關(guān)于工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的探討

1、    關(guān)于工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的探討    劉冬摘要：在一些水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū)，由于工程勘察中對(duì)水文地質(zhì)問題研究不深入，設(shè)計(jì)中又忽視了水文地質(zhì)問題，經(jīng)常發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害問題，令勘察和設(shè)計(jì)處于難堪的境地。本文介紹了工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)的內(nèi)容和巖土水理性質(zhì)及其測(cè)試辦法，分析了地下水引起的巖土工程危害，探討了工程勘察中水文地質(zhì)危害的應(yīng)對(duì)措施。關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)勘察水文地質(zhì)危害應(yīng)對(duì)措施中圖分類號(hào)： u442.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)：巖土工程勘察中, 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

2、靠程度更高, 而且可更好地用巖土體的潛在能力。為提高工程勘察質(zhì)量，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，評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用及其影響，更要提出預(yù)防及治理措施的建議，為設(shè)計(jì)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(duì)巖土工程的危害。一、工程地質(zhì)勘察和水文地質(zhì)的概述水文地質(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、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，

3、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)

4、算和評(píng)價(jià)等。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(lái)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??；3）崩解性：指

5、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。二、地下水引起的巖土工程危害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。在工程勘察中，要注意調(diào)查了解地下水位的埋藏條件及其升降

6、變化。在天然條件下地下水位一般是季節(jié)性的變化，雨季水位上升，旱季水位下降，最高水位與最低水位之間稱為水位變動(dòng)帶。地下水位的天然變化是區(qū)域性、漸變的，而且變化幅度較小。但是人為因素引起的局部性地下水位升降變化的幅度和速度往往大于天然變化 ，它所引起的巖土工程危害更為嚴(yán)重。水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的主要原因有：含水層顆粒細(xì)小，其滲透性弱，地下逕流差，尤其是上覆粗粒松散地層時(shí)，地表水容易下滲；當(dāng)包氣帶薄時(shí)，毛細(xì)帶接近地表，土飽和差??；地下水流梯度小或者平緩時(shí)，排泄不暢；當(dāng)含水層沿水流方向巖性突然變細(xì)、滲透性減弱或遇到隔水層時(shí)，潛水排泄困難。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)

7、巖土工程可能造成：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)。斜坡巖土體巖產(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(qiáng)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)。地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位過大下降主要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(duì)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。3）地下水頻繁升降對(duì)巖土工程造成的危

8、害。在膨脹性巖土地區(qū)進(jìn)行工程勘察時(shí)，應(yīng)特別注意對(duì)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件的研究，特別是地下水位的升降變化幅度和變化規(guī)律。這對(duì)地基基礎(chǔ)深度的選擇（宜選在地下水位以上或地下水位以下，不宜選在地下水位變動(dòng)帶內(nèi)）有重要的參考價(jià)值。在建筑工程的地基內(nèi)，當(dāng)?shù)叵滤辉诨A(chǔ)底面以下壓縮層范圍內(nèi)發(fā)生變化時(shí)，就能直接影響建筑物的穩(wěn)定性。2、地下水動(dòng)水壓力作用引起巖土工程危害地下水在人為工程活動(dòng)中由于改變了地下水天然動(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。特別是在高層建筑深基坑開挖中由于承壓水頭壓力作用引起的基坑突涌問題。在基坑下部有承壓含水層存在時(shí)，開挖基坑減小

9、了承壓含水層上覆隔水層的厚度，當(dāng)隔水層減小到一定程度時(shí)，承壓水的水頭壓力能頂裂或沖毀基坑底板，造成突涌現(xiàn)象。三、工程勘察中水文地質(zhì)危害的應(yīng)對(duì)措施針對(duì)工程勘察中的水文地質(zhì)問題，可以采取以下應(yīng)對(duì)措施：1、加強(qiáng)對(duì)工程地質(zhì)勘察規(guī)范或規(guī)程學(xué)習(xí)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，當(dāng)前我國(guó)工程地質(zhì)勘察工作已經(jīng)擁有了完備的規(guī)范、規(guī)程體系，這些規(guī)范性文件對(duì)勘察工作的目的、任務(wù)、評(píng)價(jià)都做了具體的、切實(shí)可行的規(guī)定，是工程地質(zhì)技術(shù)人員開展工作的主要依據(jù)。工程地質(zhì)技術(shù)人員必須要高度重視規(guī)范、規(guī)程，了解和熟悉其要求，這樣才能在開展工程地質(zhì)勘察時(shí)做足工作量布置，設(shè)置足夠的原狀土樣測(cè)試數(shù)據(jù)、及時(shí)劃分抗震地段。通過研讀規(guī)范、規(guī)程，工程地質(zhì)管理

10、者和技術(shù)人員在吸收文件的相關(guān)規(guī)定后，能不斷地充實(shí)和提高理論水平和實(shí)踐操作能力。2、重視地下水埋藏狀況的調(diào)查。在調(diào)查時(shí)，要明確調(diào)查的重點(diǎn)，設(shè)置必要的調(diào)查指標(biāo)體系，弄清地下水的類型、補(bǔ)給及排泄條件、地下水位、水位變化幅度及規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，對(duì)地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性進(jìn)行評(píng)價(jià)，涉及到基坑工程的還應(yīng)做抽、壓水試驗(yàn)，調(diào)查土層的滲透性質(zhì)等。預(yù)估地下水可能帶來(lái)的突涌、流沙或管涌等潛在的威脅，制定出有效和可行的防治措施建議?？傊?，水文地質(zhì)工作在建( 構(gòu)) 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，只有充分認(rèn)識(shí)到水文地質(zhì)對(duì)工程建設(shè)的作用，深入了解防治措施，加強(qiáng)施工監(jiān)管，才能真正做到防患于未然。隨著工程勘察技術(shù)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)工程地質(zhì)勘察以及地質(zhì)災(zāi)