水文地質(zhì)在地質(zhì)勘察中的作用探討

【摘 要】在工程勘察中設(shè)計和施工過程中，水文地質(zhì)問題始終是一個極為重要但也是一個易于被忽視的問題。由于沒有足夠的重視。導(dǎo)致地下水引起的各種巖土工程危害時有發(fā)生。為此，在巖土工程勘察中要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題評估地下水對巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題。評估地下水對巖土工程和建筑物的作用及影響。為設(shè)計和施工提供必要的水文地質(zhì)資料以消除或減少地下水對巖土工程的危害。

【關(guān)鍵詞】工程勘察；水文地質(zhì)；地質(zhì)勘察；影響

一、水文地質(zhì)問題的重要性

水文地質(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。水是一種重要的地質(zhì)營力，其剝蝕和搬運作用，對地表的巖石具有強烈的破壞作用，是一種非常重要的外動力地質(zhì)作用；地下水在補給、徑流、排泄的運移過程中，同樣對地表下的巖土體具有侵蝕破壞作用。隨著科技進步社會發(fā)展，深基坑工程、地下工程等大型綜合工程廣泛的被采用，涉及與水文地質(zhì)條件有關(guān)的工程問題也越來越多，因此在工程勘察中切實做好水文地質(zhì)工作，將有效地減少或消除地下水對工程建筑安全和人類生產(chǎn)生活的危害，同時也對勘察設(shè)計水平的提高起著極大的推動促進作用。

二、水文地質(zhì)評價內(nèi)容

工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評估內(nèi)容在以往的工程勘察報告中，由于缺少結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計和施工需要評價地下水對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)下沉和建筑物開裂的質(zhì)量事故，總結(jié)以往的經(jīng)驗和教訓(xùn)，在今后在工程勘察中，對水文地質(zhì)問題的評價主要考慮以下內(nèi)容：2.1應(yīng)重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預(yù)測可能產(chǎn)生的巖土工程危害，提出防治措施。2.2工程勘查密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要，查明有關(guān)水文質(zhì)問題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。2.3應(yīng)從工程角度，按地下水對工程的作用與影響，提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評價的地質(zhì)問題，如：對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性；對選用軟質(zhì)巖石、強風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的的建筑場地，應(yīng)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；在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉土?xí)r，應(yīng)預(yù)測產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性；當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層，應(yīng)對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價；在地下水位以下開挖基坑，應(yīng)進行滲透和富水性試驗。并評價由于人工降水引起土體沉降，邊坡失穩(wěn)進而影響物穩(wěn)定性的可能。

三、巖土的主要的水理性質(zhì)及測試辦法

3.1軟化性：是指巖土體浸水后，力學(xué)強度降低的特性，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，在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。各類成因的粉土、黏性土、泥巖、頁巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。

3.2透水性：是指水在重力或壓力作用下，巖土容許水透過自身的性能。松散巖土的顆粒愈粗、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育，其透水性就愈強。透水性一般可用滲透系數(shù)表示，巖土體的滲透系數(shù)可通過抽水、注水（滲水）、壓水試驗求取，也可通過室內(nèi)試驗或查手冊經(jīng)驗數(shù)據(jù)獲得。

3.3崩解性：是指巖土浸水濕化后，由于土粒連接被削弱、破壞，可溶性成分被溶解及流失，使巖土體強度降低、結(jié)構(gòu)破壞、崩裂、解體的特性。

3.4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量水的性能，用給水度表示。給水度是含水層的幾個重要水文地質(zhì)參數(shù)，直接影響場地疏水時間。給水度一般采用實驗室方法測定或計算獲得。

3.5脹縮性：是指巖土吸水后體積增大，失水后體積減小的特性，巖土的漲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。

四、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水壓力作用兩個方面的原因造成的。

4.1地下水升降變化引起的巖土工程危害。在工程勘察中要注意調(diào)查了解地下水位條件及其升降變化。在天然條件下地下水位一般是季節(jié)性變化雨季水位水位上升旱季水位下降。地下水位的天然變化是區(qū)域性漸變的，而且變幅較小。但是，人為因素引起的局部性地下水為升降變化的幅度往往大于天然變化所引起的巖土工程危害更為嚴(yán)重。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，有時往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對巖土工程可能造成如下影響；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、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象；一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強度降低、軟化；引起粉細(xì)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(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(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)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。

4.2地下水位對巖土物理力學(xué)性質(zhì)的影響

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，嚴(yán)重若形成地裂，引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時或變化幅度大時。不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù)，而且會導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度加大。因此，在膨脹性巖土地區(qū)進行工程勘察時應(yīng)特別注意對場地水文地質(zhì)條件的研究，特別地下水往往升降變化中高度和變化規(guī)律這對地基基礎(chǔ)深度的選擇（宜選在第下水位以上或地下水位以下，不宜選在地下水位變動帶內(nèi)）有主要的參考價值。在地下水位以上、地下水位變動帶和地下水位以下，具有明顯的變化規(guī)律土體從上到下，有天然含水量、孔隙比由小大―小，壓縮模量、承載力由大―小―大的變化規(guī)律。這是由于地下水位以上部位，經(jīng)長期淋濾作用，鐵鋁富集，并對土顆粒起膠結(jié)和充填作用，增大了土拉間連接力，往往形成“硬殼層”，因而含水、孔隙比小而壓縮模和承載力增高而位于地下水位變動帶的土層，由于地下水積極文替，土中的鐵鋁成分淋失，土質(zhì)變松，因而含水量、孔隙比增大，壓縮模量、承載力降低位于地下水位以下的土層，由于地下水交替緩慢，氧化、水解作用減弱，加之上扭土層的自重壓力作用，土質(zhì)比較密實，因而含水貧、孔隙比減小，壓縮模、承載力增高。巖土特別是各類軟質(zhì)巖石、風(fēng)化殘積土、不同成因的粘性土等，其物理力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律，與地下水位有著密切的聯(lián)系。因此，在分析研究巖土物理力學(xué)的變化規(guī)律時，應(yīng)充分重視地下水位這一重要影響因素。

結(jié)論：

巖土工程問題中，地下水問題占有相當(dāng)重要的位置，準(zhǔn)確合理地查明地下水位，不僅使資料的可靠程度更高，而且可更好地用巖土體的潛在能力。因此，為提高工程勘察質(zhì)，在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題，以消除下水對巖工程的危害隨著工程勘察的發(fā)展，其必將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質(zhì)工作將對勘察水平的提高起極大的推動用。

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