陶峰 古金云

【摘 要】地質(zhì)勘察是工程施工前的一項(xiàng)必要程序，它是巖土工程質(zhì)量的重要保障。在巖土工程的地質(zhì)勘察中，水文地質(zhì)的勘察是一個(gè)十分重要也是極容易被忽視的問(wèn)題。為了促進(jìn)地質(zhì)勘察質(zhì)量的提高，更好地保證巖土工程的質(zhì)量與安全，必須重視水文地質(zhì)勘察在巖土工程地質(zhì)勘察中的地位。本文重點(diǎn)闡述水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)內(nèi)容、巖土水理性質(zhì)、地下水對(duì)巖土工程的危害以及應(yīng)對(duì)策略這四方面的內(nèi)容，以期促進(jìn)水文地質(zhì)勘察的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】巖土工程；水文地質(zhì)；勘察

1.水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)內(nèi)容

地質(zhì)勘察是工程施工前的一項(xiàng)必要程序，它是巖土工程質(zhì)量的重要保障。在以往的工程地質(zhì)勘察中，水文地質(zhì)的勘察問(wèn)題往往得不到重視。在勘察之后對(duì)水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)報(bào)告中往往不能做到與實(shí)際相結(jié)合，不能很好地將水文地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)以及施工需求相結(jié)合，從而未能充分重視地下水對(duì)于巖土工程的危害，影響巖土工程的質(zhì)量。在現(xiàn)實(shí)的工程建設(shè)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因?yàn)槲闯浞种匾曀牡刭|(zhì)對(duì)巖土工程的影響導(dǎo)致一些事故的發(fā)生。例如，由于地下水的動(dòng)水壓力作用或者是地下水的水位發(fā)生升降變化都會(huì)危害巖土工程，會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)出現(xiàn)下沉或者建筑物發(fā)生開(kāi)裂等現(xiàn)象。為了保障巖土工程的質(zhì)量與安全，必須充分重視水文地質(zhì)勘察中的問(wèn)題，做好對(duì)水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)。作者認(rèn)為，水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括以下幾方面的內(nèi)容：

第一，在對(duì)水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)報(bào)告中應(yīng)重點(diǎn)闡述地下水對(duì)于巖土體以及建筑物可能產(chǎn)生的影響，要預(yù)先對(duì)地下水可能引起的對(duì)巖土工程的危害做出預(yù)測(cè)，并事前準(zhǔn)備好防護(hù)措施。

第二，在對(duì)水文地質(zhì)勘察的過(guò)程中要做到與實(shí)際相結(jié)合，將水文地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)以及施工需求相結(jié)合，充分了解施工區(qū)的水文地質(zhì)狀況，從而為巖土工程提供詳細(xì)的合適的有關(guān)水文地質(zhì)方面的資料，防止工程意外事故的發(fā)生。

第三，在不同的條件下，對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題闡述的側(cè)重點(diǎn)也有所不同。要從工程本身這個(gè)角度出發(fā)，以水文地質(zhì)對(duì)巖土工程的影響及作用為依據(jù)，具體問(wèn)題具體分析。具體說(shuō)來(lái)，主要包括以下幾種情形：如果建筑物的地基基礎(chǔ)下部包含承壓含水層，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)在開(kāi)挖建筑物的基坑之后是否會(huì)出現(xiàn)承壓水沖擊基坑地板對(duì)其造成損壞的現(xiàn)象以及出現(xiàn)這種現(xiàn)象的幾率；如果所要建設(shè)的建筑物的基礎(chǔ)在地下水的水位線以下，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)于建造基礎(chǔ)所用材料是否具有腐蝕性以及腐蝕性的大??；如果建筑物的基坑的開(kāi)挖位置位于地下水水位線以下，必須要進(jìn)行滲透以及富水性的試驗(yàn)，同時(shí)要重點(diǎn)評(píng)價(jià)是否會(huì)因?yàn)槿斯そ邓霈F(xiàn)土層結(jié)凍、沉降現(xiàn)象以及邊坡失去穩(wěn)定性而導(dǎo)致建筑物喪失穩(wěn)定性；如果所要建設(shè)的建筑物的基礎(chǔ)持力層選用的是一些巖土體（強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土等），應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)于巖土體所可能產(chǎn)生的影響（軟化、膨脹、收縮、崩解等）；如果所要建設(shè)的建筑物其地基基礎(chǔ)的壓縮層內(nèi)含有松散、飽和狀態(tài)的粉土、粉細(xì)砂等物質(zhì)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)建筑物的地基基礎(chǔ)是否會(huì)發(fā)生潛蝕、管涌等現(xiàn)象。

2.巖土水理性質(zhì)

