工程地质勘察中水文地质问题的必要性分析

张树明 ，张邵楠

1.辽宁省第六地质大队，辽宁大连 116200

2.辽宁地质海上工程勘察院，辽宁大连 116200

工程地质勘察中水文地质问题的必要性分析

张树明1，2，张邵楠1，2

1.辽宁省第六地质大队，辽宁大连 116200

2.辽宁地质海上工程勘察院，辽宁大连 116200

在工程勘察中地下水问题始终是一个极为重要也极易被忽视的环节，由于不够重视而引起的各种岩土工程事故屡见不鲜，造成了严重的经济损失和人员伤亡。本文主要从水文地质评价内容、岩土水理性质、地下水引起的岩土工程危害出发，简明地分析在工程地质勘察中重视水文地质问题的必要性。

工程地质；水文地质；地下水；危害

工程地质勘察是为了查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作。其中水文地质条件是所需勘察的地质因素中必不可少的一环，它为预测工程建筑物与地质环境相互作用的方式、特点和规模并作出正确的评价，为保证建筑物的稳定和正常使用提供依据。

1 工程地质勘察和水文地质的常见问题

水文地质和工程地质二者的关系十分密切：相互联系又相互作用。地下水既是岩土体的组成部分，直接影响着岩土体的工程特性，同时又是基础工程的环境，影响着建筑物的稳定性和耐久性。

1.1 工程地质勘察中水文地质评价的内容

1 ）评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，并预测可能产生的危害；

2 ）结合建筑物地基基础类型的需要，查明水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料；

3 ）查明地下水的天然状态和天然条件下的影响，分析并预测人为活动中地下水的变化情况及对岩土体和建筑物的反作用；

4 ）按照地下水对工程的作用与影响，从工程的角度提出不同条件下应当着重评价的地质问题，如：埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对混凝土及混凝土内钢筋的腐蚀性；对选用软质岩石、强风化岩等岩土体作为基础持力层的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用；当地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时，应预测产生液化潜蚀、流砂、管涌的可能性；当基础下部存在承压含水层时，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价等。

1.2 岩土水理性质及其测试办法

在以往的勘察中对岩土的物理力学性质的测试较为重视，而对岩土的水理性质却有所忽视，因而对岩土工程地质的勘察是不够全面的。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不同，而且影响程度与岩土类型有关。

岩土主要的水理性质及其测试办法如下：

1 ）软化性：指岩土体浸水后力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，即岩石在浸水饱和状态下与风干状态下极限抗压强度之比；

2 ）透水性：指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能，一般用渗透系数表示，而渗透系数可通过抽水、注水和压水试验求取；

3 ）崩解性：指岩土浸水湿化后，由于土粒连接被削弱、破坏，使土体崩散、解体的特性。岩土体的崩解性包括崩解所需时间、崩解量、崩解方式等；

4 ）给水性：指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能，以给水度表示，一般采用实验室方法测定；

（5）胀缩性：指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性。标定岩土胀缩性的指标有：膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一，对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。

2 水文地质引起的岩土工程危害的重要因素——地下水

由地下水引起的岩土工程危害主要是由地下水位升、降变化及频繁升降和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的，这主要是由自然因素和人为因素引起的。

地下水位上升引起的岩土工程危害有：土壤沼泽化、盐渍化；崩解性岩土软化、崩解，岩土结构破坏；地下洞室充水淹没，引起建筑物失稳等。如2008年6月辽宁省公路勘测设计公司应用RTM自动化检测技术对黑大线（G202）辽宁段全线的纵向裂缝进行的采集和统计表明：纵向裂缝产生的主要原因之一便是路基的受水作用，即雨季降雨量较大，地下水位上升，使得路基横向承载能力不均匀，两侧受水侵入使得地基的承载能力变小，而中部承载能力变大；加之东北地区冬季雪水渗入坡体，经反复胀冻而使土的强度降低。地下水位的下降常常诱发地面坍陷、沉降、断裂等地质灾害，对岩土体、建筑物的稳定性造成了巨大的威胁。地下水位的频繁升降容易引起膨胀性岩土产生不均匀的膨胀变形，使得岩土的膨胀变形幅度显著增加。当地下水位在建筑物地基压缩层范围内上升时，容易软化地基土壤，降低地基强度，加大地基的可压缩性，使得建筑物发生沉降变形；当地下水位在压缩层范围内下降时，使得岩土自重应力增加，造成地基基础沉降，严重时可造成建筑物的破坏。

地下水动水压力的变化主要是由人为因素引起的，在天然状态下地下水处于动力平衡状态，动水压力作用十分微弱。如果人为活动改变了这种平衡状态，那么在动水压力的作用下，容易引起流砂、管涌、基坑突涌等工程危害。我们以基坑突涌现象为例进行分析：已知基坑底不透水层厚度和承压水水头压力的平衡条件是rH =rwh，其中H是基坑开挖后不透水层的厚度，r是不透水层岩土的重度，rw是水的重度，h是承压水头高于含水层顶板的高度 ，因此H = rw/r×h ，。当H ＜ rw/r×h 时便可能发生突涌事故。

3 结论

水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害的防治等方面起着重要的作用，正确地勘察水文地质条件是提高勘察质量、预防和减少地下水对岩土工程的危害的重要举措。因此，我们要努力做到以下几点：1）搜集工作区的自然地理、区城地质、水文地质等资料；2）掌握水文地质计算、水文地质实验、地下水勘察方法等知识并熟练应用；3）重视外业工作，认真执行勘察规范，做好野外记录，保证资料的真实性和准确性；4）了解水文地质勘察的发展趋势，学习和推广先进的技术方法。只有这样，我们的工作才能有备无患。

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[3]许碧铨.水文地质在工程勘察中存在的问题及其危害[J].科技资讯，2009(17).

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1674-6708（2012）59-0043-02