岩土工程勘察中水文地质危害问题

发布时间：2022-10-05 10:06 热度：

　　摘 要： 在工程勘察、设计和施工过程中，水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。笔者着重对工程勘察中的水文地质问题进行探讨，以期引起重视。

　　关键词：工程勘察;水文地质;评价;岩土危害

　　Abstract: In the survey, design and construction process, the hydrogeological problems is always an extremely important but easily be neglected. The author focuses on the engineering investigations of hydrogeological problems discussed in order to be payed attention.

　　Key Words: engineering survey; the hydrogeological; evaluation; geotechnical hazards

　　中图分类号： TV221.2 文献标识码：A 文章编号：

　　实践证明，在工程勘察、设计和施工过程中，水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。之所以重要，是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切，互相联系和互相作用，地下水既是岩土体的组成部分，直接影响岩土体工程特性，又是基础工程的环境，影响建筑物的稳定性和耐久性。容易被忽视，在实际的勘察工作中，在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，在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。在一些水文地质条件较复杂的地区，由于工程勘察中对水文地质问题研究不深入，设计中又忽视了水文地质问题，经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题，令勘察和设计处于难堪的境地。为提高工程勘察质量，在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的，在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，更要提出预防及治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

　　1 工程地质勘察中水文地质评价内容

　　在以往的工程勘察报告中，由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，总结以往的经验和教训，我认为今后在工程勘察中，对水文地质问题的评价，主要应考虑以下内容：

　　1.1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，提出防治措施。

　　1.2工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。

　　1.3不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响，更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况，及对岩土体和建筑物的反作用。

　　1.4应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题。

　　2岩土水理性质

　　岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视，对岩土的水理性质却有所忽视，因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质，而地下水在岩土中有不同的赋存方式，不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同，而且影响程度又与岩土类型有关。下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响，然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。

　　(1)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，其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。

　　(2)岩土的主要的水理性质及其测试办法：

　　①软化性，是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，即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、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时，在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。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。

　　②透水性，是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。岩土的渗透性的强弱

　　首先决定干岩土空隙的大小和连通性，其次是空隙度的多少。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀，其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育，其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示，岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。

　　③崩解性，是指岩土浸水湿化后，由于土粒连接被削弱、破坏，使土体崩散、解体的特性。岩土体的崩解特性包括崩解所需时间、崩解量、崩解方式等。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大，以广东地区的残积土为例，一般崩解时间5～24h，崩解量1.79～34，以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解，而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。

　　3 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。

　　2.1 地下水位变化引起岩土工程危害地下水位变化包括地下水位上升、地下水位下降、地下水位频繁升降三个方面。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, 都将对岩土工程造成危害。

　　2.1.1 地下水位上升引起的岩土工程危害

　　引起潜水位上升的原因有多种多样,主要有人类活动因素如工程建设施工、工业废水和生活污水的渗透等影响; 水文气象因素如气温、降雨量等影响; 地质因素如含水层颗粒大小、总体岩性水平变化等的影响。地下水位上升可能引起岩土工程的危害体现在以下几方面。

　　①引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象, 给施工带来很大困难。②斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象, 影响其稳定性。③具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④对地下室、地下构筑物的防潮、防湿、防水或稳定性产生影响。⑤土壤沼泽化、盐渍化, 增强岩土及地下水对建筑物腐蚀性。⑥引起坚硬岩土软化、水解、膨胀、抗剪强度降低, 导致建筑物破坏。

　　2.1.2 地下水位下降引起的岩土工程危害

　　地下水位的持续下降, 不仅影响农业的生产、人民的生活, 而且会引起许多岩土工程问题。地下水位的降低大部分是由于人为因素造成的, 如大量抽取地下水、对河流进行人工改道, 上游筑坝、修建水库截止下游地下水的补给等。地下水位下降可能引起岩土工程的危害体现在以下几方面。

　　①地下水的过大下降会引发地质灾害, 如地裂缝的产生、海水入侵、地表塌陷及地面沉降等。②地下水的过大下降会引发环境问题, 如地下水资源枯竭、地下水中有害离子增多, 矿化度增高以及水质恶化等, 对人类自身的居住环境造成很大威胁。

　　2.1.3 地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害。

　　地下水位频繁升降可能引起建筑物的破坏和膨胀性岩土胀缩变形。

　　①地下水的季节性升降或岩体中水分的增减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, 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的破坏。②当地下水在建筑工程基础底面以下发生变化时, 会软化地基土, 使其强度降低、压缩性增大, 可能引起地基土附加沉降和变形, 从而造成建筑物变形破坏。

　　2.2 地下水动水压力作用对岩土工程造成的危害

　　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, 造成安全隐患及影响工程质量。

　　4 结语

　　水文地质问题一直是岩土工程勘查中不可忽视的重要问题，在具体工程中，一定要因地制宜，根据勘察到的工程所处地域的地质水文条件，制定相应的防护措施和施工计划，真正保证工程的质量。

　　参考文献：

　　[1] 孔德坊，工程岩土学[M].地质出版社,1994.

　　[2] 曹建生，张万军，刘昌明，杨永辉，裂隙岩体渗流补给特性及边坡稳定对策研究,北京林业大学学报,2007(04).

　　[3] 张惠忠，刘明建，上海软土中的“微承压水”与基坑工程,上海地质,2004(12).