水文地質問題對巖土工程的危害及防治措施研究

湖北省地質局第四地質大隊 437100

摘要：近年，由于人們在施工和利用地下水的過程中不注重保護地下水，水文地質對巖土工程施工的影響沒有全面認識，致使水文地質問題在巖土工程施工過程中頻繁出現，影響了工程質量，也對人類自己的生存環境構成威脅。本文就其中的危害及防治措施做了重要研究。

關鍵詞：水文地質；巖土工程；防治措施

水文地質和巖土程地質二者關系極為密切互相聯系和互相作用。地下水是巖土體的組成部分，直接影巖土體的工程特性，影響建筑物的穩定性和耐久性。

1、巖土工程中水文地質勘察要求

巖土工程勘察過程中，要與工程的具體要求相結合進行資料收集與水文地質的勘察工作，具體而言，主要包括以下幾個部分的內容：首先，自然地理條件，主要指氣象水文特征及地形地貌等。其中氣象水文特征主要是評價工程地域屬于亞熱帶或熱帶、濕潤程度、熱量等；地形地貌則主要了解工程所在地的水系、平原或主原特征、地貌侵蝕情況、地形情況等等。其次，地質環境，主要了解工程所在地的地質構造特生、基底構造、地質巖性以及新構造運動等。再次，地下水位情況，主要了解近兩年至五年內最高地下水位與水位變化的趨勢；地下水補給排泄條件、地表水與地下水的關系等。由于地下水位情況會對工程質量產生決定性影響，因此是工程勘察的核心內容，最后，其它地質條件，包括含水層與隔水層的埋藏條件、地下水的具體類型、地下水流向與水位、變化幅度等等，此外，還要經過現場試驗進行地層滲透系數等水文地質參數的確定；進一步了解地下水水質對建筑材料的腐蝕性等情況。

2、地下水引起的巖土工程危害

2.1地下水位升降變化引起的巖土工程危容

在工程勘察中，我們要注意調查了解地下水位條件及其升降變化。在天然條件下地下水位一般是季節性的變化，雨季水位上升，早季水位下降，最高水位與最低水位之間稱為水位變動帶。地下水位的天然變化是區域性、漸變的，而且變化幅度較小。但是，人為因素引起的局部性地下水位升降變化的幅度和速度往往大干天然變化，它所引起的巖土工程危害更為嚴重。

2.2地下水位對巖土物理力學性質的影響

在地下水位以上、地下水位變動帶和地下水位以下，具有明顯的變化規律土體從上到下，有天然含水量、孔隙比由小一大一小，壓縮模盆、承載力由大一小一大的變化規律。這是由于地下水位以上部位，經長期淋濾作用，鐵鋁富集，并對土顆粒起膠結和充填作用，增大了土拉間連接力，往往形成 “ 硬殼層”，因而含水、孔隙比小而壓縮模和承載力增高而位于地下水位變動帶的土層，由于地下水積極文替，土中的鐵鋁成分淋失，土質變松，因而含水量、孔隙比增大，壓縮模量、承載力降低位于地下水位以下的土層，由于地下水交替緩慢，氧化、水解作用減弱，加之上扭土層的自重壓力作用，土質比較密實，因而含水貧、孔隙比減小，壓縮模、承載力增高。

2.3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。如流砂、管涌、基坑突涌等。

3、水文地質問題的防治策略

3.1選擇正確的水文地質參數測量方法

測量不同的水文地質參數，必須選擇適用的測量方法：測水位采用鉆孔觀測、探井觀測或測壓管觀測等方法；滲透系數及導水系數則采用抽水試驗法、注水試驗法、壓水試驗法及室內滲透試驗法等；給水度及釋水系數則采用單孔抽水試驗法、非穩定流抽水試驗法，并對地下水位進行長期觀測等；采用多孔抽水試驗法測量越流系數與越流因數；采用注水試驗法或壓水試驗法測量單位吸水率；采用試坑觀測法及室內試驗法測量毛細水上升高度等。

