工程地質(zhì)與水文地質(zhì)勘查相關(guān)問(wèn)題分析

【摘要】本文以工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的概述為基礎(chǔ)，著重分析了工程地質(zhì)勘察地下水引起的工程危害，以實(shí)際為出發(fā)點(diǎn)對(duì)水文地質(zhì)測(cè)試與研究進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】工程地質(zhì)，水文，地質(zhì)勘查

一、前言

隨著科技水平的不斷提高，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)測(cè)試的要求也越來(lái)越高?，F(xiàn)如今，工程地質(zhì)勘察中還存在很多問(wèn)題，急需解決，因此，我們要加強(qiáng)先進(jìn)理論與先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，不斷進(jìn)行水文地質(zhì)測(cè)試的研究和探討，使工程地質(zhì)勘察技術(shù)更加適用和科學(xué)。

二、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的概述

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，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。工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要，查明有關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。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，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。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)。在地下水位以下開(kāi)挖基坑，應(yīng)進(jìn)行滲透和富水試驗(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)定的可能性。

三、工程地質(zhì)勘察地下水引起的工程危害

1、潛水位造成的工程危害

在工程地質(zhì)勘察中，在建筑物附近修筑河流、水庫(kù)、湖泊以及水位升高都會(huì)造成潛水位上升。 在這個(gè)過(guò)程中，灌溉工程主要包括水澆地滲漏、引水渠道、工業(yè)廢水以及各種排水管道工程。當(dāng)潛水位上升后，它不僅會(huì)軟化地基，降低巖土壓縮性，讓粘性土含水量增高， 同時(shí)還會(huì)造成建筑物不同程度的變形沉降，讓地基逐步隆起或者位移，在建筑物上浮過(guò)程中，對(duì)建筑物穩(wěn)定造成影響。

2、地下水位下降的巖土工程危害

在工程地質(zhì)勘查中， 由于人為因素造成很多地下水位降低；例如：集中抽取采礦活動(dòng)以及地下水的疏干礦床、上游筑壩、下游補(bǔ)給等。 當(dāng)?shù)叵滤幌陆颠^(guò)大時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生地面沉降、地裂、塌陷等相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害以及水質(zhì)污染、水源枯竭等環(huán)境問(wèn)題。 另外，部分地區(qū)由于海水倒灌以及沙漠化情況，都會(huì)對(duì)建筑物穩(wěn)定性以及自身環(huán)境造成影響。

3、地下水位上升對(duì)工程地質(zhì)勘察造成的危害

在自然環(huán)境中，造成地下水位變動(dòng)的因素主要有：季節(jié)更替、氣候變化、月球與地球引力變化、湖泊河流水位變化、氣壓變化以及潮汐變化等。 由于土體卸載后，密度會(huì)直接增大，從而巖土壓密，對(duì)建筑工程材料造成腐蝕；在木樁干濕交替中，由于腐爛現(xiàn)象，在鈉鹽層以及膨脹性巖土溶解過(guò)程中，造成建筑物位移。 當(dāng)?shù)叵滤l繁變化時(shí)，巖土收縮變形，從而造成巖土收縮膨脹不斷增強(qiáng)， 在地裂過(guò)程中， 對(duì)輕型建筑物造成破壞。 在天然狀態(tài)下，地下水動(dòng)水壓力很薄弱，但是一旦改變地下水動(dòng)力平衡條件時(shí)，例如在管涌、流砂以及突涌基坑中，都會(huì)對(duì)工程地質(zhì)勘察造成不利影響。

四、水文地質(zhì)測(cè)試與研究

1、地下水位的情況

最近的一段時(shí)間內(nèi)最高地下水位和水位變化的趨勢(shì)，地下水補(bǔ)給排泄條件以及地下水與地表水的補(bǔ)排關(guān)系及其對(duì)地下水位的影響等。

2、地下水的幾種存在形式

第一，重力水，在重力作用下能夠在巖土空隙、裂隙中自由運(yùn)動(dòng)的水，這是地下水的一種。毛細(xì)管水不受分子力的作用，不能抗剪切，能夠傳遞靜水壓力。重力水在受到天然和人為的作用之后能夠形成非常活躍的滲流，所以，它對(duì)巖土的水理性質(zhì)發(fā)揮著非常巨大的作用。第二，弱結(jié)合水，弱薄膜水，位于吸著水外層。 弱結(jié)合水的 厚度比吸著水要大許多，它要受到小于強(qiáng)結(jié)合水的吸附力，能夠在顆粒水膜之間進(jìn)行比較慢的移動(dòng)。 弱結(jié)合水在外界壓力的作用之后會(huì)出現(xiàn)變形。弱結(jié)合水不會(huì)受到重力作用，也不可以傳遞靜水壓力。第三，強(qiáng)結(jié)合水，緊附于顆粒表面的結(jié)合最牢固的一層

