水文地質(zhì)在巖土工程勘察中問題研究

摘要：本文首先闡述了巖土工程勘察區(qū)域巖土的水理性質(zhì)，然后了研究了巖土工程勘察中的水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)，最后分析了地下水位變化可能引發(fā)的巖土工程危害，具有較強(qiáng)的理論性和指導(dǎo)性，供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：巖土工程；水文地質(zhì)；問題；危害；評(píng)價(jià)

Abstract: this paper expounds the area of geotechnical engineering investigation of geotechnical water Richard properties, and then the research the geotechnical engineering evaluation of hydrogeology conditions, and finally analyses the change of ground water could cause harm of geotechnical engineering, with strong theoretical and guidance for reference.

Keywords: geotechnical engineering; Hydrological geology; Problem; Harm; evaluation

水文地質(zhì)問題不但是一個(gè)非常重要同時(shí)又是非常容易被忽略的巖土工程問題。做好巖土工程勘察工作是工程建設(shè)順利進(jìn)行的重要前提和保障。同時(shí)，它也是巖土工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工的一個(gè)重要依據(jù)。工程地質(zhì)與水文地質(zhì)二者之間既相互影響又相互聯(lián)系。地下水的腐蝕性強(qiáng)弱不但會(huì)直接影響到建筑物基礎(chǔ)的耐久性，而且地下水還會(huì)對(duì)建筑物的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響，地下水是建筑物基礎(chǔ)工程的重要外部環(huán)境，同時(shí)它也是水位以下巖土體的重要組成部分，巖土體的工程特性受其直接影響，所以，水文地質(zhì)問題是目前巖土工程勘察中一個(gè)非常重要且實(shí)際的巖土工程勘察問題，平時(shí)一定要重視巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題。假如忽略或者不夠重視巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題，其后果對(duì)整個(gè)巖土工程建設(shè)是非常不利的，尤其對(duì)水文地質(zhì)條件較復(fù)雜地區(qū)，由于巖土工程勘察時(shí)，對(duì)水文地質(zhì)問題考慮不夠充分，從而在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)水文地質(zhì)問題通常會(huì)忽略，從而會(huì)引發(fā)各種巖土工程災(zāi)害。所以，在巖土工程勘察的過程中，必須要查明與巖土工程相關(guān)的水文地質(zhì)條件，為接下來的巖土工程設(shè)計(jì)及施工提供準(zhǔn)確有效的水文地質(zhì)資料，從而減少因水文地質(zhì)問題所導(dǎo)致的各種巖土工程災(zāi)害。

1 巖土工程勘察區(qū)域巖土的水理性質(zhì)

巖土體的水理性質(zhì)會(huì)對(duì)建筑物的穩(wěn)定性產(chǎn)生直接的影響，同時(shí)，它還會(huì)直接影響到巖土體自身的強(qiáng)度及變形等。所謂巖土的水理性質(zhì)，即是地下水和巖土相互發(fā)生作用所表現(xiàn)出的各種性質(zhì)。巖土體的物理性質(zhì)和巖土水理性質(zhì)共同構(gòu)成巖土工程的地質(zhì)性質(zhì)，但在實(shí)際勘察操作過程中，往往表現(xiàn)為重物理力學(xué)性質(zhì)輕水理性質(zhì)。所以，目前對(duì)部分巖土工程地質(zhì)性質(zhì)評(píng)價(jià)還不夠合理。一般意義下，巖土的水理性質(zhì)主要包括以下幾方面：

( 1) 巖土的脹縮性，即巖土體失水收縮、吸水膨脹的特性。膨脹率、體縮率、

自由膨脹率、收縮系數(shù)等都是巖土脹縮性的標(biāo)定指標(biāo)。巖土體失水，顆粒間距變小，土顆粒表面結(jié)合水膜變薄，從而土體發(fā)生收縮。巖土體浸水時(shí)，顆粒間距變大，結(jié)合水膜變厚，從而引起土體膨脹。土體反復(fù)膨縮變形是導(dǎo)致膨脹土上部的建筑物開裂及破壞的重要原因。

( 2) 巖土的軟化性，即指巖土體浸水后力學(xué)強(qiáng)度下降的特性，它是巖石耐風(fēng)化能力的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，常用軟化系數(shù)表示。泥質(zhì)砂巖、頁(yè)巖、泥巖、粘性土層等各類巖土體，通常都存在軟化特性，在地下水的作用下，常會(huì)在巖石層的易軟化巖層中生成軟弱夾層，從而降低了巖層的整體性和強(qiáng)度。

( 3) 巖土的崩解性，即是巖土浸水濕化的特性。一方面，水浸入巖土體內(nèi)，會(huì)削弱與破壞巖土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)連結(jié)，同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致土體內(nèi)部少量膠結(jié)物產(chǎn)生溶解。另一方面，水分子通過吸附土塊表面顆粒表面，會(huì)在其上形成水化膜，它會(huì)大大削弱土顆粒間的連結(jié)。

( 4) 巖土的透水性，即是在其自身重力作用下，巖土體允許少量水通過其自身的特性。通常，其透水能力大小性用滲透系數(shù)表示。一般而言，堅(jiān)硬巖體裂隙發(fā)育，透水性稍好，松散巖體的顆粒較細(xì)且均勻，透水性稍差。

( 5) 巖土的給水性，即是在重力作用下，少量水能從巖土體的縫隙中流出的特性，其性能大小通常用給水度表示，該值一般用實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)定。