對(duì)一項(xiàng)工程的地質(zhì)進(jìn)行勘察時(shí)主要對(duì)巖土進(jìn)行兩方面的勘察：一方面是巖土的水理性質(zhì)，另一方面則是巖土的物理性質(zhì)。在現(xiàn)實(shí)的地質(zhì)勘測(cè)中，比較重視對(duì)于巖土的物理性質(zhì)的勘測(cè)，而對(duì)于巖土的水理性質(zhì)并未引起勘察人員的重視。巖土的水理性質(zhì)主要是指巖土與地下水相互作用所呈現(xiàn)出來(lái)的各種性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)不僅是影響巖土的強(qiáng)度與變形度的重要因素，還是影響所建建筑物的穩(wěn)定性的重要因素。為了保障巖土工程的質(zhì)量與安全，必須充分重視巖土的水理性質(zhì)的勘察，充分掌握關(guān)于巖土的水理性質(zhì)方面的資料。

想要全面的了解巖土的水理性質(zhì)，就要弄清楚地下水是以何種方式儲(chǔ)存的以及地下水是如何影響巖土的水理性質(zhì)的，然后還要掌握巖土的幾種主要的水理性質(zhì)以及研究檢測(cè)巖土的水理性質(zhì)的幾種方法。

地下水主要有以下幾種儲(chǔ)存方式：按照地下水在巖土中的儲(chǔ)存形式來(lái)劃分，地下水可以劃分為結(jié)合水、重力水、毛細(xì)管水這三種類型，其中結(jié)合水又可以劃分為強(qiáng)結(jié)合水與弱結(jié)合水兩種類型。

巖土的水理特性主要包括以下五種類型：

軟化性。軟化性主要是指巖土體浸水后，力學(xué)強(qiáng)度降低的特性，它一般用軟化系數(shù)來(lái)表示，是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸水能力的指標(biāo)。如果巖石層中含有易于軟化的巖層，那么如果該巖層浸水之后就會(huì)在地下水的作用之下成為軟弱夾層。有很多種類型的巖土都具有軟化性，例如各種成因的泥巖、泥質(zhì)砂巖等巖土都具有軟化性，其軟化巖層在地下水的作用之下都會(huì)成為軟弱夾層。

崩解性。崩解性主要是指在巖土浸水濕化之后，由于土粒之間的連接被削弱、破壞，使巖土體崩散、解體的特性。巖土的崩解性受很多因素的影響，例如巖土的礦物成分、巖土的結(jié)構(gòu)、巖土的顆粒成分等因素。以位于云南地區(qū)的殘積土為例子，一般來(lái)說(shuō)，云南地區(qū)的殘積土的崩解時(shí)間為5～24h，崩解量為1.79～34，但是由于所含的礦物成分的不同，其崩解的方式也會(huì)有所區(qū)別：主要含有蒙脫石、水云母以及高嶺土這三種礦物成分的殘積土其崩解方式是以散開(kāi)狀的方式進(jìn)行崩解，而主要含有石英這種礦物成分的殘積土其崩解方式則是以裂開(kāi)狀的方式進(jìn)行崩解。

脹縮性。脹縮性主要是指巖土體在吸水之后體積會(huì)變大，在失水之后體積會(huì)變小的特性。巖土之所以具有脹縮性的根本原因是由于存在于巖土顆粒表面的結(jié)合水膜，這種結(jié)合水膜在吸水之后厚度會(huì)增加從而引起巖土體的體積增大，在失水之后厚度會(huì)變薄，從而導(dǎo)致巖土體的體積縮小。巖土的脹縮性是產(chǎn)生地裂縫以及基坑隆起現(xiàn)象的關(guān)鍵因素，是影響地基變形以及土坡表層穩(wěn)定性的重要因素之一。巖土脹縮性一般通過(guò)膨脹率、體縮率、收縮系數(shù)、自由膨脹率來(lái)表示。

給水性。給水性主要是指在重力的作用下處于飽水狀態(tài)下的巖土能夠通過(guò)孔隙、裂縫自動(dòng)流出一定數(shù)量的水量的特性，它一般通過(guò)給水度來(lái)表示。給水度一般通過(guò)實(shí)驗(yàn)室方法來(lái)進(jìn)行測(cè)定，它是影響場(chǎng)地疏干的一個(gè)重要因素。

透水性。透水性主要是指在重力的作用下，巖土容許水透過(guò)自身的特性。它一般通過(guò)滲透系數(shù)來(lái)表示，可采用抽水試驗(yàn)的方法進(jìn)行研究檢測(cè)。一般來(lái)說(shuō)，松散巖土的顆粒越細(xì)、分布越不均勻，巖土的透水性就越弱，反之，則越強(qiáng)。

3.地下水對(duì)巖土工程的危害

3.1地下水水位升降所引起的對(duì)巖土工程的危害

引起地下水水位發(fā)生升降變化的因素主要有兩個(gè)：一個(gè)因素是季節(jié)因素，由季節(jié)因素所引起的地下水水位的變化為水位的天然變化，當(dāng)雨季來(lái)臨時(shí)，降水增多，地下水水位上升，當(dāng)旱季來(lái)臨時(shí)，降水變少，地下水水位下降；另一個(gè)因素是人為因素，由人為因素所引起的地下水水位的變化為水位的人為變化。前一個(gè)因素對(duì)地下水位的影響是區(qū)域性的，其變化幅度比較小，而后一個(gè)因素對(duì)地下水位的影響則是局部性的，相對(duì)于前一個(gè)因素其變化幅度比較大，相應(yīng)地對(duì)巖土工程的危害也比較大。

