關(guān)于地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)工作的思考

1、    關(guān)于地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)工作的思考    江競(jìng)羽摘要：近些年來(lái)，我國(guó)工程地質(zhì)勘察工作已有了長(zhǎng)足發(fā)展，已經(jīng)成為了我國(guó)地質(zhì)工程建設(shè)的左右手。地質(zhì)勘察是對(duì)地質(zhì)工程相關(guān)區(qū)域范圍內(nèi)的巖石、地層、構(gòu)造、水文、地貌等地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查了解，確定工程建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工提供必要的依據(jù)及參數(shù)。關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)勘察；水文；問(wèn)題中圖分類號(hào)：p331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a1 水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)估內(nèi)容在以往的工程勘察報(bào)告中，由于缺少結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工需要評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土工程的作用和危害在很多地區(qū)已發(fā)生多起因地下水造成基礎(chǔ)下沉和建筑物開(kāi)裂的質(zhì)量事故，總結(jié)以往的

2、經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，我認(rèn)為在今后在工程勘察中，對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià)主要考慮以下內(nèi)容：（1）應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響，預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害，提出防治措施；（2）工程勘查密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要，查明有關(guān)水文質(zhì)問(wèn)題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料；（3）應(yīng)從工程角度，按地下水對(duì)工程的作用與影響，提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題，如：對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性；對(duì)選用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場(chǎng)地，應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水活動(dòng)對(duì)上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用；在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂

3、、粉土?xí)r， 應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性；當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層，應(yīng)對(duì)基坑開(kāi)挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)；在地下水位以下開(kāi)挖基坑，應(yīng)進(jìn)行滲透和富水性試驗(yàn)。并評(píng)價(jià)由于人工降水引起土凍沉降，邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響物穩(wěn)定性的可能。二、巖土的水理性質(zhì)巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖土重要的工程地質(zhì)性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形，而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試比較重視，對(duì)巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視,因而對(duì)巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的評(píng)價(jià)是不夠全面的。1.地下水的賦存形式：地下水按其在巖土中的賦存形式可分為結(jié)合水、毛細(xì)管水和重力水三種，

4、其中結(jié)合水又可分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。2.巖土的主要的水理性質(zhì)及其測(cè)試辦法:（1）軟化性，是指巖土體浸水后,力學(xué)強(qiáng)度降低的特性，一般用軟化系數(shù)表示，它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時(shí)，在地下水的作用下往往會(huì)形成軟弱夾層。各類成因的粘性土層、泥巖、頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。（2）透水性，是指水在重力作用下,巖土容許水透過(guò)自身的性能。松散巖土的顆粒愈細(xì)、愈不均勻,其透水性便愈弱。堅(jiān)硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育,其透水性就愈強(qiáng)。透水性一般可用滲透系數(shù)表示,巖土體的滲透系數(shù)可通過(guò)抽水試驗(yàn)、滲水試驗(yàn)和壓水試驗(yàn)求取。（3）崩解性，是指巖土浸水濕化后，由于土粒連接被削

5、弱、破壞，使土體崩散、解體的特性。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大，以蒙脫石、水云母、高嶺土為主的殘積土以散開(kāi)方式崩解，而以石英為主的殘積土多以裂開(kāi)狀崩解為主。（4）給水性,是指在重力作用下飽水巖土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以給水度表示。給水度是含水層的一個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù),也影響場(chǎng)地疏干時(shí)間。給水度一般采用實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)定。（5）脹縮性,是指巖土吸水后體積增大，失水后體積減小的特性，巖土的脹縮性是由于顆粒表面結(jié)合水膜吸水變厚，失水變薄造成的。巖土的脹縮性往往是產(chǎn)生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一，對(duì)地基變形和土坡表層穩(wěn)定性有重要影響。標(biāo)定巖土脹縮性的指標(biāo)有：膨脹

6、率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數(shù)等。三充分認(rèn)識(shí)地下水引起的巖土工程危害水文地質(zhì)條件會(huì)給工程帶來(lái)危害，主要原因是地下水動(dòng)水壓力作用和地下水位升降變化兩方面因素。自然或人為原因都會(huì)帶來(lái)地下水位的變化，一旦地下水位變化突破臨界值，就會(huì)給工程帶來(lái)地質(zhì)危害，研究表明，引起危害的地下水位變化主要有3種情況：1）地下水位下降。當(dāng)前，由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人為因素成為地下水位下降的主要原因，例如過(guò)度利用地下水、礦床疏干、修建水庫(kù)截流下游地下水水源、流域上游筑壩等，這些因素常會(huì)引發(fā)一系列問(wèn)題。一旦地下水位的下降過(guò)大過(guò)快，常會(huì)誘發(fā)一些地質(zhì)災(zāi)害，如地面沉降、地面塌陷和地裂等，也會(huì)造成一些環(huán)境問(wèn)題，如水質(zhì)惡化、地下水源

