關于工程地質勘察中水文地質問題的探討

1、    關于工程地質勘察中水文地質問題的探討    劉冬摘要：在一些水文地質條件較復雜的地區(qū)，由于工程勘察中對水文地質問題研究不深入，設計中又忽視了水文地質問題，經(jīng)常發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害問題，令勘察和設計處于難堪的境地。本文介紹了工程地質勘察中水文地質評價的內容和巖土水理性質及其測試辦法，分析了地下水引起的巖土工程危害，探討了工程勘察中水文地質危害的應對措施。關鍵詞：工程地質勘察水文地質危害應對措施中圖分類號： u442.2文獻標識碼： a 文章編號：巖土工程勘察中, 地下水問題占有相當重要的位置， 準確合理地查明地下水位, 不僅使資料的可

2、靠程度更高, 而且可更好地用巖土體的潛在能力。為提高工程勘察質量，在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關的水文地質問題，評價地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響，更要提出預防及治理措施的建議，為設計和施工提供必要的水文地質資料，以消除或減少地下水對巖土工程的危害。一、工程地質勘察和水文地質的概述水文地質和工程地質二者的關系十分密切：相互聯(lián)系又相互作用。地下水既是巖土體的組成部分，直接影響著巖土體的工程特性，同時又是基礎工程的環(huán)境，影響著建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。1、工程地質勘察中水文地質評價的內容1）評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，并預測可能產(chǎn)生的危害；2）結合建筑物地基基礎類型的需要，

3、查明水文地質問題，提供選型所需的水文地質資料；3）查明地下水的天然狀態(tài)和天然條件下的影響，分析并預測人為活動中地下水的變化情況及對巖土體和建筑物的反作用；4）按照地下水對工程的作用與影響，從工程的角度提出不同條件下應當著重評價的地質問題，如：埋藏在地下水位以下的建筑物基礎中水對混凝土及混凝土內鋼筋的腐蝕性；對選用軟質巖石、強風化巖等巖土體作為基礎持力層的建筑場地，應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；當?shù)鼗A壓縮層范圍內存在松散、飽和的粉細砂、粉土時，應預測產(chǎn)生液化潛蝕、流砂、管涌的可能性；當基礎下部存在承壓含水層時，應對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計

4、算和評價等。2、巖土水理性質及其測試辦法在以往的勘察中對巖土的物理力學性質的測試較為重視，而對巖土的水理性質卻有所忽視，因而對巖土工程地質的勘察是不夠全面的。巖土的水理性質是巖土與地下水相互作用顯示出來的性質，而地下水在巖土中有不同的賦存方式，不同形式的地下水對巖土水理性質的影響不同，而且影響程度與巖土類型有關。巖土主要的水理性質及其測試辦法如下：1）軟化性：指巖土體浸水后力學強度降低的特性，一般用軟化系數(shù)表示，即巖石在浸水飽和狀態(tài)下與風干狀態(tài)下極限抗壓強度之比；2）透水性：指水在重力作用下，巖土容許水透過自身的性能，一般用滲透系數(shù)表示，而滲透系數(shù)可通過抽水、注水和壓水試驗求??；3）崩解性：指

5、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。巖土體的崩解性包括崩解所需時間、崩解量、崩解方式等；4）給水性：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，一般采用實驗室方法測定；5）脹縮性：指巖土吸水后體積增大，失水后體積減小的特性。標定巖土脹縮性的指標有：膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數(shù)等。巖土的脹縮性往往是產(chǎn)生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一，對地基變形和土坡表層穩(wěn)定性有重要影響。二、地下水引起的巖土工程危害1、地下水升降變化引起的巖土工程危害地下水位變化可由天然因素或人為因素引起。在工程勘察中，要注意調查了解地下水位的埋藏條件及其升降

