水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘察的簡(jiǎn)述

1、水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘察的簡(jiǎn)述【摘要】水文地質(zhì)是研究地下水的科學(xué)。它主要是研究地下水的分布和形成規(guī)律，地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分，地下水資源及其合理利用，地下水對(duì)工程建設(shè)和礦山開(kāi)采的不利影響及其防治等。有效的水文地質(zhì)測(cè)量可為工程設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)，同時(shí)，從而避免出現(xiàn)因水文地質(zhì)作用而損壞工程或者影響工程施工的事故發(fā)生。 【關(guān)鍵詞】工程勘察；水文地質(zhì)；工程危害 水文地質(zhì)主要研究地球系統(tǒng)中水的存在、分布、運(yùn)動(dòng)和循環(huán)變化規(guī)律，水的物理、化學(xué)性質(zhì)，以及水圈與大氣圈、巖石圈和生物圈的相互關(guān)系；作為水利學(xué)科的重要組成部分，主要研究水資源的形成、時(shí)空分布、開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)，水旱災(zāi)害的形成、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)與防治，以及水利工

2、程和其他工程建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理中的水文水利計(jì)算技術(shù)。在工程勘察、設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，水文地質(zhì)問(wèn)題始終是一個(gè)極為重要但也是一個(gè)易于被忽視的問(wèn)題。之所以重要，是因?yàn)樗牡刭|(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。 1工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容 在以往的工程勘察報(bào)告中，由于缺少結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工需要評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土工程的作用和危害，在很多地區(qū)已發(fā)生多起因水文地質(zhì)造成基礎(chǔ)下沉和建筑物開(kāi)裂的質(zhì)量事故。在山區(qū)，由于強(qiáng)降水引發(fā)的山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi) 害?？偨Y(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，我們認(rèn)為今

3、后在工程勘察中，對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià)，應(yīng)考慮以下內(nèi)容。 （1）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。 （2）密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類(lèi)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。 （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)側(cè)在人為工程活動(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）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： 1）對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼中鋼筋的腐蝕性。 2）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)

4、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。 3）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(cè)產(chǎn)生地震液化、潛蝕、流砂、管涌的可能性。 4）在地下室車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)施工中，由于地下水位變化引起的基坑上浮問(wèn)題。 2巖土的水理性質(zhì) 巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖土重要的工程地質(zhì)性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形，而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試比較重視，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)性質(zhì)的評(píng)價(jià)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)，下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對(duì)巖土

5、水理性質(zhì)的影響，然后再對(duì)巖土的幾個(gè)重要的水理性質(zhì)及研究測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。 （1）地下水的賦存形式：地下水按其在巖土中的賦存形式可分為結(jié)合水、毛細(xì)管水和重力水三種，其中結(jié)合水又可分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。 （2）巖土的主要的水理性質(zhì)及其測(cè)試辦法： 1）軟化性，是指巖土體浸水后，力學(xué)強(qiáng)度降低的特性，一般用軟化系數(shù)表示，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(shí)，在地下水的作用下往往會(huì)形成軟弱夾層。各類(lèi)成因的粘性土層、泥巖、頁(yè)巖、泥 質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。 2）透水性，是指水在重力作用下，巖土容許水透過(guò)自身的性能。松散巖土的顆粒愈細(xì)、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅(jiān)硬

6、巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育，其透水性就愈強(qiáng)。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(guò)抽水試驗(yàn)、滲水試驗(yàn)和壓水試驗(yàn)求取。 3）崩解性，是指巖土浸水濕化后，由于土粒連接被削弱、破壞，使土體崩散、解體的特性。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大，以蒙脫石、水云母、高嶺土為主的殘積土以散開(kāi)方式崩解，而以石英為主的殘積土多以裂開(kāi)狀崩解為主。 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水量的性能，以給水度表示。給水度是含水層的一個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù)，也影響場(chǎng)地疏干時(shí)間。給水度一般采用實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)定。 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

7、脹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。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。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。巖土的水理性質(zhì)尚有持水性、容水性、毛細(xì)管性、可塑性等等，在這里不再一一敘述。 3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，但不管什么原因，當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_(dá)到一定程度時(shí)，都會(huì)對(duì)巖土工程造成危害，地下水位變化引起危害又可分為三種方式： 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)、

8、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(shí)往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由干潛水面上升對(duì)巖土工程可能造成：土體沼澤化、鹽漬化，巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng)。斜坡、河岸等巖土體產(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，引發(fā)山體滑坡。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(méi)，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(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(guò)大下降，常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷

9、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(wèn)題，對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類(lèi)自身的居住環(huán)境造成很大威脅。 3）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，當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí)，不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù)，而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，進(jìn)而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。 （2）地下水在天然狀態(tài)下動(dòng)水壓力作用比較微弱，一般不會(huì)造成什么危害，但在人為工程活動(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。流砂、管涌、基坑突涌的形成條件和防治措施在有關(guān)的工程地質(zhì)文獻(xiàn)中已有較詳細(xì)的論述，這里不再重復(fù)。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)害防治等方面都起著重要的作用，隨著工程勘察的發(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)勘察水平的提高起著極大的推動(dòng)作用。 參考文獻(xiàn)： 1