater engineering damage and groundwater water bedding properties, finally focuses on the analysis of groundwater corrosion mechanism, evaluation, harm and prevention and control.

Keywords: geotechnical engineering; Hydrogeology; Groundwater; Harm; corrosion

中图分类号：DF793.5 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、岩土工程勘察中水文地质勘察的必要性

岩土工程中，水文地质与工程地质紧密联系。实际工程的设计与施工中，如果不能足够重视水文地质的影响，则会引发一系列的岩土工程危害问题，勘察和设计工作就会处于难堪的境地。岩土体的工程特性是由岩土体的组成决定的，它直接影响到基础工程的环境和建筑的稳定性与耐久性。地下水本身就是岩土体组成的一部分，岩土工程中加强水文地质问题研究的重要作用也就不言而喻了。实际岩土工程勘察过程中，勘察人员应该详细考察与岩土工程相关的水文地质问题，认真评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响。在详细考察和认真评价的基础上，才能提出合理、有效的预防与治理措施的建议。在实际岩土工程作业中，必要的水文地质资料可以及时消除或减少地下水对岩土工程的危害。

二、地下水对工程造成的危害分析

（一）导致软土地基出现沉降

通常情况下，在软土层中施工，首先要人工降低水位。如果所选用的降水措施不够科学、合理，那么会导致地基层向下沉，情况不太严重的会使周围建筑或者是地下水管出现不同程度的沉降；对于情况比较严重的会造成建筑地基的土体大量流失，这样一来，会造成建筑出现裂缝，不能正常使用。另外，井管埋设完成后就可以开始抽水，从而使井内水位不断下降，使地下水流向滤管，长时间下去会出现一降水漏斗，从而导致地基的下沉。再加上由于降水漏斗不是对称的，所以附近建筑或者是地下管线出现不同程度的沉降，严重的可能会出现裂缝。

（二）地下水位下降造成的危害

通常情况下，大多数都是因人为因素引起的地下水位下降，例如：人们不加节制的抽取地下水，在上游修建水库，拦截地下水。由于人们频繁的活动导致地下水大大下降，这样一来，可能会使地面出现沉陷、坍塌等灾害。另外，也会出现地下水资源缺乏的现象。上述这些问题势必会对岩土体、建筑等的安全性与稳定性造成一定威胁，从而影响人类的可持续发展。

（三）地下水动压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，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。

（四）腐蚀钢筋混凝土

对于主要成分是硅酸盐类的水泥来说，遇到水容易硬化，同时会产生硅酸钙、铝酸钙等物质，但是，它们都容易受地下水的腐蚀。结合建筑物腐蚀评价标准来分析，可将腐蚀大致分为三类，即结晶腐蚀、分解腐蚀以及结晶和分解相结合腐蚀。

三、岩土的水理性质分析

岩土与地下水相互作用所显示出来的性质被称为岩土的水理性质。岩土种类不同其所表现出来的水理性质也就不同，地下水在不同岩土中的赋存方式不同，形式不同，对岩土水理性质的影响程度也有所不同。岩土的水理性质对岩土工程带来是影响已经不仅仅是岩土的强度和变形，某种程度上还直接影响到建筑物的稳定性。因此在岩土工程中要重视岩土水理性质的测试和研究。首先，地下水的赋存方式和形式对岩土水理性质的影响。结合水（结合水又有强弱之分）、毛细管水和重力水是地下水在岩土中的三种赋存方式，查明其赋存方式在岩土工程勘察中是最基本的要求。其次，岩土的主要的水理性质的测试工作必须做到位。主要包括：软化性、渗水性、崩解性、给水性和膨胀性等几个方面。

四、地下水的腐蚀问题分析

（一）腐蚀机理

地下水的类型具有多种多样，水位的变化受到水文条件的影响，并随着降水量的不同而有季节性的变化。同地表水一样，地下水也有腐蚀性，主要原因是地下水的某种矿物含量过高。当地下水受到污染，某种化学成分过高，它同样会有腐蚀性。在进行岩土工程勘察和建筑工程设计中，需要对地下水的腐蚀性进行考虑。通过对地下水的测量和分析，发现下层地下水比上层地下水的矿化度更高，腐蚀性更强。研究表明，深度小于十五米的地下水，其水质正常或者稍咸，腐蚀性较弱。而深度大于十五米的地下水，其水质稍咸或者特咸，腐蚀性较强。