7、枯竭等，在年降水量較小的地區(qū)會(huì)引起土地的沙漠化，在海邊有可能會(huì)造成海水倒灌。這些地質(zhì)災(zāi)害或環(huán)境問(wèn)題會(huì)給工程和人類的居住環(huán)境帶來(lái)巨大的威脅。2）潛水位上升。水利工程建設(shè)及區(qū)域水文條件的變化常會(huì)造成潛水位上升，如修建水庫(kù)、地下水來(lái)源地的河流、湖泊、水庫(kù)等水位的上升。建筑物的安全性和穩(wěn)定性易受潛水位上升的影響，其影響主要有以下幾個(gè)方面：一是通過(guò)軟化地基影響建筑物的安全。潛水位上升，促使粘性土壓縮性增高、強(qiáng)度降低和含水率增高，誘發(fā)建筑物的沉降變形；二是潛水位上升會(huì)誘發(fā)地基隆起或側(cè)移，前者會(huì)導(dǎo)致建筑物的基礎(chǔ)上浮，后者導(dǎo)致建筑物傾斜或墻體破裂；三是潛水位上升會(huì)促使砂土或粉土達(dá)到飽和狀態(tài)，通常會(huì)引發(fā)流砂、管

8、涌現(xiàn)象，也會(huì)帶來(lái)砂土液化等問(wèn)題；四是造成潛水位以下的地下室浸水，使其喪失使用價(jià)值；五是改變土壤的化學(xué)性狀，如沼澤化、鹽漬化等，給建筑物帶來(lái)腐蝕。3）地下水位升降。通過(guò)對(duì)水文地質(zhì)規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn)，氣候、氣壓、潮汐以及地球與月球引力變化，附近區(qū)域水體的水位變化等都會(huì)引起地下水位反復(fù)升降。地下水位的升降帶來(lái)的影響主要有這幾方面：導(dǎo)致建筑物基礎(chǔ)土的壓密；增加基礎(chǔ)工程材料的腐蝕性破壞；水位變化導(dǎo)致的干濕交替容易腐爛；使建筑基礎(chǔ)土層中一些鹽類發(fā)生溶解作用導(dǎo)致建筑物位移；引起膨脹性巖土的均勻的脹縮變形，造成地裂并給建筑物造成結(jié)構(gòu)破壞。研究表明，自然狀態(tài)下地下水的動(dòng)水壓力作用較弱，難于給地面工程造成不利影響，但

9、隨著人類工程建設(shè)活動(dòng)的不斷增加，特別是大型水利工程的建設(shè)，會(huì)改變較大區(qū)域范圍內(nèi)的水文地質(zhì)狀況，帶來(lái)一系列嚴(yán)重的工程水文地質(zhì)危害。三、地下水對(duì)巖土工程的影響問(wèn)題分析研究當(dāng)巖土工程區(qū)域的地下水發(fā)生升降變化時(shí)容易對(duì)巖土工程產(chǎn)生影響。自然環(huán)境或者人為因素均有可能引起地下水水位的變化，當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓^(guò)一定的極限時(shí)就會(huì)對(duì)巖土工程產(chǎn)生不良的影響。1、水位上升對(duì)巖土工程的影響。引起地下水水位上升現(xiàn)象的因素多種多樣。其中地質(zhì)因素如總體巖性產(chǎn)狀以及含水層結(jié)構(gòu)等是其中重要的一個(gè)因素；氣象因素如氣溫、降雨量等也會(huì)影響地下水的水位；人為因素如工程施工、灌溉等也會(huì)對(duì)地下水位造成影響。2、水位下降對(duì)巖土工程的影響。一般引起地下水位的降低的因素多是人為因素，其中人為因素包括上游修建水庫(kù)、筑壩等阻斷了下游地下水的補(bǔ)給水源、采礦活動(dòng)中的礦床疏干以及對(duì)某地地下水大量集中的抽取等，這些都會(huì)引起地下水水位的下降6。地下水水位下降會(huì)引起嚴(yán)重的后果，如地面塌陷、地面沉降、誘發(fā)地裂等地質(zhì)災(zāi)害，也會(huì)造成水質(zhì)惡化、地下水源枯竭等一系列問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)重危害巖土工程的穩(wěn)定性以及人員和財(cái)物的安全等。結(jié)語(yǔ)水文地質(zhì)問(wèn)題是進(jìn)行工程地質(zhì)勘察和設(shè)計(jì)以及具體的施工過(guò)程中的一個(gè)具有實(shí)際意義的問(wèn)題，其與工程地質(zhì)的關(guān)系相當(dāng)密切。在某些地區(qū)水文地質(zhì)情況相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，若是在工程地質(zhì)勘察中工作人員沒(méi)能