岩土工程中水文地质问题的危害性探讨

■王 雷 ■中国瑞林工程技术有限公司，江西 南昌 330013

经济和社会的快速发展带动了建筑行业的飞速进步，岩土工程也随之大量出现，岩土工程的勘察工作取得了较大突破。岩土工程在建设施工过程中，易受到当地水文地质状况的影响，两者是紧密相联，相互作用的。然而，在对岩土工程进行勘察设计及施工的过程中，现场的水文地质状况却没有得到应有的重视，这无疑为以后的施工留下了巨大的隐患。因此，在进行相关勘察工作时，应当注意对当地的水文地质状况及可能存在的问题进行一个深入的分析，制定周密的预防解决措施以减少水文地质问题所造成的负面影响。其中，地下水问题在岩土工程中是最常见的，会影响到基础的特性及建筑物的稳定性和持久性。

1 岩土水理性质简析

岩土水理性质指岩土与地下水相互作用时显现的特性，它与岩土的物理性质一样，都属于岩土重要的工程地质性质。岩土的这种性质会直接影响岩土的形状与强度，严重时会使岩土产生变形，间接影响到建筑物的稳定。传统的地质勘测中，工作人员重视对岩土物理力学性质的检测，对岩土水理性质重要性认识不足，导致得出的岩土工程地质性质的勘测结果不全面。岩土水理性质主要从地下水的赋存形式和水理性质及研究方法几个方面来进行思考。地下水的赋存形式主要有三种:重力水、结合水和毛细管水，其中结合水又有强结合水和弱结合水之分。

岩土的水理性质及测试方法有软化性、崩解性、给水性、透水性及胀缩性五种。透水性，水在重力作用下能够透过岩土，透水性就是岩土允许水透过的特性。岩石坚硬，其中有裂隙或岩溶，发育越好，透水性就越强;反之，岩石松散，颗粒细小且不均匀，透水行便差。透水性通过渗透系数来表示，可通过抽水试验来获得具体的渗透系数。崩解性，指岩土由于浸水湿化，土粒连接能力变差，土体易解体崩散。软化性，一般通过软化系数进行表示，它是岩土由于浸水湿化，力学强度下降的一种特性，是岩石耐水浸能力和耐风化的重要判断标准。若岩石层中有易软化岩层的存在，在地下水的作用下会形成软弱夹层。这种软化特性在泥岩、泥质砂岩、页岩及粘性土层中比较常见。此外，岩土所存在的基坑隆起、地裂缝等现象，与岩土的胀缩性有关，该性能通过膨胀率、体缩率收缩系数及自由膨胀率来判定，影响土坡表层稳定性和地基变形的程度。除了上述几种主要性能外，岩土的水理性质还有毛细管性、溶水性及可塑性等。

2 水文地质评价分析

首先，重点评价对象为地下水与岩土结构及建筑物的关系，预测可能产生的危害并提出解决措施。该项目的评价内容主要包括工程项目概况、地质条件、现场自然条件及稳定性、相关技术标准、勘察目的、工作进度、岩土性质、岩土强度和变形参数、地下水水位及埋藏情况、地基承载力、地下水对建筑的腐蚀程度等内容。

其次，水文地质勘察评价的内容主要有地下水概况、地基基础方案、工程地质条件、水土腐蚀状况、工程地质层的埋藏与分布状况、场地的稳定性及抗震性等。进行评价时，应注意结合岩土工程的实际情况，结合不同条件下下的地下水情况。具体的问题有地下水对钢筋混凝土的腐蚀状况评价、地下水对建筑材料的软化状况评价、岩土涨缩问题评价等。

最后，水文地质勘察中，要注意建筑物地基类型的需求，选择地基类型时，要对该地的水文地质的历史状况、岩土性质、岩层岩性及物理学性质等有一个基本的掌握，将岩层、水文地质和建筑三者联系在一起。勘查时，要注意观察现场是否存在断裂状况和地质不良状况，从而决定设计施工活动。

3 水文地质勘察

水文地质问题的出现与地质勘查工作中的忽视态度有很大关系，在勘察报告中很少涉及水文参数问题。对于岩土工程来说，它的工程地质灾害与基础设计都不能缺少水文地质勘测这一环节。

3．1 水文地质勘察的基本要求

岩土工程的水文地质勘察必须遵循最基本的施工要求，基本的勘察要求应从资料搜集和实践勘察两个角度出发，主要内容包括四个方面:

首先，从自然地理条件方面进行水文地质勘察。该方面主要是指对该区域内的地形地貌特征和水文特征等展开勘察工作，判断是否属于季风气候区，气候特征有哪些，从而判断气候的湿润度。至于地形地貌方面，主要是根据地形地貌状况来判断流水方向及水系特征，从而进一步了解地貌侵蚀状况及土壤堆积状况。其次，是对地质环境的勘察工作。该环境主要是指施工位置的地质构造状况。要细致勘察地层岩性、构造控制及基地构造等方面。第三，勘察地下水位状况。尽量做到准确掌握该地区几年来的地下水位变化状况，并预测今后的发展趋势，了解地表水补排状况和地下水补给状况，以促进地下水勘察工作的有效展开。最后，是对含水层以及隔水层的勘察方面。要想确定地下隔水层的埋深和厚度状况，需要从含水层分布、地下水类型及水流变化等方面进行分析，勘测时要做好勘察参数的记录，从而根据地下水质状况选择建材。

