小議巖土勘察中水文地質問題

【摘 要】下文作者結合自己多年的專業知識及經驗，提出了廣大地質勘察工作者應加強對水文地質勘察的重視，根據工程的實際情況，對由地下水作用可能會引起的巖土危害和工程危害做出評估，并提出相應的預防措施，才能使地質勘察真正地服務于工程建設，有效地 指導作用。

【關鍵詞】地質評價 巖土 地下水 工程危害

1.地質勘察中水文地質評價內容

1.1水文地質條件

①查明區域性的氣象資料，如多年降水量、蒸發量、河流的歷史最高水位和常水位、河流的水位變化趨勢及其補給排泄情況、地表水與地下水的補給排泄關系等；

②含水層的儲水構造資料，如含水層的分布、厚度、水量，地下水的類型、流向、水位變化幅度，現場測定的各含水層的滲透系數等；

③巖土體的構造對地下水儲水的影響及滲流分析

1.2水文地質的評價內容

①根據測定的水文地質條件和實際工程的特點，評價地下水對建筑物的基礎和巖土體可能造成的影響及危害，并提出相應的預防措施；

②根據查明的水文地質條件，選擇恰當的方法實施地質勘察；

③除了明確天然狀態下的地下水對工程建設的影響，還要著重對工程建設活動中，人類活動對地下水造成的影響，及地下水情況變化引起的地質情況變化和對建筑物造成的影響；

④根據工程的實際特點，提出在特定的水文地質條件下，需對工程地質進行著重評價的方面。

2.巖土的水理性質

2.1巖土水理性質指標的測定方法

由于巖土的水理性質是巖土與地下水相互作用所表現出來的性質，下面著重介紹一下地下水在巖土中的賦存形式以及常用的重要巖土水理性質指標的測定方法：根據地下水與巖土之間的結合力不同，將地下水在巖土中的賦存形式分為三個大的種類：結合水、毛細水和重力水；而結合水又根據結合力度的大小分為強結合水和弱結合水。

2.2巖土的重要水理特性指標

①軟化性，它是指巖土體受到水浸泡作用后，其力學強度降低的特性，一般采用軟化系數來表示。由于粘性土層、泥巖、頁巖、泥質砂巖等由于組成成分為均松散的土體，其在干燥狀態下的力學強度很高，但受到水浸泡時，其力學強度會急劇下降。因此，在地層中夾雜著上述巖層時易形成軟弱夾層，在巖土物理性質及力學強度評價中，應對此進行著重分析。

②透水性，它是指水在自身的重力作用下，巖土體允許水透過的性能，一般用滲透系數來表示。當巖土體的結構較為松散，或其內部由于構造形成了很多裂隙后，水較易透過巖土體，其滲透系數較高；而當巖土體顆粒細膩、結合緊密時，水不易透過巖土體，其滲透性數就較小。巖土體的滲透系數一般通過打井進行抽水試驗來測得。

③崩解性，它是指巖土體被水浸泡后，土體顆粒之間的結合力被削弱、土體結構產生破壞和崩解的特性，它一般用崩解量來表示。

④給水性，它是指巖土體在水的浸泡飽和狀態下，水在重力的作用下通從巖土體的孔隙、裂隙中自由流出的一種特性，一般以給水度表示。給水度是一項很重要的水文地質參數，反映了含水層的給水特性，影響場地的疏干性能，給水度多在實驗室內進行測定。

⑤脹縮性，它是指巖土體在吸水后體積增大，失水后體積縮水的特性。由于巖土體的顆粒受水作用時吸水變厚，而失水后變薄，往往引起基坑的隆起和開裂，對地基的變形和邊坡穩定會產生重要的影響。

3.地下水參數的測定

3.1水文地質參數的測定方法

①地下水位：采用鉆孔、探井或測壓管觀測法測定；

1.工程地質勘察中水文地質評價內容。

2.巖土的水理性質

3.地下水參數的測定

②滲透系數和導水系數：通常可以通過抽水試驗、壓水試驗、注水試驗以及室內滲透試驗來測定；

③給水度、釋水系數：單孔抽水試驗、非穩定流抽水試驗、地下水位長期觀測、室內試驗；

④越流系數和越流因數：多孔抽水試驗。

3.2水文地質參數的測定要求

①地下水位的測定。在工程地質勘察中，凡遇到地下含水層，均應對各含水層的地下水位高度進行測定。由于地下水的水位穩定須持續一段時間，因此地下水位的測定應在含水層的水位靜止后再進行測定。

