探究水文地質在工程地質勘察中的作用

周軍

(遼寧省第一水文地質工程地質大隊,遼寧錦州 121000)

探究水文地質在工程地質勘察中的作用

周軍

(遼寧省第一水文地質工程地質大隊,遼寧錦州 121000)

為提高工程勘察質量,在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關的水文地質問題,為設計和施工提供必要的水文地質資料,以消除或減少地下水對巖土工程的危害。本文結合作者多年工作經驗,分別從工程中水文地質的勘察要求、工程水文地質的評價細節、工程地質勘察中水文地質問題的評價內容以及地下水引起的巖土工程危害四個方面闡述了水文地質勘察的相關問題。

工程勘察 水文地質 地質勘察 地下水 重要性 影響

1 工程中水文地質的勘察要求

在巖土工程勘察中，應根據工程的具體要求，通過搜集資料和水文地質勘察工作，查明工程所屬區域的水文地質條件。

(1)自然地理條件：這里面包括氣象水文特征和地形地貌等內容，氣象水文特征是指工程所屬地域，是屬于亞熱帶還是熱帶、季風氣候，濕潤程度與熱量等。地形地貌是指工程區域周圍的水系、平原或高原特征、地形開闊平坦與否、地貌侵蝕和堆積情況如何等。(2)地質環境：包括工程所在區域的地質構造特征、基底構造及其對第四系厚度的控制、地層巖性、新構造運動等方面的內容。(3)地下水位情況：包括近2～5年最高地下水位、水位變化趨勢;地下水補給排泄條件、地表水與地下水的補排關系及對地下水位的影響等。地下水位的變化對巖土工程的影響巨大，是工程勘察的重點內容。(4)各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類型、流向、水位及其變化幅度;主要含水層的分布、厚度及埋深;通過現場試驗測定地層滲透系數等水文地質參數等;場地地質條件下對地下水賦存和滲流狀態的影響、判定地下水水質對建筑材料的腐蝕性等。

2 工程水文地質的評價細節

應重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預測可能產生的巖土工程危害，提出防治措施。工程勘查密切結合建筑物地基基礎類型的需要，查明有關水文質問題，提供選型所需的水文地質資料。應從工程角度，按地下水對工程的作用與影響，提出不同條件下應當著重評價的地質問題，當基礎下部存在承壓含水層，應對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價;在地下水位以下開挖基坑，應進行滲透和富水性試驗。并評價由于人工降水引起土凍沉降，邊坡失穩進而影響物穩定性的可能。

3 工程地質勘察中水文地質問題的評價內容

對工程有影響的水文地質因素有：地下水的類型，地下水位及變動幅度，含水層和隔水層的厚度和分布及組合關系，土層或巖層滲透性的強弱及滲透系數，承壓含水層的特征及水頭等。為提高工程地質勘察質量，應在工程地質勘察中加強對水文地質問題的研究，不僅要求查明與巖土工程有關的水文地質問題，評價地下水對巖土體和建筑工程可能產生的作用及其影響，更要提出預防及治理措施的建議，為設計和施工提供必要的水文地質資料，以消除或減少地下水對工程建設的危害。但在工程地質勘察報告中，通常缺少結合基礎設計和施工的需要評價地下水對巖土工程的作用和危害。今后在工程地質勘察中應從以下幾個方面對水文地質問題進行評價。

(1)應重點評價地下水對巖土體和建筑的作用和影響，預測可能產生的巖土工程危害，提出防治措施。(2)工程地質勘察中還應密切結合建筑物地基基礎類型，查明與該地基基礎類型有關的水文地質問題，提供選型所需的水文地質資料。(3)不僅要查明地下水的天然賦存狀態和天然條件下的變化規律，更重要的是分析和預測今后在人為工程活動影響下地下水的變化情況，及其對巖土體和建筑物的不良作用。(4)地下水位的高低對各種建筑物都很重要，在分析工程地質問題時，地下水位以上和以下要分別對待。

4 地下水引起的巖土工程危害

4.1 水位上升引起的巖土工程危害

潛水位上升的原因是多種多樣的，其主要受地質因素如含水層結構、總體巖性產狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響，有時往往是幾種因素的綜合結果。由于潛水面上升對巖土工程可能造成如下影響：土壤沼澤化、鹽漬化，巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強;斜坡、河岸等巖土體巖產生滑移、崩塌等不良地質現象;一些具特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化;引起粉細砂及粉土飽和液化、出現流砂、管涌等現象;地下洞室充水淹沒，基礎上浮、建筑物失穩。

4.2 地下水位下降引起的巖土工程危害

地下水位的降低多是由于人為因素造成的，如集中大量抽取地下水、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降，常常誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題，對巖土體、建筑物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大威脅。

4.3 地下水位對巖土物理力學性質的影響

地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形，嚴重若形成地裂，引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當地下水升降頻繁時或變化幅度大時，不僅使巖土的膨脹收縮變形往復，而且會導致巖土的膨脹收縮幅度加大。因此，在膨脹性巖土地區進行工程勘察時應特別注意對場地水文地質條件的研究，特別是地下水往復升降變化中高度和變化規律，這對地基基礎深度的選擇有主要的參考價值。

在建筑工程的地基內，當地下水位在基礎底面以下壓縮層范圍內發生變化時，就能直接影響建筑物的穩定性。若水位在壓縮層范圍內上升時，軟化地基土，使其強度降低、壓縮性增大，建筑物可能產生較大的沉降變形，若水位在壓縮層范圍下降時，巖土的自重應力增加，可能引起地基基礎的附加沉降，如果土質不均勻或地下水位的突然下降也可能使建筑物發生變形破壞。

4.4 地下水動水壓力作用引起的巖土工程危害

地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱，但是在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件，在一定的動水壓力作用下，往往會引起一些嚴重的巖土工程危害。

5 結語

為提高工程勘察質量，在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關的水文地質問題，評價地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響，更要提出預防及治理措施的建議，為設計和施工提供必要的水文地質資料，以消除或減少地下水對巖土工程的危害。

[1]陳家淵.工程地質勘察的問題與對策分析[J].中國城市經濟,2011(17).

[2]張寶英.工程地質勘察中的水文地質問題綜論[J].科技創新導報,2011(7).