工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的必要性分析

張樹明 ，張邵楠

1.遼寧省第六地質(zhì)大隊(duì)，遼寧大連 116200

2.遼寧地質(zhì)海上工程勘察院，遼寧大連 116200

工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的必要性分析

張樹明1，2，張邵楠1，2

1.遼寧省第六地質(zhì)大隊(duì)，遼寧大連 116200

2.遼寧地質(zhì)海上工程勘察院，遼寧大連 116200

在工程勘察中地下水問題始終是一個(gè)極為重要也極易被忽視的環(huán)節(jié)，由于不夠重視而引起的各種巖土工程事故屢見不鮮，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。本文主要從水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容、巖土水理性質(zhì)、地下水引起的巖土工程危害出發(fā)，簡(jiǎn)明地分析在工程地質(zhì)勘察中重視水文地質(zhì)問題的必要性。

工程地質(zhì)；水文地質(zhì)；地下水；危害

工程地質(zhì)勘察是為了查明影響工程建筑物的地質(zhì)因素而進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查研究工作。其中水文地質(zhì)條件是所需勘察的地質(zhì)因素中必不可少的一環(huán)，它為預(yù)測(cè)工程建筑物與地質(zhì)環(huán)境相互作用的方式、特點(diǎn)和規(guī)模并作出正確的評(píng)價(jià)，為保證建筑物的穩(wěn)定和正常使用提供依據(jù)。

1 工程地質(zhì)勘察和水文地質(zhì)的常見問題

水文地質(zhì)和工程地質(zhì)二者的關(guān)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(shí)又是基礎(chǔ)工程的環(huán)境，影響著建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。

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

1 ）評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響，并預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的危害；

2 ）結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要，查明水文地質(zhì)問題，提供選型所需的水文地質(zhì)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(yù)測(cè)人為活動(dòng)中地下水的變化情況及對(duì)巖土體和建筑物的反作用；

4 ）按照地下水對(duì)工程的作用與影響，從工程的角度提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問題，如：埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)混凝土及混凝土內(nèi)鋼筋的腐蝕性；對(duì)選用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場(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；當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉土?xí)r，應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生液化潛蝕、流砂、管涌的可能性；當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層時(shí)，應(yīng)對(duì)基坑開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)等。

1.2 巖土水理性質(zhì)及其測(cè)試辦法

在以往的勘察中對(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試較為重視，而對(duì)巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視，因而對(duì)巖土工程地質(zhì)的勘察是不夠全面的。巖土的水理性質(zhì)是巖土與地下水相互作用顯示出來的性質(zhì)，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(duì)巖土水理性質(zhì)的影響不同，而且影響程度與巖土類型有關(guān)。

巖土主要的水理性質(zhì)及其測(cè)試辦法如下：

1 ）軟化性：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，即巖石在浸水飽和狀態(tài)下與風(fēng)干狀態(tài)下極限抗壓強(qiáng)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(yàn)求?。?/p>

3 ）崩解性：指巖土浸水濕化后，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(shí)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(shí)驗(yàn)室方法測(cè)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(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。巖土的脹縮性往往是產(chǎn)生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一，對(duì)地基變形和土坡表層穩(wěn)定性有重要影響。

2 水文地質(zhì)引起的巖土工程危害的重要因素——地下水

由地下水引起的巖土工程危害主要是由地下水位升、降變化及頻繁升降和地下水動(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面的原因造成的，這主要是由自然因素和人為因素引起的。

地下水位上升引起的巖土工程危害有：土壤沼澤化、鹽漬化；崩解性巖土軟化、崩解，巖土結(jié)構(gòu)破壞；地下洞室充水淹沒，引起建筑物失穩(wěn)等。如2008年6月遼寧省公路勘測(cè)設(shè)計(jì)公司應(yīng)用RTM自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)對(duì)黑大線（G202）遼寧段全線的縱向裂縫進(jìn)行的采集和統(tǒng)計(jì)表明：縱向裂縫產(chǎn)生的主要原因之一便是路基的受水作用，即雨季降雨量較大，地下水位上升，使得路基橫向承載能力不均勻，兩側(cè)受水侵入使得地基的承載能力變小，而中部承載能力變大；加之東北地區(qū)冬季雪水滲入坡體，經(jīng)反復(fù)脹凍而使土的強(qiáng)度降低。地下水位的下降常常誘發(fā)地面坍陷、沉降、斷裂等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性造成了巨大的威脅。地下水位的頻繁升降容易引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的膨脹變形，使得巖土的膨脹變形幅度顯著增加。當(dāng)?shù)叵滤辉诮ㄖ锏鼗鶋嚎s層范圍內(nèi)上升時(shí)，容易軟化地基土壤，降低地基強(qiáng)度，加大地基的可壓縮性，使得建筑物發(fā)生沉降變形；當(dāng)?shù)叵滤辉趬嚎s層范圍內(nèi)下降時(shí)，使得巖土自重應(yīng)力增加，造成地基基礎(chǔ)沉降，嚴(yán)重時(shí)可造成建筑物的破壞。

地下水動(dòng)水壓力的變化主要是由人為因素引起的，在天然狀態(tài)下地下水處于動(dòng)力平衡狀態(tài)，動(dòng)水壓力作用十分微弱。如果人為活動(dòng)改變了這種平衡狀態(tài)，那么在動(dòng)水壓力的作用下，容易引起流砂、管涌、基坑突涌等工程危害。我們以基坑突涌現(xiàn)象為例進(jìn)行分析：已知基坑底不透水層厚度和承壓水水頭壓力的平衡條件是rH =rwh，其中H是基坑開挖后不透水層的厚度，r是不透水層巖土的重度，rw是水的重度，h是承壓水頭高于含水層頂板的高度 ，因此H = rw/r×h ，。當(dāng)H ＜ rw/r×h 時(shí)便可能發(fā)生突涌事故。

3 結(jié)論

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)害的防治等方面起著重要的作用，正確地勘察水文地質(zhì)條件是提高勘察質(zhì)量、預(yù)防和減少地下水對(duì)巖土工程的危害的重要舉措。因此，我們要努力做到以下幾點(diǎn)：1）搜集工作區(qū)的自然地理、區(qū)城地質(zhì)、水文地質(zhì)等資料；2）掌握水文地質(zhì)計(jì)算、水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)、地下水勘察方法等知識(shí)并熟練應(yīng)用；3）重視外業(yè)工作，認(rèn)真執(zhí)行勘察規(guī)范，做好野外記錄，保證資料的真實(shí)性和準(zhǔn)確性；4）了解水文地質(zhì)勘察的發(fā)展趨勢(shì)，學(xué)習(xí)和推廣先進(jìn)的技術(shù)方法。只有這樣，我們的工作才能有備無患。

[1]高峰，段永強(qiáng).工程勘察中地下水作用問題淺談[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2008(S1).

[2]田有元.水文地質(zhì)問題在工程地質(zhì)勘察中的重要性[J].今日科苑，2009(22).

[3]許碧銓.水文地質(zhì)在工程勘察中存在的問題及其危害[J].科技資訊，2009(17).

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1674-6708（2012）59-0043-02