讨论水文地质问题对工程勘察的影响

戴岩柯

[摘要]在岩土勘察过程中，往往对水文地质的勘察较为忽略，其实这样做法是不正确的。水文地质一定程度上对岩土勘察整体工作来讲有着非常重要的作用。如果不能及时地进行相应的监管审查，将会引发不必要的地下水等问题，严重影响岩土勘察工作的效率，造成不同程度的危害。通过相应的技术手段，对水文地质严格按照工程指标进行相应的勘察，及时发现其中的问题，从而降低水文地质中不良因素带来的危害。

[关键词]水文地质问题 工程勘察 影响

[中图分类号] P345 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-187-2

1前言

水文地质工作是工程勘察中的重要内容，是工程建筑基础设计、持力层合理选择以及工程地质灾害防治等工作内容的基础。随着工程勘察的不断发展，笔者相信，水文地质工作必将会受到广泛的关注和重视。

2岩土的重要水理特性指标

①软化性，它是指岩土体受到水浸泡作用后，其力学强度降低的特性，一般采用软化系数来表示。由于粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等由于组成成分为均松散的土体，其在干燥状态下的力学强度很高，但受到水浸泡时，其力学强度会急剧下降。因此，在地层中夹杂着上述岩层时易形成软弱夹层，在岩土物理性质及力学强度评价中，应对此进行着重分析。

②透水性，它是指水在自身的重力作用下，岩土体允许水透过的性能，一般用渗透系数来表示。当岩土体的结构较为松散，或其内部由于构造形成了很多裂隙后，水较易透过岩土体，其渗透系数较高；而当岩土体颗粒细腻、结合紧密时，水不易透过岩土体，其渗透性数就较小。岩土体的渗透系数一般通过打井进行抽水试验来测得。

③崩解性，它是指岩土体被水浸泡后，土体颗粒之间的结合力被削弱、土体结构产生破坏和崩解的特性，它一般用崩解量来表示。岩土体的崩解时间与其颗粒成份、矿物成分和组成结构具有较大的关系，在相同的崩解时间内，蒙脱石、云母石等多以散开方式崩解，而石英多以散开方式崩解。

④给水性，它是指岩土体在水的浸泡饱和状态下，水在重力的作用下通从岩土体的孔隙、裂隙中自由流出的一种特性，一般以给水度表示。给水度是一项很重要的水文地质参数，反映了含水层的给水特性，影响场地的疏干性能，给水度多在实验室内进行测定。

⑤胀缩性，它是指岩土体在吸水后体积增大，失水后体积缩水的特性。由于岩土体的颗粒受水作用时吸水变厚，而失水后变薄，往往引起基坑的隆起和开裂，对地基的变形和边坡稳定会产生重要的影响。表征岩土胀缩性的指标有膨胀率、膨胀系数、收缩率、收缩系数等。

3地下水参数的测定

3.1水文地质参数的测定方法

①地下水位：采用钻孔、探井或测压管观测法测定；②渗透系数和导水系数：通常可以通过抽水试验、压水试验、注水试验以及室内渗透试验来测定；③给水度、释水系数：单孔抽水试验、非稳定流抽水试验、地下水位长期观测、室内试验；④越流系数和越流因数：多孔抽水试验；⑤单位吸水率：注水试验和压水试验；⑥毛细水上升高度：试坑观测和室内试验。

3.2水文地质参数的测定要求

①地下水位的测定。在工程地质勘察中，凡遇到地下含水层，均应对各含水层的地下水位高度进行测定。由于地下水的水位稳定须持续一段时间，因此地下水位的测定应在含水层的水位静止后再进行测定；若采用泥浆钻进时，须将测水管打入含水层20cm后再进行观测；对多层含水层进行测定时，应采取有效措施，防止各含水层互相串通。②地下水流向的测定。通常采用几何法测定，在测点四周按一定的距离打若干探孔，分别测定各孔的水位，来确定地下水的流向，而通过指示剂法和充电法可以从各探孔内测得地下水的流速。③抽水试验。由于渗透系数的不同，所选定的抽水试验方法有所不同，实际应用中，可根据渗透系数的不同应用范围具体选用不同的试验方法。抽水试验宜通过三次降深测定，最大降深的确定应由工程设计所需的最大地下水位深度来确定，在抽水试验中，应由同一测定人和同一台测定仪器进行量测，抽水孔的读数精度应为厘米级，观测孔的读数精度应为毫米级，当水位在一定的范围内波动，而没有出现较大的升、降时，可视为水位稳定，其水位可作为测定值。④渗水试验和注水试验。上述两个试验可在试坑或钻孔中进行测定，一般砂土和粉土采用试坑单环法测定，粘性土可采用试坑双环法，当试验深度较大时，可采用钻孔法测定。⑤压水试验。根据工程的实际要求，结合地质勘察的钻探资料，按岩层的渗透性划分试验段，再确定试验孔位，根据试验的起始压力、最大压力和压力级数绘制出压力与压入水量的关系曲线，最后计算本试验段的透水率，确定P—Q曲线的类型。