（二）地下水腐蚀性评价探讨

地下水一般都含有各种化学成分。当地下水中某种化学成分达到一定含量时，对混凝土等建筑材料就会产生腐蚀作用。地下水腐蚀性强弱程度，《岩土工程勘察规范》中有详细评价标准，岩土工程勘察报告一般都会按勘察规范对场地地下水的腐蚀性做出评价。有三点需要探讨：

一、建议水和土对地下水腐蚀性评价中，除根据并给出地下水中各主要离子与分子含量外，还应参考总矿化度和PH值两个指标进行判定。总矿化度表示地下水总含盐量的多寡，PH 值表示地下水的酸碱程度。PH 值＜5，属强酸性水；PH＝5～7，属弱酸性水；PH＝7 属中性水或称纯水；PH＝7～9 属弱碱性水；PH＞9属强碱性水。

二、现行勘察规范中，按CL-评价水对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水条件下的腐蚀性一栏里，当CL-含量>20000mg/L时，并没有给出对应的腐蚀性等级，《岩土工程勘察规范》（2009版）修订说明里只一句“因缺乏工程经验，应专门研究”轻描带过，然而沿海地区勘察工作中地下水中CL-含量往往大于20000mg/L，这让报告编写人感到头疼，在勘察报告中对其腐蚀性等级只能按弱腐蚀来定性，并建议设计部门加强防护标准，然而量的多少，则没法给出结论。建议相关部门参考其它行业规范给出相关标准？或者组织试验精确确定？这样，报告编写人员也可以有规可依了。

三、按勘察规范，地下水腐蚀性评价仅对混凝土结构、混凝土结构中钢筋和钢结构这3个对象进行。设计时可能遇到的不只是混凝土结构和钢结构，譬如地基处理时，除混凝土桩和钢桩外，还有换填、预压、砂、石桩等处理方法。使用的建筑材料主要有砂、石、冶金渣和为加速排除地下水使用的土工织物，如袋装砂井用的土工布袋和塑料排水带等。在一些特殊情况下，还会采用化学加固处理方法。主要有以硅酸钠水玻璃(Na2O・nSiO2)为主剂的硅化法和以碱液(NaOH)为主剂的碱液加固法。是否应该增加对常用建材的腐蚀评价已经不言而喻。

（三）地下水腐蚀性对建筑物的危害性

第一，地下水化学成分腐蚀建筑物。化学成分含量过高，地下水便会腐蚀混凝土、管道、可溶性石材、钢铁构件等等。

第二，地下水或者土壤中的盐类腐蚀建筑物。地下水或者土壤中的盐类会加快混凝土在腐蚀介质中的腐蚀速度，使建筑物的使用寿命缩短。

第三，地下水的二氧化硫腐蚀建筑物。如果地下水的二氧化硫含量过高，对建筑物会有很大的危害性。如果地下水位较高，地下水的二氧化硫含量高，建筑物长时间处于腐蚀的环境之中，必然影响建筑物的稳定性和持久性。

（四）地下水腐蚀的防治措施

地下水的污染是由整个周围环境的污染造成的，因此防止、降低地下水腐蚀要采取广泛的综合措施。防治地下水污染是利在千秋的事情，把生产的工业废料减少到最低程度，改善污水净化排放工艺，加工利用工业和日常生活的废料。

另外，混凝土的耐久性主要取决于两个方面：1、水泥品质、水泥用量和水灰比；2、腐蚀介质的腐蚀类型和混凝土的环境暴露条件。对混凝土具有较强的结晶性腐蚀地段，应用抗硫酸盐水泥或矿渣水泥较好；个别严重腐蚀的区域采用桩基础时，同时也要对桩身采用防腐蚀措施，如表面用沥青类、高分子树脂等涂膜防护外，可采用场地降水、排水换土等综合防治方法进行。

结语

综上，水文地质问题尤其是地下水的腐蚀问题，是岩土工程勘察中必须引起高度重视的问题。在岩土工程中，要切实做好水文地质工作，将水文地质与工程地质紧密联系。实际岩土工程勘察过程中，掌握水文地质的相关理论知识，详细考察、认真评价，提出合理、有效的预防与治理措施的建议尤为重要。

参考文献

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[2]王凯.综述水文地质岩土工程勘察设计及施工[J].科技风，2011.4.

[3]何永光，孙誉.水文地质岩土工程勘察设计及施工[J].中国新技术新产品，2010.2.