3.2地下水的量測要點

工程地質勘察過程中，只要是含水地層均要進行地下水水位的測量。測量過程中，量測靜止水位需要一定的穩定時間，具體時間根據含水層滲透性予以確定，如有必要，在完成勘察后要進行統一的靜止水位量測。如果采用泥漿鉆進法，則要在含水層中打入測水管，深度在20cm左右，然后進行水位量測，或者進行必要洗孔再進行量測。如果工程區域為多層含水層，則在水位量測時要注意采取適當的止水措施將其它含水層隔離開來。

可以采用幾何法測量地下水流向，并且要將各孔內水位測量出來，以保證地下水流向測定的準確性；采用批示劑法、充電法等測定地下水流速。在進行試驗時要注意，首先根據滲透系數的應用范圍選擇適用的抽水試驗方法；一般情況下，抽水試驗至少要進行三次降深，其中最大降深必須符合工程設計所需的地下水位降深標高；測量水位時選擇統一的測量方法與專業儀器，抽水孔的讀數以厘米為單位計，觀測孔測以毫米為單位計；在判定觀測結果時主要參考涌水量與時間關系曲線以及動水位與時間關系曲線，當其波動幅度控制在特定范圍而不于持續上升或下降時，則可判定其為穩定；完成抽水后要對恢復水位進行測量。在鉆孔中進行滲水試驗與注水試驗，針對砂土及粉土的滲水試驗與注水試驗，可通過試坑單環法來進行，而試坑雙環法適用于粘性土層；鉆孔法適用于試驗深度較大的情況。結合工程的實際要求進行壓水試驗，選擇試驗孔位時要參考工程地質測繪資料與鉆探資料，劃分試驗段時要分析巖層的滲透特性，根據實際情況確定試驗參數，包括起始壓力、最大壓力以及壓力級數，并將壓力與壓入水量關系曲線圖繪制出來，計算透水率，確定P-Q曲線類型。

3.3水文地質的評價

巖土工程勘察設計過程中，水文地質評價是一項重要內容，其技術要點包括以下幾個方面：

3.3.1要對地下水對巖土體及建筑的作用、影響進行重點判斷，準確預測其可能會對巖土工程造成的危害，提了針對性的防治策略；

3.3.2工程地質勘察過程中，要與建筑物地基基礎類型的實際情況相結合，分析與之相關的各類水文地質問題，并提供相關的各類水文地質資料以供選型所用；

3.3.3在分析地下水天然賦存狀態及其基于天然條件下的變化規律的同時，還要對后續施工過程中人為因素對地下水變化產生的影響進行準確分析與科學預測，并及時判斷其對巖土體、建筑物等的不良作用，以提前做好預防措施；

3.3.4無論何種建筑工程均不得忽視地下水位的問題，并且在進行工程地質問題分析過程中，要注意將地下水位以上、以下分開評價；

3.3.5要進一步明確地下水基于天然狀態、天然條件下對工程的影響，并對人為因素對地下水變化情況的影響做出準確分析；

3.3.6根據分析所得地下水對工程的作用及影響，基于不同條件提出更具針對性的地質問題的防治策略，比如建筑物基礎埋藏在地下水位以下，防治重點主要是地下水對混凝土及鋼筋的腐蝕性；如果建筑基礎選擇軟質巖石、膨脹土、殘積土以及強風化巖等巖土體，則要對地下水活動對巖土體產生的影響作用進行重點評價，比如軟化、崩解或者脹縮等；

3.3.7進行水文地質評價過程中，要與建筑物地基基礎類型緊密結合，比如基坑工程、邊坡工程、樁基工程等，不同地基類型其所需的水文地質參數也各不相同。

結束語：

綜上所述，在充分重視對水文地質問題進行研究的同時，也要把自身對自然界的索取控制在一個合理的限度內。如果一味強調工程進度而忽視對地質環境的保護，將會給工程施工帶來障礙，也不利于人與自然的和諧共存。

參考文獻：

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