水文地质在岩土工程勘察中的应用浅析

候新杰

（上海地矿工程勘察有限公司 上海市 200072）

引言

相关部门和专业人员越来越意识到水文地质对岩土勘察的危害，在该领域也不断加大投入和研究，以提高岩土勘察效率。在具体实践中很多勘察工作并没有足够重视对水文地质的应用，不仅没有有效避免其所带来的危害，更没有让水文地质的优势切实发挥出来。在具体的勘察工作中一定要对水文地质引起重视，为了更好地保证岩土勘察质量和提升勘察效率，现在加强对水文地质的具体应用研究具有重要的现实意义。

1 岩土工程中岩土体内的水理特征分析

1.1 具有给水性

在地球万有引力的作用下，岩土层中不免会渗透出一定量的水分，这种情况通常被称之为岩土的给水性。同时，给水性也通常被用来作为判断岩土质量的标准，其主要的测量方式就是通过在实验室内利用特定的设备来对其进行科学的测量。经过测量便可以对岩土的给水程度进行判断，从而也有利于后期可以有效开展其他的岩土工程，这样也可以有效避免因为岩土工程的勘察失误而引发的建筑工程质量问题。

1.2 具有膨胀收缩性

由于岩土通过对水分的吸收从而在一定条件下就会出现一定的膨胀现象，相反，如果岩土处于缺水状态时则会产生收缩反应。在实际勘察中通常应用膨胀率和体缩率来判断岩土本身的膨胀收缩性能。由于岩土缺水可能会造成岩土内部分子间距缩小，从而出现岩土收缩的现象，同样的道理，如果岩土体一直浸泡在丰富的水源内，由于水分的填充就会在一定程度上拉大岩土分子的间距，从而出现岩土膨胀的现象。如果岩土体出现经常性的反复涨缩，就会导致岩土发生变形，并且这种变形是不可逆的。然而岩土体的变形势必会影响到其上部建筑的稳定性，导致建筑变形或者路面开裂等问题。

1.3 具有崩解性

由于岩土长时间浸泡在水中，到一定程度是就会在岩土表面出现出水的现象，但是如果水量集聚到一定程度时，在岩土的内部也会出现出水现象，然而一旦内部出水就会对岩土结构造成冲击，大大减弱其稳定性。又由于水分可以溶解岩土表层的胶结物，这样的话就会在岩土表面形成一张水膜，这张水膜可以大大削弱岩土的粘性，从而造成岩土本身发生崩解，严重影响地表建筑物结构的稳定性，这种现象就被称为岩土的崩解性。

1.4 具有软化性

在上文中也提到了如果岩土长时间在水中浸润就会加大岩土分子间距，这样的话就会导致分子间的作用力被削弱，对岩土造成软化作用，在对建筑进行耐风化评价时也常将岩土的软化性作为一项重要的指标，通常岩土的软化程度主要通过岩土自身的软化系数来得以体现。比如，粉性土和粘性土就具有较高的软化系数，而对于岩石等就具有较低的软化系数。在进行建筑施工时如果采用软化系数较高的材料的话，一旦遭遇水患就很容易对建筑的地基造成软化影响，从而造成建筑变形甚至坍塌，严重影响建筑安全和人身安全。

1.5 具有透水性

由于岩土自身也是由多个原子和分子组成，所以在岩土内部必然存在一定的分析间隙，而由于地球引力的存在，在岩土间就会通过部分水分。在对岩土进行透水性能评定时通常以透水强弱来作为评判标准，主要以透水系数来进行体现。通常对于一些硬度较高的岩土来讲其具有较强的渗透性，反之硬度低的岩土则透水性也相对较差。

2 岩土勘察中水文地质的危害表现分析

2.1 由于地下水位上升造成的危害

在自然界中有很多的原因都可能会造成地下水位上升，但经过总结可以将其主要归为以下几个原因：区域气候变化、水层结构以及人力因素。比如，在某区域内如果发生雨量的猛增、其他工程的施工亦或是人们对岩土层的开挖等一种或者多种原因都有可能会造成地下水位的上升。但是不论归因于谁，一旦地下水位上升至一定程度都会对该区域内的岩土结构造成影响，进而影响岩土工程的施工和质量，如果情形严重的话还会造成重大危害：①当地下水位出现上升时就会加快土壤的盐渍化速度，从而危害到土壤的质量，一旦土壤盐渍化程度加深就会影响到岩土层上方建筑工程的地基安全；②如果是临近河岸的地下水位上升的话就有可能会造成河岸坍塌，再加上岩土本身硬度较差就会导致这些岩土遭受到较大的破坏；③在地下水位上升的情况下，地表的细沙就会比较容易受到液化，从而加快流失速度，这种情况下便会对地基的稳定的产生影响，从而降低建筑物的稳定性。所以，在进行岩土勘察时一定要足够重视水文地质的勘察工作，有效避免地下水上升可能对建筑造成的危害。