水，這層水具備非常強(qiáng)大的吸附力。強(qiáng)結(jié)合水的密度接近普通水的兩倍，而且，它的粉滯性和彈性也是非常巨大的，強(qiáng)結(jié)合水能夠抗剪切并且不會(huì)受到重力作用， 強(qiáng)結(jié)合水也不可以傳遞靜水壓力。第四，毛細(xì)管水，由于毛細(xì)管作用保持在巖土內(nèi)毛細(xì)管空隙中的地下水。毛細(xì)管水主要包括下面三種：懸掛毛細(xì)管水、孤立毛細(xì)管水和真正毛細(xì)管水。毛細(xì)管水能夠受到毛細(xì)管力和重力的雙重影響，如果毛細(xì)管力比重力要大，那么毛細(xì)管水就會(huì)上升。反之，毛細(xì)管水就會(huì)下降。

3、巖土水理性質(zhì)

巖土水理性質(zhì)就是巖土與地下水發(fā)生相互作用時(shí)所體現(xiàn)的各種性質(zhì)，它是和巖土的物理性質(zhì)一樣的，都是巖土重要的工程地質(zhì)勘察地質(zhì)性質(zhì)，一方面對(duì)于巖土的強(qiáng)度及變形情況起著重要的影響，另一方面，它也能夠?qū)ㄖ锏姆€(wěn)定性起到一定的作用。第一，軟化性，就是巖土體在侵水后巖土力學(xué)強(qiáng)度降低的特性，通常情況下，通過(guò)巖土在侵水處于侵水飽和狀態(tài)同風(fēng)干狀態(tài)下極限抗壓強(qiáng)度之比來(lái)表示軟化性，軟化性也是對(duì)巖石耐風(fēng)化、耐侵水能力進(jìn)行判斷的一項(xiàng)非常重要的就是標(biāo)。第二，透水性，就是在重力作用下巖土允許水透過(guò)自身的性能，主要由巖土體空隙的大小和連通性以及空隙度來(lái)決定巖土體的滲透性的強(qiáng)弱，所以，它僅僅具備非常差的透水性，通常情況下，用滲透系數(shù)表示巖土體的透水性，通過(guò)抽水試驗(yàn)來(lái)求得滲透系數(shù)。第三，給水性，就是水在重力作用下從飽水巖土內(nèi)通過(guò)空隙裂隙等自由流出的性能。通常情況下，通過(guò)給水度來(lái)表示給水性，它是含水層的重要水文地質(zhì)參數(shù)，一方面可以使基坑涌水量的大小受到一定的影響，另一方面，也對(duì)施工場(chǎng)地的疏干時(shí)間具有一定的作用，通常情況下，采用實(shí)驗(yàn)室方法來(lái)測(cè)定給水度。第四，崩解性，就是巖土體在侵水濕化后，導(dǎo)致土粒間連接被消弱、破壞而崩散、解體的性質(zhì)。通常情況下，使用崩解所用時(shí)間、崩解量及崩解方式等來(lái)表示崩解性。崩解性與礦物成分、巖土體的顆粒成分及結(jié)構(gòu)等等都是關(guān)系非常密切的。第五，脹縮性，就是巖土體在吸水后和失水后發(fā)生體積上的變化的特性。脹縮性產(chǎn)生的主要原因就是顆粒表面結(jié)合水膜吸水變厚而在失水后變薄。脹縮性也是導(dǎo)致地裂縫或基坑隆起等一系列的問(wèn)題的重要根源所在，脹縮性對(duì)工程地質(zhì)勘察地基發(fā)生形變和土坡表層穩(wěn)定性都能夠起到非常重要的作用。通常情況下，用膨脹率、體縮率、收縮系數(shù)等來(lái)表示脹縮性。

4、抽水試驗(yàn)測(cè)試

通常情況下，抽水試驗(yàn)測(cè)試的目的就是掌握地層含水層透水性和彈性失水等特性，同時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值，使試驗(yàn)結(jié)果的可靠性得到保證，多孔抽水試驗(yàn)是經(jīng)常被使用的。

5、給水度測(cè)試

通常情況下，給水度測(cè)試采用原狀土取樣釋水試驗(yàn)法，也就是說(shuō)， 用環(huán)刀取出含水層原狀土或?qū)⒃瓲钔敛槐粩_動(dòng)的裝入試驗(yàn)圓筒，經(jīng)充分飽和后排出水，對(duì)于排出水的體積進(jìn)行測(cè)定，按照體積進(jìn)行給水度的計(jì)算。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)新時(shí)期下，工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)測(cè)試的分析，進(jìn)一步明確了中水文地質(zhì)測(cè)試的方向，為工程地質(zhì)勘察系統(tǒng)的優(yōu)化完善奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，有助于提高水文地質(zhì)測(cè)試技術(shù)水平的提高。

【參考文獻(xiàn)】

[1]杜雄進(jìn).淺談工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題[J].大眾科技，2009

[2]郭岐山.工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題的探討[J].科技風(fēng)，2010

[3]付存祿.工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題的重要性分析[J].科技與生活，2012