當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r(shí)，會(huì)對(duì)巖土工程產(chǎn)生以下幾種危害：會(huì)使土壤呈現(xiàn)沼澤化、鹽漬化狀態(tài)，增強(qiáng)對(duì)建筑物的腐蝕性；會(huì)造成一些位于河岸、斜坡等位置上的巖土體巖發(fā)生滑動(dòng)移位甚至是崩塌現(xiàn)象；會(huì)使地下洞室發(fā)生充水淹沒(méi)現(xiàn)象，地基基礎(chǔ)向上浮動(dòng)，建筑物喪失穩(wěn)定性；會(huì)破壞一些特殊的巖土體的結(jié)構(gòu)，使其強(qiáng)度減弱；會(huì)導(dǎo)致粉土等呈現(xiàn)飽和液化的狀態(tài)，從而可能引發(fā)流砂或管涌等不良現(xiàn)象的產(chǎn)生。

當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r(shí)，會(huì)對(duì)巖土工程產(chǎn)生以下幾種危害：地面發(fā)生塌陷、地面出現(xiàn)裂縫、地面沉降、地下水源枯竭以及水質(zhì)發(fā)生惡化。地下水水位下降多帶來(lái)的這幾種危害不僅嚴(yán)重危害了建筑物以及巖土體的穩(wěn)定性，還在相當(dāng)大的程度上破壞了人類的生存環(huán)境，影響人類的生存。

3.2地下水動(dòng)水壓力作用所引起的對(duì)巖土工程的危害（下轉(zhuǎn)第343頁(yè)）

（上接第332頁(yè)）在天然狀態(tài)下地下水動(dòng)水壓力作用是比較微弱的，它對(duì)于巖土工程的危害比較小，但是如果由于人為活動(dòng)破壞了地下水動(dòng)水的天然的平衡條件，則會(huì)對(duì)巖土工程產(chǎn)生很大的危害，例如會(huì)導(dǎo)致管涌、流砂等現(xiàn)象的產(chǎn)生。

3.3地下水水位對(duì)巖土物理力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生的影響

當(dāng)?shù)叵滤乃话l(fā)生升降變化時(shí)，具有膨脹性質(zhì)的巖石由于各部分吸水失水程度不同會(huì)發(fā)生不同程度的脹縮變形，甚至可能會(huì)導(dǎo)致地裂現(xiàn)象的發(fā)生，從而影響建筑物的穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)叵滤乃簧底兓^(guò)于頻繁或者變化幅度比較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致膨脹性質(zhì)的巖石往復(fù)地脹縮變形，并且它的變化幅度也會(huì)比較大。因此，在進(jìn)行巖土工程的地質(zhì)勘察時(shí)，如果該巖體為膨脹性的巖石，那么在進(jìn)行水文地質(zhì)的勘察時(shí)要特別注意勘察地下水的水位升降狀況。

地下水水位以上、地下水水位變動(dòng)帶、地下水水位以下，具有明顯的變化規(guī)律，巖土體由上到下：有天然含水量、空隙比例呈現(xiàn)由小到大再到小的變化規(guī)律、壓縮模量以及承載力呈現(xiàn)由大到小再到大的變化規(guī)律。

巖土物理力學(xué)性質(zhì)深受地下水水位升降的影響，因此，在研究巖土的物理力學(xué)性質(zhì)時(shí)，要重視而不能忽視地下水水位這一重要因素，特別是對(duì)于軟質(zhì)巖石、各種成因的粘性土、風(fēng)化殘積土這些巖土來(lái)講，地下水水位的研究尤其重要。

4.應(yīng)對(duì)策略

要想解決巖土工程勘察中水文地質(zhì)的勘察問(wèn)題，就必須要在實(shí)際的勘察中測(cè)取到真實(shí)的地下水水位，并由此找出透水帶的所在。本文建議在鉆孔時(shí)應(yīng)采取分段鉆進(jìn)的方法，一天為一段，在完成一天的鉆進(jìn)量之后將孔中的水抽干，在第二天開(kāi)始鉆孔之前測(cè)量水位以確定該鉆進(jìn)段是否含水。如果該鉆進(jìn)段不含水，那么可以繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)工作，如果該鉆進(jìn)段含水，需要將該鉆進(jìn)段進(jìn)行密封并將其中的水進(jìn)行抽干，由此可以較為準(zhǔn)確的勘察出哪段為含水段哪段不含水，從而保證勘察的質(zhì)量。

5.結(jié)語(yǔ)

水文地質(zhì)勘察是影響巖土工程質(zhì)量與安全的重要因素。在以往的工程地質(zhì)勘察中，水文地質(zhì)的勘察問(wèn)題往往得不到重視，不能很好地將水文地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)以及施工需求相結(jié)合，從而未能充分重視地下水對(duì)于巖土工程的危害，影響巖土工程的質(zhì)量。要明確水文地質(zhì)勘察在巖土工程勘察中的重要性，并進(jìn)一步對(duì)水文地質(zhì)的勘察方法進(jìn)行完善，以更好地推進(jìn)工程建設(shè)。

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