2 巖土工程勘察中的水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

巖土工程勘察應(yīng)包括對(duì)擬建工程所在區(qū)域的水文地質(zhì)條件進(jìn)行必要的資料搜集和水文地質(zhì)勘察，進(jìn)而準(zhǔn)確確定工程所在區(qū)域的水文地質(zhì)條件，從而對(duì)擬建項(xiàng)目的地質(zhì)條件有個(gè)準(zhǔn)確而全面的認(rèn)識(shí)，盡量減少或避免因勘察不到位導(dǎo)致的工程事故的發(fā)生，所以，巖土工程勘察中對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。一般地，巖土工程勘察中的水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：

( 1) 對(duì)建筑物基礎(chǔ)持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖、膨脹土、殘積土、軟質(zhì)巖石等的的場(chǎng)地，應(yīng)對(duì)因地下水活動(dòng)而可能導(dǎo)致的巖土體崩解、脹縮等作用做出科學(xué)評(píng)價(jià)。

( 2) 要對(duì)工程所在區(qū)域的地形地貌和氣象水文特征等自然地理?xiàng)l件進(jìn)行評(píng)價(jià)，所謂地形地貌即是指工程所在區(qū)域附近的水系、地形開闊平坦與否、平原或高原特征、地貌侵蝕及堆積情況等，而氣象水文特征則是指工程所在地域擁有的濕潤(rùn)程度及熱量、季風(fēng)氣候與否、屬于亞熱帶還是熱帶等。

( 3) 要勘察清楚各隔水層和含水層的地下水埋藏條件、流向、類型、水位及其變化幅度等; 正確評(píng)價(jià)地下水滲流和賦存狀態(tài)受當(dāng)前場(chǎng)地地質(zhì)條件的影響程度; 運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定的方法，測(cè)出地層滲透系數(shù)等相關(guān)的水文地質(zhì)參數(shù); 查明主要含水層的厚度、分布及埋深;對(duì)地下水水質(zhì)可能對(duì)建筑材料造成的腐蝕性程度進(jìn)行正確評(píng)價(jià)。

3 地下水位變化可能引發(fā)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 地下水位變化引起巖土工程危害

水文地質(zhì)條件對(duì)巖土工程會(huì)產(chǎn)生較大影響，積極有效的水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)可以減少或避免許多工程災(zāi)害的發(fā)生。相反，在巖土工程勘察過程中，如不重視或忽略水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)，往往會(huì)導(dǎo)致一系列不必要的巖土工程災(zāi)害。通常，由地下水水位的變化可能引起的巖土工程危害主要包括以下幾個(gè)方面。

( 1) 地下水位上升可能引發(fā)的巖土工程危害。引起潛水位上升的原因多種多樣，主要有人類活動(dòng)因素如工程建設(shè)施工、工業(yè)廢水和生活污水的滲透等影響; 水文氣象因素如氣溫、降雨量等影響; 地質(zhì)因素如含水層顆粒大小、總體巖性水平變化等的影響。地下水位上升可能引起巖土工程的危害體現(xiàn)在以下幾方面。①引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象，給施工帶來很大困難。②斜坡、河岸等巖土產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象，影響其穩(wěn)定性。③具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化。④對(duì)地下室、地下構(gòu)筑物的防潮、防濕、防水或穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。⑤土壤沼澤化、鹽漬化，增強(qiáng)巖土及地下水對(duì)建筑物的腐蝕性。⑥引起堅(jiān)硬巖土軟化、水解、膨脹、抗剪強(qiáng)度降低，導(dǎo)致建筑物破壞。

( 2) 地下水位反復(fù)升降可能引發(fā)的巖土工程危害。地下水位頻繁升降可能引起建筑物的破壞和膨脹性巖土脹縮變形。①地下水的季節(jié)性升降或巖體中水分的增減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�升降頻繁時(shí)，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，引起建筑的破壞。②當(dāng)?shù)叵滤�在建筑工程基礎(chǔ)底面以下發(fā)生變化時(shí)，會(huì)軟化地基土，使其強(qiáng)度降低、壓縮性增大，可能引起地基土附加沉降和變形，從而造成建筑物變形破壞。

( 3) 地下水位下降可能引發(fā)的巖土工程危害。地下水位的持續(xù)下降，不僅影響農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)、人民的生活，而且會(huì)引起許多巖土工程問題。地下水位的降低大部分是由于人為因素造成的，如大量抽取地下水、對(duì)河流進(jìn)行人工改道，上游筑壩、修建水庫(kù)截止下游地下水的補(bǔ)給等。地下水位下降可能引起巖土工程的危害體現(xiàn)在以下幾方面。① 地下水的過大下降會(huì)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，如地裂縫的產(chǎn)生、海水入侵、地表塌陷及地面沉降等。② 地下水的過大下降會(huì)引發(fā)環(huán)境問題，如地下水資源枯竭、地下水中有害離子增多，礦化度增高以及水質(zhì)惡化等，對(duì)人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。

3.2地下水動(dòng)水壓力作用對(duì)巖土工程造成的危害

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)中由于改變了地下水天然動(dòng)力平衡條件，在移動(dòng)的動(dòng)水壓力作用下，往往會(huì)引起流砂、管涌、基坑突涌等一些嚴(yán)重的工程危害，造成安全隱患及

影響工程質(zhì)量。

結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)巖土體的水理性質(zhì)及因地下水位變化可能引發(fā)的巖土工程危害的分析，可以發(fā)現(xiàn)，在巖土工程勘察過程中，必須要重視并做好水文地質(zhì)條件的評(píng)價(jià)，從而對(duì)工程區(qū)域的地質(zhì)條件有個(gè)更加準(zhǔn)確而全面的認(rèn)識(shí)，減少因勘察工作不到位所帶來的災(zāi)害和損失，保證我國(guó)工程建設(shè)事業(yè)的健康快速發(fā)展。

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