4地下水引起的岩土工程危害

4.1地下水位变化引起的岩土工程危害

①地下水位上升引起的危害。造成地下水位上升的影响因素有很多，地质构造方面的原因有含水层结构的变化、岩性产状的变化等，水文方面的原因有降雨量的增大、气温的变化等，人为方面的原因有灌溉、施工破坏等因素的影响。可见，许多方面的因素作用都可能使地下水位上升。地下水位的上升使潜水面的位置向地表移动，易造成以下几个方面的危害：土壤盐碱化加剧、地下水对地下构筑物的腐蚀作用加强；河岸及斜坡易产生地质灾害，如滑移、崩塌等现象，造成地下构筑物损坏；易受水作用的岩土体出现软化、崩解和强度降低等现象；粉细砂土易出现饱和流砂等现象。②地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的下降通常由人为原因引起，如人类的开矿活动、修建水库截断了地下水源的补给途径、对河流进行治理和改道等。由于岩土的胀缩性，使得在地下水位下降后，岩土变软，诱发地面发生裂缝、坍塌和沉降等。由此而引发的一系列生态问题将会对地下水资源、地质条件产生较大的破坏，而且多数不可逆转，危害十分严重。③地下水位的反复波动。地下水位的反复波动易使地上建筑的基础产生变形，造成建筑开裂等问题，最重要的是，地下水位的反复波动，会对地层中的胶结物产生淘洗作用，当土层中失去脱结物，土体的强度会变低，给工程基础的处理带来困难。

4.2地下水动压力作用引起的岩土危害

天然的地下水很少会产生动压力，但人类的活动，如地下空间或矿产资源的开发会使得正常的地下水压力平衡被打破，使局部产生较大的压力，当遇到粉粘土层时，会产生流砂、管涌等问题，造成基坑隆起和变形，严重的会使边坡失稳，发生工程安全事故。

4.3地下水对基础的危害

选择基础埋深时，应认真考虑地下水的动态变化及其埋藏特点。进行建筑基础设计时，应保证建筑基础的底面埋置在地下水位以上，否则应采取相应的排水和降水措施，同时还应对基础的钢筋混凝土做必要的防地下水腐蚀措施。当基础伸入承压水层内时，在施工前必须采取降水措施，防止在基坑开挖时承压水喷出，危害人身财产安全。沿河岸线建设的建筑，除了考虑地下水的影响外，还应充分考虑地下水与地表水的相互补给关系，避免地表水对基础的冲刷，危害结构安全。

4.4地下水对岩土力学性质的危害

当地下水位由上向下变化时，岩土的天然含水量和孔隙比会出现由小变大再变小的趋势，其压缩模量和承载力则会出现由大变小再变大的趋势。究其原因，地下水的长期水位变化，产生了淋滤作用，使岩土中的铁、铝等矿物元素发生富集，加强了土体之间的胶结和连接能力，形成了硬壳层，造成了岩土的含水量、孔隙比变小，而压缩模量和承载力变大的情况；而位于地下水位以下的土层，其受地下水位变化作用影响较小，其氧化、水解作用也较弱，主要作用力来自上层土体的压力作用，土质逐渐变得密实，因此，含水量变小，压缩模量和承载力变高。

5结语

水文地质勘察在工程地质勘察中占据着十分重要的作用，广大地质勘察工作者应加强对水文地质勘察的重视，根据工程的实际情况，对由地下水作用可能会引起的岩土危害和工程危害做出评估，并提出相应的预防措施，才能使地质勘察真正地服务于工程建设，有效地 指导作用。

参考文献

[1]GB50021-2002，岩土工程勘察规范[S].

[2]GB50007-2002，建筑地基基础设计规范[S].