鄭河

摘要：水文地質(zhì)研究在工程勘察中有著十分重要的地位，由于水文地質(zhì)作用會(huì)影響到巖土體工程的屬性，甚至?xí)?duì)工程有著一定程度損害，破壞了工程的穩(wěn)定性與安全性。本文主要闡述工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容，巖土水理性質(zhì)，地下水引起的巖土工程危害等問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)勘察 水文地質(zhì) 巖土 危害

地下水對(duì)巖土工程起著舉足輕重的作用，它不僅直接影響工程巖土體的性質(zhì)，而且與環(huán)境巖土工程地基，建筑物的穩(wěn)定性和持久性有很大的相關(guān)性。為此，在巖土工程勘察中，必須做好與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)估，準(zhǔn)確評(píng)估工程中的地下水對(duì)巖土和建筑物有可能出現(xiàn)的影響，為巖土工程的設(shè)計(jì)與施工提供全面充分的水文地質(zhì)資料。

一、工程地質(zhì)的概述

工程地質(zhì)是關(guān)于地質(zhì)問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)名詞，它主要是對(duì)各類(lèi)工程建筑進(jìn)行調(diào)查、研究以及解決地質(zhì)相關(guān)問(wèn)題的科學(xué)。它的主要目的是查明各類(lèi)施工場(chǎng)地的地質(zhì)條件、構(gòu)造以及現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的變化、從而進(jìn)行綜合的分析和評(píng)價(jià)，選擇最優(yōu)的場(chǎng)地，并且對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的不良地質(zhì)問(wèn)題作出合理的應(yīng)對(duì)政策、為保證現(xiàn)場(chǎng)能夠正常施工等方面提供最權(quán)威的科學(xué)依據(jù)。它的基本任務(wù)就是查明工程地質(zhì)的條件和所隱藏的問(wèn)題，從而保障工程建筑與地質(zhì)環(huán)境的相吻合，使得工程建筑能夠安全、正常、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)作。

二、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容

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：

1 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。

2 工程勘察中還應(yīng)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 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：

（1）對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼內(nèi)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)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。

（3）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)。

（4）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、巖土水理性質(zhì)

巖土水理性質(zhì)是指巖土與地下水相互作用時(shí)顯示出來(lái)的各種性質(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)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)成因的粘性上層、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。松散巖上的顆粒愈細(xì)、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅(jiān)硬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，巖上體的滲透系數(shù)可通過(guò)抽水試驗(yàn)求取。

（3）崩解性，是指巖浸水濕化后，由于土粒連接被削弱，破壞，使土體崩敞、解體的特性。

（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的性能，以給水度表示。給水度是含水層的幾個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù)，也影響場(chǎng)地疏時(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，巖土的漲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。

四、地下水引起的巖土工程危害

地下水引起的巖土工程危害，主要是由于地下水位升降變化和地下水動(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面的原因造成的。

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)、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。由于潛水面上升對(duì)巖土工程可能造成：

（1）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)。

（2）斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

（3）一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化。

（4）引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂，管涌等現(xiàn)象。

（5）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 地下水頻繁升降對(duì)巖土工程造成的危害。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)，不僅使巖上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。地下水升降變動(dòng)帶內(nèi)由于地下水的滲透，會(huì)將土層中的鐵、鋁成分淋失，土層失去膠結(jié)物將造成土質(zhì)變松、含水量孔隙比增大，壓縮模量、承載力降低，給巖土工程基礎(chǔ)選擇、處理帶來(lái)較大的麻煩。

地下水動(dòng)壓力作用引起巖土工程危害。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)已有較詳細(xì)的論述，這里不再重復(fù)。

五、在工程地質(zhì)勘察中，針對(duì)水文地質(zhì)危害的應(yīng)對(duì)措施

通過(guò)上文的敘述我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，巖土工程建筑物會(huì)在很大程度上受到水文地質(zhì)的影響，因?yàn)橛兄址倍嗟乃牡刭|(zhì)種類(lèi)。比如地下水的類(lèi)型、地下水位的變動(dòng)、土層和巖層的滲透系數(shù)等，這些因素都會(huì)在很大程度上影響到建筑物的穩(wěn)定性。因此，在工程地質(zhì)勘察中，就需要大力研究水文地質(zhì)，從而提高工程質(zhì)量。不僅需要將巖土工程相關(guān)的水文地質(zhì)因素找出來(lái)，還需要將這些因素對(duì)建筑物產(chǎn)生的影響和作用進(jìn)行探討和明確，了解其對(duì)建筑物的危害，針對(duì)這些危害提出相應(yīng)的預(yù)防措施，將豐富的水文地質(zhì)信息提供給后期的工程施工，這樣工程建設(shè)質(zhì)量受到的水文地質(zhì)危害就會(huì)得到大大地減少。經(jīng)過(guò)上文的介紹，我們了解到潛水位的上升以及地下水水位的變化是水文地質(zhì)的主要危害；在潛水位上升方面，相關(guān)部門(mén)應(yīng)該對(duì)地下給水管道和引水渠水管道進(jìn)行大力的巡視，如果發(fā)現(xiàn)了滲漏問(wèn)題，需要給予必要的修復(fù)。在地下水水位下降方面，就需要組織相關(guān)部門(mén)和人員來(lái)對(duì)那些抽取地下水以及采礦人員特別重視，如果出現(xiàn)了違規(guī)情況，或者因?yàn)檫@些行為降低了地下水水位，就需要進(jìn)行嚴(yán)格處罰，加強(qiáng)教育，讓其充分認(rèn)識(shí)到其中的危害，認(rèn)識(shí)到自己的錯(cuò)誤，從而降低這類(lèi)情況發(fā)生的幾率。

六、結(jié)語(yǔ)

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，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。