芻議水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用分析

康亞靜

摘要：在一些水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū)，由于工程勘察中對水文地質(zhì)問題研究不深入，設(shè)計(jì)中又忽視了水文地質(zhì)問題，經(jīng)常發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害問題，令勘察和設(shè)計(jì)處于難堪的境地。為提高工程勘察質(zhì)量，在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題，評價(jià)地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響，更要提出預(yù)防及治理措施的建議，為設(shè)計(jì)和施工提供必要的水文地質(zhì)資料，以消除或減少地下水對巖土工程的危害。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)；工程地質(zhì)勘查；地下水；工程危害

一、巖土工程中水文地質(zhì)的勘查要求

在工程勘查、設(shè)計(jì)和施工過程中，水文地質(zhì)問題始終是一個(gè)極為重要但也是一個(gè)易于被忽視的問題。之所以重要，是因?yàn)樗牡刭|(zhì)和工程地質(zhì)二者關(guān)系極為密切，互相聯(lián)系和互相作用，地下水既是巖土體的組成部分，直接影響巖土體工程特性，又是基礎(chǔ)工程的環(huán)境，影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。

（一）自然地理?xiàng)l件。這里面包括氣象水文特征和地形地貌等內(nèi)容，氣象水文特征是指工程所屬地域、氣候、溫度和濕度等。地形地貌是指工程區(qū)域周圍的水系、地貌和環(huán)境等。

（二）地質(zhì)環(huán)境。包括工程所在區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征、基底構(gòu)造及其對第四系厚度的控制、地層巖性、新構(gòu)造運(yùn)動等方面的內(nèi)容。

（三）地下水位的情況。地下水的水位變化對巖土工程的勘查影響很大，在巖土工程勘查中是不可忽視的重要內(nèi)容。其中包括最近五年內(nèi)地下水位的變化及其趨勢分析；地下水的補(bǔ)給和排泄條件、地表水與地下水的補(bǔ)排關(guān)系及對地下水位的影響等。

（四）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(xiàn)場試驗(yàn)測定地層滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)等；場地地質(zhì)條件下對地下水賦存和滲流狀態(tài)的影響、判定地下水水質(zhì)對建筑材料的腐蝕性等。

二、工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)評價(jià)內(nèi)容

地下水問題可能導(dǎo)致的巖土工程作用和危害是設(shè)計(jì)、施工階段考慮的重要內(nèi)容。該地區(qū)工程水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，因地下水相關(guān)問題引起的基礎(chǔ)沉降及建筑物開裂等質(zhì)量問題已發(fā)生多起。筆者認(rèn)為，在未來的工作中，應(yīng)該積極總結(jié)事故的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，提高水文地質(zhì)問題評價(jià)的意識，強(qiáng)化和規(guī)范工程勘查中水文地質(zhì)條件問題的評價(jià)程序。

對于水文地質(zhì)問題，筆者認(rèn)為應(yīng)主要考慮以下內(nèi)容：

（一）分析和評價(jià)地下水可能對巖土體和建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生的作用及影響，合理預(yù)測地下水位變化可能導(dǎo)致的巖土工程危害種類及程度，并基于實(shí)際勘查數(shù)據(jù)，提出科學(xué)、可行的防治措施。

（二）結(jié)合工程項(xiàng)目地基基礎(chǔ)選型，重點(diǎn)查明和提供基礎(chǔ)選型類型所需要的、與之密切相關(guān)的水文地質(zhì)資料。

（三）結(jié)合勘查過程中已經(jīng)查明的地下水天然狀態(tài)及天然狀態(tài)下的自然作用，分析和預(yù)測在人為活動條件下地下水的動態(tài)變化情況，評價(jià)此種變化對巖土體及建（構(gòu)）筑物造成的可能影響。