②地下水流向的測定。通常采用幾何法測定，在測點四周按一定的距離打若干探孔，分別測定各孔的水位，來確定地下水的流向，而通過指示劑法和充電法可以從各探孔內測得地下水的流速。

③抽水試驗。由于滲透系數的不同，所選定的抽水試驗方法有所不同，抽水試驗宜通過三次降深測定，最大降深的確定應由工程設計所需的最大地下水位深度來確定，在抽水試驗中，應由同一測定人和同一臺測定儀器進行量測，抽水孔的讀數精度應為厘米級，觀測孔的讀數精度應為毫米級，當水位在一定的范圍內波動，而沒有出現較大的升、降時，可視為水位穩定，其水位可作為測定值。

④滲水試驗和注水試驗。上述兩個試驗可在試坑或鉆孔中進行測定，一般砂土和粉土采用試坑單環法測定，粘性土可采用試坑雙環法，當試驗深度較大時，可采用鉆孔法測定。

4.地下水引起的巖土工程危害

4.1地下水位變化引起的巖土工程危害

①地下水位上升引起的危害。造成地下水位上升的影響因素有很多，地質構造方面的原因有含水層結構的變化、巖性產狀的變化等，水文方面的原因有降雨量的增大、氣溫的變化等，人為方面的原因有灌溉、施工破壞等因素的影響。地下水位的上升使潛水面的位置向地表移動，易造成以下幾個方面的危害：土壤鹽堿化加劇、地下水對地下構筑物的腐蝕作用加強；河岸及斜坡易產生地質災害，如滑移、崩塌等現象，造成地下構筑物損壞；易受水作用的巖土體出現軟化、崩解和強度降低等現象。

②地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的下降通常由人為原因引起，如人類的開礦活動、修建水庫截斷了地下水源的補給途徑、對河流進行治理和改道等。由于巖土的脹縮性，使得在地下水位下降后，巖土變軟，誘發坍塌和沉降等。

③地下水位的反復波動。地下水位的反復波動易使地上建筑的基礎產生變形，造成建筑開裂等問題，最重要的是，地下水位的反復波動，會對地層中的膠結物產生淘洗作用，當土層中失去脫結物，土體的強度會變低，給工程基礎的處理帶來困難。

4.2地下水動壓力作用引起的巖土危害

天然的地下水很少會產生動壓力，但人類的活動，如地下空間或礦產資源的開發會使得正常的地下水壓力平衡被打破，使局部產生較大的壓力，當遇到粉粘土層時，會產生流砂、管涌等問題，造成基坑隆起和變形，嚴重的會使邊坡失穩，發生工程安全事故。

4.3地下水對基礎的危害

選擇基礎埋深時，應認真考慮地下水的動態變化及其埋藏特點。進行建筑基礎設計時，應保證建筑基礎的底面埋置在地下水位以上，否則應采取相應的排水和降水措施，同時還應對基礎的鋼筋混凝土做必要的防地下水腐蝕措施。當基礎伸入承壓水層內時，在施工前必須采取降水措施，防止在基坑開挖時承壓水噴出，危害人身財產安全。

4.4地下水對巖土力學性質的危害

當地下水位由上向下變化時，巖土的天然含水量和孔隙比會出現由小變大再變小的趨勢，其壓縮模量和承載力則會出現由大變小再變大的趨勢。究其原因，地下水的長期水位變化，產生了淋濾作用，使巖土中的鐵、鋁等礦物元素發生富集，加強了土體之間的膠結和連接能力，形成了硬殼層，造成了巖土的含水量、孔隙比變小，而壓縮模量和承載力變大的情況；而位于地下水位以下的土層，其受地下水位變化作用影響較小，其氧化、水解作用也較弱，主要作用力來自上層土體的壓力作用，土質逐漸變得密實，因此，含水量變小，壓縮模量和承載力變高。

5、結束語

以上是本人的實踐總結，還望與各同行共同學習和指正。

參考文獻

[1]李強.論工程地質勘察中水文地質問題的危害[J].中國新技術新產品，2012第 24 期.