巖土工程中水文地質(zhì)問題的危害性探討

于立娜　金飛

摘要：為了確保巖土工程的施工質(zhì)量，在相關地質(zhì)條件勘測過程中，應當明確與巖土工程建設有關的水文地質(zhì)問題，分析這些問題對工程的危害，并提出有針對性的解決措施。隨著巖土工程測量技術的發(fā)展，水文地質(zhì)問題越來越受到人們的關注。做好水文地質(zhì)方面的相關工作，將會對提高測量水平起到重大的作用。

關鍵詞：水文地質(zhì)問題；巖土工程；危害性

一、對于水文地質(zhì)的評價

在以往的工程勘察報告中，由于缺少結合基礎設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下沉和建筑物開裂的質(zhì)量事故，總結以往的經(jīng)驗和教訓，我們認為今后在工程勘察中，對水文地質(zhì)問題的評價，主要應考慮以下內(nèi)容。

1.1應重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預測可能產(chǎn)生的巖土工程危害，并提出防治措施。

1.2工程勘察中還應密切結合建筑物地基基礎類型的需要，查明有關水文地質(zhì)問題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。

1.3應從工程角度，按地下水對工程的作用與影響，提出不同條件下應當重點評價的地質(zhì)問題，如①對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎中水對鹼及鹼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。②對選用軟質(zhì)巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎持力層的建筑場地，應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。③在地基基礎壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細砂、粉土時，應預測產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。④當基礎下部存在承壓含水層，應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。⑤在地下水位以下開挖基坑，應進行滲透性和富水性試驗，并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進而影響周圍建筑物穩(wěn)定性的可能性。

二、巖土的特殊性

在地表以下，巖土往往會與地下水發(fā)生各種反應，并顯示出自身的特性。巖土在與地下水起作用的過程中表現(xiàn)出來的這些性質(zhì)，對于巖土工程有著重要影響：它不僅影響著巖土自身形狀的變化幅度，還有可能直接決定地上建筑的穩(wěn)固程度。在巖土工程的測查中，人們通常比較重視巖土在物理方面表現(xiàn)出的特征，卻經(jīng)常忽略巖土與地下水起反應時表現(xiàn)出來的性質(zhì)。因此，人們對于巖土工程的評價還是有失全面的。我們應當注意研究地下水對于巖土特性的影響，并著重研究以下幾方面的特征：

2.1巖土遇水變軟。巖土在浸透了地下水之后，會逐漸變得柔軟，硬度降低。這種遇水變軟的特性可以用一種特殊系數(shù)來表示，它是衡量巖土抗擊水分侵蝕能力的重要標準。如果地下巖層的某一層中存在容易變軟的巖土，則這樣的巖土在地下水的長期作用下，通常會形成一層很軟的夾層。很多種類的巖土都具有遇水變軟的特性，例如粘度很高的土層、泥質(zhì)的巖石等等。

2.2巖土滲透水分。地下水受到地心引力的作用，很容易向著位置較低的巖土滲透，而巖土本身對于地下水的透過也并不“反感”。一般情況下，越是顆粒松散、排列不均勻的巖土，越容易讓水分滲入其中。比較硬的巖石裂隙較大時，滲透水的能力就會很強。巖土滲透水分的特性也可以用數(shù)學系數(shù)來表示，并能夠通過試驗來求出這個系數(shù)。

2.3巖土遇水分離。巖土在被地下水充分浸透之后，由于內(nèi)部顆粒之間的緊密程度有所降低，導致巖土自身分散瓦解，不再是一個整體。巖土遇水分離的特性，與巖土自身的顆粒大小、組成成分以及內(nèi)部結構關系密切。例如，經(jīng)過長時間積累形成的巖土通常遇水散開，分離的時間通常持續(xù)一天，至少要持續(xù)5個小時。

2.4巖土吸水膨脹。巖土在充分吸收水分之后，體積會增大，在失去水分之后，體積又會變小，這是由巖土顆粒與水結合之后表層變厚的特點所決定的。巖土的這一特性，是導致地表裂縫、突起的一個重要原因，對地基和地表的穩(wěn)固性造成了很大影響。衡量巖土吸水膨脹的主要標準，包括巖土的膨脹率和膨脹系數(shù)等。

三、地下水對巖土工程的危害

地下水對巖土工程的危害，主要是地下水的水面高度變化和地下水壓強變化引起的。地下水對巖土工程的危害主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

3.1水面升降的危害。地下水的水面升降，可能由自然原因或人為原因所引起。當?shù)叵滤乃嫔当容^明顯時，將會給巖土工程帶來施工障礙。具體而言，地下水水面升降主要表現(xiàn)為三種形式：

①水面上升。造成地下水水面上升的原因，主要包括地理條件的改變、氣溫和降水的變化，以及人為的澆灌等。如果淺層地下水水面上升，則會造成大量沼澤和鹽堿地的產(chǎn)生、巖土滑坡和崩離、巖土內(nèi)部結構被破壞、細小的顆粒液化或涌出、地上建筑物發(fā)生動搖等現(xiàn)象。

②水面下降。與地下水水面上升不同，水面的下降原因多數(shù)是人為的，例如對某個區(qū)域地下頻繁多次抽水、進行大規(guī)模開采、修建攔截地下水的水庫和堤壩等等。地下水水面的大幅度下降，經(jīng)常帶來地面裂縫、地面下陷等地質(zhì)災害，并進一步導致地下水趨近枯竭、質(zhì)量下降等，這對巖土自身、地上建筑物都會造成很大的危害，并會危及到人類的生存環(huán)境。

③升降頻繁。地下水水面升降頻繁，會造成巖土的頻繁膨脹或收縮。頻繁變形的巖土會對地表穩(wěn)固性造成威脅，并進一步威脅到地上的建筑物，特別是較輕的建筑物和質(zhì)量較差的建筑物。地下水的頻繁升降，也會造成土壤層中一些金屬元素的流失，導致土壤營養(yǎng)成分減少、表層密度減小、承載能力減弱，給巖土工程的地質(zhì)選擇和工程處理帶來麻煩。

3.2壓強變化的危害。在自然條件下，地下水的壓強會比較穩(wěn)定，通常不會對巖土工程造成危害。但是，隨著人為巖土工程施工活動的頻繁開展，地下水在自然狀態(tài)下的壓力值被改變，壓強升降不定，造成了一些較為嚴重的后果。例如，在巖土工程施工過程中經(jīng)常遇到的管道涌水、沙土流失、地基不穩(wěn)等現(xiàn)象，都是由地下水壓強的不規(guī)則變化引起的。

四、總結

由于人們在施工和利用地下水的過程中忽略對地下水的保護以及水文地質(zhì)問題的研究，致使水文地質(zhì)問題在巖土工程施工過程中頻繁出現(xiàn)，影響了工程質(zhì)量，也對人類的生存環(huán)境構成威脅。我們在充分重視水文地質(zhì)問題研究的同時，也要把自身對自然界的索取控制在一個合理的限度內(nèi)。如果一味強調(diào)工程進度而忽視對地質(zhì)環(huán)境的保護，將會給工程施工帶來困難，也不利于人與自然的和諧共存。

參考文獻：

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