（四）根據(jù)地下水對于工程的作用和影響，立足于工程實(shí)際，著重評價(jià)不同條件下的地質(zhì)問題如下：

a.評價(jià)在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中的混凝土及鋼筋的腐蝕性。

b.對于工程項(xiàng)目基礎(chǔ)持久力層選擇軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)分析和評價(jià)地下水各種活動對持久力層巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用和影響。

c.若建筑物地基基礎(chǔ)的壓縮層內(nèi)存在飽和、松散的粉細(xì)砂或者粉土?xí)r，應(yīng)預(yù)測流砂、液化潛蝕以及管涌等的可能性。

d.若工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)下部存在承壓含水層，則應(yīng)該評價(jià)和計(jì)算基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性大小。

e.當(dāng)基坑位于地下水位以下時(shí)，應(yīng)該規(guī)范進(jìn)行滲透性以及富水性試驗(yàn)，同時(shí)分析和評價(jià)因人為活動情況而引起的土體沉降和邊坡失穩(wěn)等情況，并進(jìn)一步分析此種情況的發(fā)生是否會影響建筑物或周圍建筑物的可能性。

三、巖土水理性質(zhì)

巖土水理性質(zhì)是指巖土與地下水相互作用時(shí)顯示出來的各種性質(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。以往在勘查中對巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測試比較重視，對巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視，因而對巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的評價(jià)是不夠全面的。巖土的水理性質(zhì)是巖土與地下水相互作用顯示出來的性質(zhì)，下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對巖土水理性質(zhì)的影響，然后再對巖土的幾個(gè)重要的水理性質(zhì)及研究測試方法進(jìn)行簡單的介紹。

（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，其中結(jié)合水又可分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。①強(qiáng)結(jié)合水，又稱吸濕水，吸濕水被分子力吸附在巖土顆粒周圍形成極薄的水膜，是緊附于顆粒表面結(jié)合最牢固的一層水，其吸附力高達(dá)10MPa，在強(qiáng)壓下其密度接近普通水的兩倍，具有極大粘滯性和彈性，可以抗剪切但不受重力作用，也不能傳遞靜水壓力。弱結(jié)合水：又稱弱薄膜水，它處于吸著水之外，厚度大于吸著水。弱結(jié)合水所受的吸附力小于強(qiáng)結(jié)合水，可以在顆粒水膜之間作緩慢的移動，薄膜水在外界壓力下可以變形，但同樣不受重力影響，且不能傳遞靜水壓力。②毛細(xì)管水：是指由毛細(xì)管作用保持在巖土毛細(xì)管空隙中的地下水，可細(xì)分為孤立毛細(xì)管水、懸掛毛細(xì)管水、真正毛細(xì)管水。它同時(shí)受毛細(xì)管力和重力的作用，當(dāng)毛細(xì)管力大于重力時(shí)，毛細(xì)管水就上升，因此地下水潛水面以上的普遍形式是一個(gè)與保水帶有水力聯(lián)系的含水量較高的濕水層。毛細(xì)管水能傳遞靜水壓力，并能在空隙中垂直上下運(yùn)動，對巖土體能起到軟化的作用，有時(shí)會引起土壤的沼澤化或鹽漬化增強(qiáng)巖土體及地下水對建筑材料的腐蝕性。毛細(xì)管水在砂土和粉土中含量較高，在砂礫層含量較少，在粘土中含量很少。③重力水：是指在重力作用下能在巖土孔隙、裂隙中自由運(yùn)動的水，即我們通常所稱的狹義“地下水”。它不受分子力的影響，不能抗剪切，可以傳遞靜水壓力。由于重力水在天然和人為因素的影響下，在巖土中的滲流活動非常活躍，對巖土的水理性質(zhì)有顯著的影響。重力水是我們研究巖土水理性質(zhì)的重點(diǎn)關(guān)注對象。

四、結(jié)語

水文地質(zhì)是工程項(xiàng)目地質(zhì)勘查與施工設(shè)計(jì)過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，隨著工程勘查的發(fā)展，其必將受到越來越廣泛的重視；在具體工程中，一定要根據(jù)勘查到的工程所處地域的水文地質(zhì)條件，制定相應(yīng)的防護(hù)措施和施工計(jì)劃，真正保證工程的質(zhì)量。在工程地質(zhì)勘查中切實(shí)加強(qiáng)對水文地質(zhì)問題的分析，使工程地質(zhì)勘查成果的實(shí)用性和預(yù)見性更好，為實(shí)際的工程建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對勘查水平的提高起到極大的推動作用。endprint