6、變化。在天然條件下地下水位一般是季節(jié)性的變化，雨季水位上升，旱季水位下降，最高水位與最低水位之間稱為水位變動帶。地下水位的天然變化是區(qū)域性、漸變的，而且變化幅度較小。但是人為因素引起的局部性地下水位升降變化的幅度和速度往往大于天然變化 ，它所引起的巖土工程危害更為嚴重。水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的主要原因有：含水層顆粒細小，其滲透性弱，地下逕流差，尤其是上覆粗粒松散地層時，地表水容易下滲；當包氣帶薄時，毛細帶接近地表，土飽和差小；地下水流梯度小或者平緩時，排泄不暢；當含水層沿水流方向巖性突然變細、滲透性減弱或遇到隔水層時，潛水排泄困難。有時往往是幾種因素的綜合結果。由于潛水面上升對

7、巖土工程可能造成：土壤沼澤化、鹽漬化，巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強。斜坡巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質現(xiàn)象；一些具特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化；引起粉細砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象；地下洞室充水淹沒，基礎上浮、建筑物失穩(wěn)。地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位過大下降主要是由于人為因素造成的，如集中大量抽取地下水、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降，常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環(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。3）地下水頻繁升降對巖土工程造成的危

8、害。在膨脹性巖土地區(qū)進行工程勘察時，應特別注意對場地水文地質條件的研究，特別是地下水位的升降變化幅度和變化規(guī)律。這對地基基礎深度的選擇（宜選在地下水位以上或地下水位以下，不宜選在地下水位變動帶內）有重要的參考價值。在建筑工程的地基內，當?shù)叵滤辉诨A底面以下壓縮層范圍內發(fā)生變化時，就能直接影響建筑物的穩(wěn)定性。2、地下水動水壓力作用引起巖土工程危害地下水在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件，在移動的動水壓力作用下，往往會引起一些嚴重的巖土工程危害 ，如流砂、管涌、基坑突涌等。特別是在高層建筑深基坑開挖中由于承壓水頭壓力作用引起的基坑突涌問題。在基坑下部有承壓含水層存在時，開挖基坑減小

9、了承壓含水層上覆隔水層的厚度，當隔水層減小到一定程度時，承壓水的水頭壓力能頂裂或沖毀基坑底板，造成突涌現(xiàn)象。三、工程勘察中水文地質危害的應對措施針對工程勘察中的水文地質問題，可以采取以下應對措施：1、加強對工程地質勘察規(guī)范或規(guī)程學習。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，當前我國工程地質勘察工作已經(jīng)擁有了完備的規(guī)范、規(guī)程體系，這些規(guī)范性文件對勘察工作的目的、任務、評價都做了具體的、切實可行的規(guī)定，是工程地質技術人員開展工作的主要依據(jù)。工程地質技術人員必須要高度重視規(guī)范、規(guī)程，了解和熟悉其要求，這樣才能在開展工程地質勘察時做足工作量布置，設置足夠的原狀土樣測試數(shù)據(jù)、及時劃分抗震地段。通過研讀規(guī)范、規(guī)程，工程地質管理

10、者和技術人員在吸收文件的相關規(guī)定后，能不斷地充實和提高理論水平和實踐操作能力。2、重視地下水埋藏狀況的調查。在調查時，要明確調查的重點，設置必要的調查指標體系，弄清地下水的類型、補給及排泄條件、地下水位、水位變化幅度及規(guī)律，在此基礎上，對地下水對建筑材料的腐蝕性進行評價，涉及到基坑工程的還應做抽、壓水試驗，調查土層的滲透性質等。預估地下水可能帶來的突涌、流沙或管涌等潛在的威脅，制定出有效和可行的防治措施建議?？傊?，水文地質工作在建( 構) 筑物持力層選擇、基礎設計、工程地質災害防治等方面都起著重要的作用，只有充分認識到水文地質對工程建設的作用，深入了解防治措施，加強施工監(jiān)管，才能真正做到防患于未然。隨著工程勘察技術的發(fā)展，其必將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質工作將對工程地質勘察以及地質災