3．2 岩土工程中水文地质问题的重要性探究

水文地质问题在一定程度上会对工程施工中的地质变化产生影响，地质变化又会影响到建筑的施工工程。在水文地质问题的探究方面存在着一定的局限性，许多岩土工程在设计时仅靠分析相关的数据和记录，很少到实际施工现场进行勘察，思想上重视程度不够，这样就导致水文问题得不到有效解决，影响工程施工质量。建设完成后，因地下水问题而导致的岩土工程问题时有发生，从而影响到建筑的稳定性和安全性。上述方面确定了水文地质问题的重要地位。

4 地下水引发的岩土工程问题及注意事项

4．1 问题思考

4．1．1 地下水位影响岩土物理学性质

地下水位变化会使膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，严重时会形成断裂，从而破坏低层或者轻型的建筑物。若地下水位变化幅度大，次数多，会导致岩土不断的发生膨胀收缩的现象，同时，岩土的膨胀收缩幅度也会不断增加。因此，在膨胀性岩土区域内进行勘察工作时，要特别注意观察现场的水文地质条件，地下水位的升降变化规律可作为地基基础深度选择的参考值，基础深度应尽量避开地下水位变动带，尽量在地下水位的上方或者是下方的位置。在基础底面下压缩层范围内，若地下水位发生变化，会影响到建筑物的稳固性。水位上升，会使地基土发生软化，降低强度和压缩性，这样会导致建筑物发生沉降。相反的，若水位下降，岩土的自重压力会相应的增加，这时，地基基础会附加沉降，地下水位突降或者是土质不匀，建筑物会遭到巨大破坏。

在地下水位以上、地下水位变动带及地下水位以下之间有一定的变化规律:土体从上到下，它的压缩模盆、承载力的变化规律为大小大，而空隙、天然含水量的变化规律为小大小。这是因为地下水位以上部位由于经常遭到淋滤，铁铝富含量大，起到胶结和充填土颗粒的作用，从而增大了土拉间连接力，构成硬壳层，这样使得含水量和孔隙比小，压缩模和承载力会增高。处于地下水位变动带位置的土层，地下水流动大，土层中的铁铝等成分流失，土层松散，这样的话，含水量和孔隙比大，承载力和压缩模量会有所降低。土层若是处在地下水位以下，水交替过程缓慢，水解和氧化作用较弱，再加上土层的压力作用，土质密而实，导致含水量、孔隙比较小，承载力、压缩模高。

4．1．2 地下水升降引发岩土工程问题

地下水位状况及升降变化是岩土工程勘测中需要调查的问题之一。在自然条件下，地下水位的变化受季节性的影响，雨季时水位相应的上升，旱季时水位则下降。天然状态下的水位变化具有区域性和渐变性，变化幅度不明显，若是添加人为因素，则局部性的地下水位变化幅度要大得多，会造成更加严重的岩土工程问题。首先，水位上升状况。潜水位的上升是多种因素综合的结果，地质因素的影响，比如总体岩性产状、含水层结构等;其它的还有水文气象因素如气温、降水量等方面的影响，人为因素包括管道施工、灌溉等方面。地下水位的上升对岩土工程的影响主要表现在以下几个方面:河岸等位置的岩土体发生崩塌、滑移等地质问题;地下室充水，基础上浮;土壤盐渍化与沼泽化对建筑物的腐蚀;岩土体软化、结构破坏引起的流砂、管涌等现象。其次是潜水位的下降状况。潜水位的下降多与人为因素有关，比如上游筑坝、水库进行储水时会大量拦截下游的地下水补给、生产生活用水来源于大量抽取地下水、采矿过程中矿床疏干情况等。地下水位若下降过大，地下水源枯竭，会引发较为严重的地面沉降、地裂及地面塌陷等灾害，还会引发水质恶化等环境问题，不仅会影响到建筑物的稳定，还会影响到人类的生产生活。

4．1．3 动水压力作用造成的危害

在自然状态下，地下水的动水压力比较小，人为活动会造成地下水天然动力失去平衡，这样会引发一些较为严重的岩土工程问题，比如管涌、流砂、基坑突涌等。

4．2 注意事项

在岩土工程施工中，应注意从水文地质角度出发，强调地质勘查工作的有效性。在勘察过程中，除了水文地质问题外，还要关注水文问题与岩土的关系。在正式施工之前，应综合考察现场的地下水位问题、自然环境及隔水层状况，除此之外，含水层分布及其深度也是地质勘查的重要环节。

岩土工程施工的水文地质参数应当有一个精确的把握，主要包括地下水压、起始压力参数分析、地下水流测速、P－Q曲线绘制及地下水位的测定等内容。

5 结束语

综上所述，水文地质危机会导致岩土工程出现不同程度的问题，其中，地下水问题最为突出。当前岩土施工过程中容易忽视水文地质问题，这样就会很难保证建筑的质量，因此，展开严格的水文地质勘测工作显得尤为重要，要从审查与监管层面保证该项工作的展开。获得精确合理的数据，不仅能增强资料的可信度，还能够合理利用水文及地质条件，提高施工质量。查明并消除水文地质问题必将受到广泛的重视。

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