工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)研究

呂德雄

（昭陽(yáng)區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)，云南 昭陽(yáng) 657000）

1 工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容

在以往的工程勘察報(bào)告中，由于缺少結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工需要評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土工程的作用和危害，在很多地區(qū)已發(fā)生多起因地下水造成基礎(chǔ)下沉和建筑物開(kāi)裂的質(zhì)量事故，總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，我們認(rèn)為今后在工程勘察中，對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià)，主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容：

(1)應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響，預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害，提出防治措施。

(2)52 程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類(lèi)型的需要，查明有關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。

(3)應(yīng)從工程角度，按地下水對(duì)工程的作用與影響，提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題，如：

①對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。②對(duì)選用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的的建筑場(chǎng)地，應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水活動(dòng)對(duì)上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。(在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉上時(shí)，應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。③當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層，應(yīng)對(duì)基坑開(kāi)挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)。④在地下水位以下開(kāi)挖基坑，應(yīng)進(jìn)行滲透性和富水性試驗(yàn)，并評(píng)價(jià)由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響周?chē)ㄖ锓€(wěn)定性的可能性。

2 巖土水理性質(zhì)

巖土水理性質(zhì)是指巖士與地下水相互作用時(shí)顯示出來(lái)的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖：匕重要的工程地質(zhì)性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)不儀影響巖土的強(qiáng)度和變形，而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對(duì)巖：t 的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試比較重視，對(duì)巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視，因而對(duì)巖土工程地廚 質(zhì)的評(píng)價(jià)是不夠全面的。

巖土的水理性質(zhì)是巖土與地下水相互作用顯示出來(lái)的性質(zhì)，下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響，然后再對(duì)巖土的幾個(gè)重要的水理性質(zhì)及 f 究測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

(1)地下水的賦存形式：地下水按其在巖土中的賦存形式可分為結(jié)合水、毛細(xì)管水和重力水三種，其中結(jié)合水又可分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。

(2)巖土的主要的水理性質(zhì)及其測(cè)試辦法：

①軟化性，是指巖土體浸水后，力學(xué)強(qiáng)度降低的特性，一般用軟化系數(shù)表示，它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時(shí)，在地下水的怍用下往往會(huì)形成軟弱夾層。各類(lèi)成因的粘性上層、泥巖、頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。

②透水性，是指水在重力作片{下，巖土容許水透過(guò)自身的性能。松散巖上的顆粒愈細(xì)、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅(jiān)硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育，其透水性就愈強(qiáng)。透水性一般可用滲透系數(shù)表示，巖上體的滲透系數(shù)可通過(guò)抽水試驗(yàn)求取。

③崩解性，是指巖 浸水濕化后，由于土粒連接被削弱，破壞，使土體崩敞、解體的特性。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大，以廣東地區(qū)的殘積土為例，一般崩解時(shí)間 5～24h，崩解量 1.79～34，以蒙脫石、水云母、高嶺土為豐的踐積土以散開(kāi)方式崩解，而以石英為主的殘積』：多以裂開(kāi)狀崩解為主。

④給水性，是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 的性能，以給水度表示。給水度是含水層的·個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù)，也影響場(chǎng)地疏f 時(shí)間。給水度一般采用實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)定。

⑤脹縮性，是指巖土吸水后體積增大，失水后體積減小的特性，巖i：的帳縮性是由于顆粒表面結(jié)合水膜吸水變厚，失水變薄造成的。巖土的脹縮性往往是產(chǎn)牛地裂縫、綦坑隆起的重要原因之一，對(duì)地基變形和±坡表層穩(wěn)定性有重要影響。標(biāo)定巖土脹縮性的指標(biāo)有：膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數(shù)等。巖土的水理性質(zhì)尚有持水性、容水性、毛細(xì)管性、町塑性等等，在這里不再一一敘述。

3 地下水引起的巖土工程危害

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，但不管什么原因，當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_(dá)到一定程度時(shí)，都會(huì)對(duì)巖土工程造成危害，地下水位變化引起危害又可分為三種方式：

(1)水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的，其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀；水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響，有時(shí)往往是幾種因素的綜合結(jié)果。

由于潛水面上升對(duì)巖土工程可能造成：①土壤沼澤化、鹽漬化，巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng)。②斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。③一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化。④ 引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂，管涌等現(xiàn)象。⑤地下洞室充水淹沒(méi)，基礎(chǔ)上浮，建筑物失穩(wěn)。

(2)地下水位下降引起的巖土工程危害。

地下水位的降低多是由于人為因素造成的，如集中大量抽取地下水.采礦活動(dòng)中的礦床疏干以及上游筑壩，修建水庫(kù)截奪下游地下水的補(bǔ)給等。地下水的過(guò)大下降，常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問(wèn)題，對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類(lèi)自身的居住環(huán)境造成很大威脅。

(3)地下水頻繁升降對(duì)巖土工程造成的危害。

地下水的升降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殿l繁時(shí).不僅使巖上的膨脹收縮變形往復(fù)，而且會(huì)導(dǎo)致巖十的膨脹收縮幅度不斷加大，進(jìn)而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動(dòng)帶內(nèi)由于地下水的積極交替，會(huì)將土層中的膠結(jié)物?一鐵、鋁成分淋失，土層失去膠結(jié)物將造成土質(zhì)變松、含水量孔隙比增大，壓縮模量、承載力降低，給巖土工程基礎(chǔ)選擇、處理帶來(lái)較大的麻煩。

3.2 地下水動(dòng)壓力作用引起巖土工程危害

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-r 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)引起一些嚴(yán)重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成條件和防治措施在有關(guān)的工程地質(zhì)文獻(xiàn) 已有較詳細(xì)的論述，這里不再重復(fù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用，隨著上程勘察的發(fā)展，其必將受到越來(lái)越廣泛的重視，切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)勘察水平的提高起著極大的推動(dòng)作用。在工程勘察、設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，水文地質(zhì)問(wèn)題始終是一個(gè)極為重要但也是一個(gè)易于被忽視的問(wèn)題。之所以重要，是因?yàn)樗牡刭|(zhì)和工程地質(zhì)二者關(guān)系極為密切，互相聯(lián)系和互相作用，地下水既是巖土體的組成部分，直接影響巖土體工程特性，又是基礎(chǔ)工程的環(huán)境，影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。

[1]陳雁.水文地質(zhì)之路[J].中煤地質(zhì)報(bào)，2009-05-25.

[2]郭永海，王駒.高放廢物地質(zhì)處置中的地質(zhì)、水文地質(zhì)、地球化學(xué)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2007-12-01.