岩土工程勘察中的水文地质探讨

岩土工程勘察中的水文地质探讨
岩土工程勘察中的水文地质探讨
摘要：本文从岩土工程地质勘察中水文地质的勘察要求、危害评价出发进行探讨，对岩土工程勘察中水文地质中存在的问题提出预防及治理措施。

关键词：水文地质；岩土；勘察
中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：
水文地质勘察（hydrogeologicalsurvey）主要在野外进行，工作的结果需要提交水文地质勘察报告并附有相应的图件。

根据目的、任务、要求和比例尺的不同，水文地质勘察可分为综合性的水文地质普查和专门性的水文地质勘探两类。

一、岩土水理性质
岩土的水理性质通常是指岩土和地下水相互作用显示出来的性质。

根据地下水在岩土中的存在形式，大致可以将其划分为三类，分别是结合水（包括强结合水和弱结合水）、毛细管水和重力水。

岩土的主要的水理性质及其测试办法有五种：软化性、崩解性、给水性、胀缩性、透水性。

软化性是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标；透水性是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能，透水性一般可用渗透系数表示，岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取；崩解性是指岩土浸水湿化后，由于土粒连接被削弱、破坏，使土体崩散、解体的特性；给水性是指以给水度表示，也就是说在一定的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；胀缩性是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性，岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚，失水变薄造成的。

岩土的胀缩性往往是产生基坑隆起、地裂缝等等重要原因，对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。

二、地下水引起的岩土工程危害
2.1地下水升降变化引起的岩土工程危害
地下水位的大幅度降低一般是由人为因素造成的，如在一定时期内集中大量抽取地下水、上游筑坝、修建水库等。

地下水水位的过大下降，也将带来一定的地质灾害，例如地面开裂、沉降、塌陷等。

水质恶化、地下水源枯竭等环境问题也是由地下水位过大下降引起的。

这将对建筑物和岩土体的稳定性以及人类自身的居住环境形成很大威胁。

地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。

在膨胀性岩土地区进行工程勘察时，应特别注意对场地水文地质条件的研究，特别是地下水位的升降变化幅度和变化规律。

这对地基基础深度的选择（宜选在地下水位以上或地下水位以下，不宜选在地下水位变动带内）有重要的参考价值。

在建筑工程的地基内，当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时，就能直接影响建筑物的稳定性。

2.2地下水动水压力作用引起岩土工程危害
地下水在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。

特别是在高层建筑深基坑开挖中由于承压水头压力作用引起的基坑突涌问题。

在基坑下部有承压含水层存在时，开挖基坑减小了承压含水层上覆隔水层的厚度，当隔水层减小到一定程度时，承压水的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板，造成突涌现象。

三、工程地质勘察中水文地质评价内容
水文地质勘察的工作内容包括：水文地质测绘，即对地下水和与其有关的各种地质现象进行实地观测和填图工作，包括收集有关的资料，研究其形成条件，以查明地下水的形成、分布、埋藏条件和岩土的含水性，选定进一步勘探和试验工作的地点等；地球物理勘探，常用来寻找地下水，确定含水层的位置，划分咸水体和淡水体界线等；
水文地质钻探，目的是确定含水层的位置与分布，以查明地下水的存在条件；水文地质试验，目的是取得各种参数，为地下水资源评价或矿山涌水量计算等提供基础资料；地下水动态观测，一般要求动态观测的时间不少于一个水文年，时间系列愈长愈好；实验室分析，指在水文地质勘察过程中，要选取水样、岩样或土样进行实验室的水质分析、粒度分析、孢粉或微体古生物分析、同位素年龄测定等；编制水文地质报告和图件，水文地质勘察的成果一般分为报告和图件两部分。

根据以往的经验和教训，在今后的工程勘察中，对水文地质问题的评价，应主要考虑以下内容：（1）重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。

（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，提供选型所需的水文地质资料。

（3）在查明地下水的天然状态的基础上，着重分析预测在人为工程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）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回。

四、重视岩土水理性质的测试和研究
地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响：地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种，其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。

①强结合水，又称吸湿水，吸湿水被分子力吸附在岩土颗粒周围形成极薄的水膜，是紧附于颗粒表面结合最牢固的一层水，其吸附力高达I0MPa，在强压下，其密度接近普通水的两倍，具有极大粘滞性和弹性，可以抗剪切，但不受重力作用，也不能传递静水压力。

②弱结合水，又称弱薄膜水，它处于吸着水之外，厚度大于吸着水。

弱结合水所受的吸附力小于强结合水，可以在颗粒水膜之间作缓慢的移动，薄膜水在外界压力下可以变形，但同样不受重力影响，且不能传递静水压力。

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毛细管水，是指由毛细管作用保持在岩土毛细管空隙中的地下水，可细分为孤立毛细管水、悬挂毛细管水、真正毛细管水。

它同时受毛细管力和重力的作用，当毛细管力大于重力时，毛细管水就上升，因此地下水潜水面以上的普遍形式是一个与保水带有水力联系的含
水量较高的湿水层。

毛细管水能传递静水压力，并能在空隙中垂直上下运动，对岩土体能起到软化的作用，有时会引起土壤的沼泽化或盐渍化增强岩土体及地下水对建筑材料的腐蚀性。

毛细管水在砂土和粉土中含量较高，在砂砾层含量较少，在粘土中含量很少。

④重力水，是指在重力作用下能在岩土孔隙、裂隙中自由运动的水，即我们通常所称的狭义“地下水”。

它不受分子力的影响，不能抗剪切，可以传递静水压力。

由于重力水在天然和人为因素的影响下，在岩土中的渗流活动非常活跃，对岩土的水理性质有显著的影响。

五、岩土工程地质勘察中水文地质评价
5.1首先，要根据岩土工程的基础设计和具体施工情况，探究并勘察岩土工程中水文地质的评析问题。

其次，要重点分析地下水对岩土工程的各种危害性影响，并针对可能出现的裂缝，坍塌等质量隐患准备防治方案。

最后，通过做工作，提供准确可靠的水文地质参数，预测在工程施工中将要遇到的问题和挑战，提前提出防治措施。

5.2从岩土工程整体的设计施工考虑分析。

首先，地下水对埋藏在地下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性提出相应的评价
问题。

其次，对地基的选择必须综合考虑到岩土的软化性、透水性、崩解性和胀缩性等多方面的岩土水理性质。

再次，必须考虑到地下水对基础的浮力，验算边坡稳定性，评价基坑底板抗突涌稳定性，估算基坑涌水量等。

最后，对地下水开挖后，应进行渗透试验，对由于边坡失稳造成的建筑物不稳的情况进行计算。

参考文献：
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