探讨工程地质勘察水文问题的危害

张世云

摘 要:本文介绍了工程地质勘察中水文地质评价内容，分析了岩土水理性质的测试和研究，并提出了地下水引起的岩土工程危害。

关键词:工程勘察;，水文地质，岩土， 地下水， 危害，

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

前言

地下水既是岩土体的组成部分，也是水文地质的主要元素，直接影响岩土体的特性，影响建( 构) 筑物的稳定性和耐久性。至于容易被忽视，从多数工程勘察、设计和施工过程中可以看出，是在实际的勘察工作中，在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用，水文地质问题往往只被认为是象征性的工作，在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。在一些水文地质条件较复杂的地区，由于工程勘察中对水文地质问题研究不深入，设计中又忽视了水文地质问题，经常发生由水文地质问题引发的各种岩土工程危害问题，令勘察和设计处于难堪的境地。为提高工程勘察质量，在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的，在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，更要提出预防及治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以减少或消除因水文地质问题而带来的危害。

1 工程地质勘察中水文地质评价内容

在以往的工程勘察报告中，由于缺少结合建筑场地、基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，总结以往的经验和教训，因此，在今后的工程勘察中，对水文地质问题的评价，主要应考虑以下内容:

( 1) 依工程场地所处水文地质情况，依工程场地岩土体所属性质，因地制宜，重点评价地表水或地下水对岩土体和建( 构) 筑物的作用和影响，从而预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。例如:甘南州区，如碌曲，卓尼山区的部分建筑区域、场地，天祝县城区西南的大部分建筑场地，因岩土体的含水率高，且夏季降水量大，冬季冻土层厚，因此，在工程勘察时，不仅要考虑地下水对岩土体和建( 构) 筑物的作用和影响，更重要的是研究地表水带来的不利影响。

( 2) 工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供基础选型所需的水文地质资料。

( 3) 应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题，如: ①对埋藏在地下水位以下的建( 构) 筑物基础，地下水对混凝土及钢筋混凝土的腐蚀性。②对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地，应着重评价地下水的活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。③在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。

( 4) 当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板( 突涌) 的可能性进行计算和评价。如: 古浪县城区西北，基础下部存在浅层承压含水层，承压含水层约距地表面 9m，因施工前未进行计算和评价，基坑开挖后，承压水冲毁基坑底板突涌，致使地下水涌淹 1/3 基坑。

( 5) 在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透性和富水性试验，并评价由于人工降水引起的土体沉降、边坡失稳进而影晌周围建筑物稳定性的可能性。

2 重视岩土水理性质的测试和研究

岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理力学性质都是岩土的重要性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。例如: 透水性、软化性、给水性、胀缩性、崩解性。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大。以往在岩土勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视，对岩土的水理性质却有所忽视，因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。

岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质，而地下水在岩土中有不同的赋存方式，不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同，而且影响程度又与岩土类型有关。结合水是地下水在粘性土中的主要赋存形式，在砂土中含量甚微。结合水尤其是弱结合水与粘性土相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质，因其受强力束缚，活动范围极为有限，对岩土的动态水理性质影响较小。

3 地下水引起的岩土工程危害

地下水是岩土体的组成部分，直接影响岩土体的工程特性，影响建筑物的稳定性和耐久性。地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成。

3.1 地下水位升降变化引起的岩土工程危害在工程勘察中，要注意调查了解地下水位条件及其升降变化。在天然条件下地下水位一般是季节性的变化，雨季时水位上升，旱季时水位下降，最高水位与最低水位之间称为水位变动带。地下水位的天然变化是区域性、渐变的，而且变化幅度较小( 突发性自然灾害除外) 。但是，人为因素引起的局部性地下水位升降变化的幅度和速度往往大于天然变化，它所引起的岩土工程危害更为严重。为了正确评价地下水位升降变化对岩土工程的影响，在工程勘察中首先要准确地测定静水位。静水位是指天然

状态下地下水稳定水位，在测定静水位时应符合下列要求:

( 1) 在上部为潜水、下部为承压水或多层含水层地区，均应分层测定水位;

( 2) 静水位的测定应有一定的稳定时间，钻进过程中的初见水位不一定是静水位。一般地区每小时测定 1 次，3 次所侧水位值相同或孔内水位差不超过 2 ～3cm 者，可作为静水位;

( 3) 工程勘察需要时，宜在勘察结束后，统一测量一次静水位。因为静水位是相对的，它也随地下水补给或排泄条件的变化而变化;

( 4) 当采用泥浆钻进时，为了避免孔内泥浆对含水层的封闭影响，测定静水位前应将测水管打入含水层 20cm 或钻孔洗清后，再测量静水位。为了解地下水位升降变化，可根据工程需要进行监测，查明地下水最高、最低水位及变化幅度等。

3.2潜水位上升引起的岩土工程危害

造成潜水位上升的原因主要有以下方面:

( 1) 含水层颗粒细小，其渗透性弱，地下渗流差，尤其是上覆粗粒松散地层时，地表水容易下渗;

( 2) 当包气带薄时，毛细带接近地表，土饱和性差小;

( 3) 地下水流梯度小或者平缓时，排泄不畅;

( 4) 当含水层沿水流方向岩性突然变细、渗透性减弱或遇到隔水层时，潜水排泄困难。

上述 4 种原因引起潜水位上升，多出现在甘肃省冲积平原一级阶地及山前平原前缘地带。此外长期降水导致河流、湖塘、水库、渠道等地表水渗入补给潜水层，也会引起潜水位升高。

3.3地下水位过大下降引起的岩土工程危害

地下水位局部过大下降的原因，主要是人为因素造成的，如集中、过量的抽取地下水，使地下水的开采量大于补给量，导致地下水位过大而持续下降，降落漏斗亦相应的不断扩大。另外，工程活动如矿床疏干、降水工程、施工排水等也能造成局部地下水位过大下降。地下水位局部过大下降引起的主要岩土工程问题是地面塌陷、地面沉降、地裂，破坏岩土体的稳定性，危害建筑物的稳定性。在某些地区，由于供水、排水造成地下水位过大下降，最终使地下水降落漏斗不断扩大，结果导致水资源短缺甚至枯竭，引起严重的地面塌陷、地裂。

3.4基坑突涌防治措施

首先判断能否发生基坑突涌现象。工程勘察中应查明基坑周围内隔水层的厚度、岩性、重量，承压含水层顶板埋深、承压水头高度，含水层的类型、岩性等，再根据基坑开挖深度，判断能否产生突涌现象以及预测突涌形式及其危害。经过判断，如果可能产生突涌现象，则需提出防治措施的建议。防治突涌可以考虑两个方案: ①控制基坑开挖深度，使基底隔水层保留不致产生突涌的厚度; ②在基坑外围设置排水孔，降低承压水位，减少承压水头压力。

4 结束语

水文地质工作在建( 构) 筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用，只有充分认识到水文地质对工程建设的作用，深入了解防治措施，加强施工监管，才能真正做到防患于未然。随着工程勘察技术的发展，其必将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对工程地质勘察以及地质灾害防预水平的提高起着极大的推动作用。

参考文献:

［1］ GB50021 －2011，岩土工程勘察规范［S］．

［2］ GB50007 －2010，建筑地基基础设计规范［S］．