2.2 由于地下水位下降造成的危害

造成地下水位下降的原因虽然多样，但究其根本人为因素则占据主要。比如，在工业得以快速发展的同时地下水遭遇过度挖掘，并且加上对地下空间的开发以及对地下水的滥用等。地下水位的下降通常会导致地面发生开裂，如果严重的话很可能会造成地面的坍塌，不仅会影响建筑物的安全还会对地下水水质造成严重影响。另外，也正是由于地下水位的下降会对该地域内的岩土工程质量和安全性造成威胁，严重时还会影响当地居民的生活环境。所以，在勘察过程中一定要加强对水位下降的预测和预防，尽量避免在未来水位下降的区域进行工程修建。

2.3 由于地下水位反复升降造成的影响

在前文中已经提到了如果地下水位出现反复升降的情况就可能会对岩土的结构造成影响，致使结构变形造成崩解。由于水体的填充和缺失会导致岩土体的膨胀和收缩，如果水位反复升降的话就会导致岩土体长期处于膨胀——缩小的体积变化中，这样长久的作用就会导致岩土变形，而这种变形是不可逆的。另外，如果水位的大幅上升可能会对地表造成开裂影响从而影响其上建筑物的稳定和安全。再者，也正是由于反复升降在很大程度上会将区域内土壤中的优质化学元素带走，大量金属元素的流失会造成区域内土壤的土质疏松，如此一来，就会增加土壤间隙，大大降低土壤的承重力，也会加大后期岩土工程的施工难度。

3 岩土勘察中水文地质的具体应用分析

3.1 应用于勘察自然地理条件

在对区域地理条件进行勘察时主要需要考虑地形特点和水文气象两项特征，而对于水文气候的勘察分析主要是指岩土工程所在区域内所呈现的气候特征。比如，可以用来分辨工程区域的气候是属于热带气候还是季风气候，同时还可以对区域的降雨量和湿度进行判定；对于地形特点的特征则可以判定工程区域内的平原、山地以及高原等的具体分布，同时还可以对区域内水土保持情况以及地表的平坦程度。在进行岩土工程勘察之前必须对当地自然条件进行勘察，所得勘察结果可以为工程进行提供理论依据，这样的话就可以更好地保证工程建设的质量和安全。所以，在进行岩土勘察中一定要加强对自然条件的勘察，这样便可以为施工人员提供地质和气候情况，从而保证岩土工程勘察的质量和效率。

3.2 应用于对地质情况的勘察

要想保证岩土勘察的质量和效率就一定要重视对当地地质的勘察。该过程中所涉及的地质勘察主要内容包括地质构造、地层结构或者所处地球板块的运动情况，另外，还有一项重要内容就是地下水的水位变化。其中主要考察区域内近年来水位的变化情况，包括水量的供应以及水位的升降等等，同时还要对地下水和地表水之间的相互转化情况进行勘察。通过对地质情况的科学勘察一方面可以为岩土工程质量提供高效保障，另一方面还可以为工程建筑的安全性提供保障。所以，在岩土勘察中该项工作无可替代。

3.3 应用于对水层分布情况的勘察

水文地质的勘察包括许多内容，其中含水层也需要进行一定的勘察。其中地下水的水流方向、水位高低情况以及相关的供给问题都主要与含水层与隔水层的分布情况密切相关，一般岩土工程都会通过现场的实地勘察来记录其相关因素的具体数据。例如含水层厚度、水流状况以及渗透系数等，对含水层的准确判断能够有效防止建筑基层的下陷、腐蚀等问题。对含水层数据的勘察能够为岩土工程的施工提供一个可靠的质量保证。因此，在水文地质的勘察中，含水层的勘察十分重要。

3.4 应用于对地下水位的勘察

在岩土工程的施工中，地下水位对施工的安全性与建筑的稳定性都有着无可替代的重要作用。其变化会对建筑的相关性质以及施工的实际情况造成一定的影响。因此，在岩土工程开展前，对地下水位的勘察具有十分特殊的实际意义，在对地下水位勘察时，不仅应该搜集当时的相关数据，还可以利用当地的数据库系统，将数据与前几年该地区的地下水位情况进行一定的对比和分析。与此同时，地下水的补给情况、排泄问题的调查也必不可少，由于地下水对于岩土工程开展的特殊意义，所以应该是勘察的重点环节。

4 结束语

综上所述，如果对水文地质的勘察有所偏失的话就会对岩土工程的勘察工作带来较为严重的影响，近年来虽然已经加大了对水文地质勘察的研究，但是在实际应用中还有所欠缺。在今后岩土勘察工作中必须加大对水文地质的应用研究，并加大对工程区域内自然地理条件、地质情况、水层分布以及对地下水位的勘察应用，更好地为岩土工程勘察工作提供科学依据，保证岩土工程勘察的质量和效率。