浅谈工程地质勘察中水文地质问题及措施

摘　要：本文主要分析水文地质的勘察要求和地下水引起的岩土工程危害，以具体工程为例进行分析。

关键词：工程地质；水文地质
人类发展演俗丈程中，经历了各种各样地质作用所造成的灾害，其中大部分地质灾害的形成都有地下水的参与。据大量事实统计，地下水与岩土体互相作用所造成的地质灾害具有类型的多样性、机理的复杂性、分布的广泛性、灾害的严重性和可控性等特征。同时，目前在生产和科研实践中对地下水作用致灾的重要性认识及勘察研究投入不够，在工程地质勘察评价中对地下水作用的定性定量分析还是一个薄弱环节。实践证明，在工程勘察、设计和施工过程中，水文地质问题虽然重要但却是一个易于被忽视的问题。之所以重要，是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切，互相联系且互相作用，地下水既是岩土体的组成部分，直接影响岩土体工程特性，又是基础工程的环境，影响建筑物的稳定性和耐久性。至于容易被忽视，是在实际的勘察工作中，在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用，水文地质问题往往只被认为是象征性的工作，在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价，在勘察报告中往往是几句话一带而过。在一些水文地质条件较复杂的地区，由于工程勘察中对水文地质问题研究不深入，设计中又忽视了水文地质问题，经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题，令勘察和设计处于难堪的境地。因此为提高工程勘察质察中不仅应要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，更要提出预防及治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。
　　1.水文地质勘察中的问题　　
　　影响的水文地质因素：地下水的类型，地下水位及变动幅度，含水层和隔水层的厚度和分布及组合关系，土层或岩层渗透性的强弱及渗透系数，承压含水层的特征及水头等。为提高工程地质勘察质量，应在工程地质勘察中加强对水文地质问题的研究，不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑工程可能产生的作用及其影响；更要提出预防及治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对工程建设的危害。但在工程地质勘察报告中，通常缺少结合基础设计和施工的需要评价地下水对岩土工程的作用和危害。
　　今后在工程地质勘察中应从以下几个方面对水文地质问题进行评价：
　　(1)应重点评价地下水对岩土体和建筑的作用和影响 预测可能产生的岩土工程危害 提出防治措施。　　
　　(2)工程地质勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型查明与该地基基础类型有关的水文地质问题 提供选型所需的水文地质资料。　
　　(3)不仅要查明地下水的天然赋存状态和天然条件下的变化规律 更重要的是分析和预测今后在人为工程活动影响下地下水的变化情况 及其对岩土体和建筑物的不良作用。　
　　(4)地下水位的高低对各种建筑物都很重要 在分析工程地质问题时 地下水位以上和以下要分别对待。
　　2.岩土水理性质 　　
　　岩土水理性质是指岩士与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩：岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视，对岩土的水理性质却有所忽视，因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质，下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响，然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。
　　2.1 地下水的赋存形式：地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种，其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。 　　
　　2.2 岩土的主要的水理性质及测试办法： 　　
　　(1)软化性，是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时，在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。 　　
　　(2)透水性，是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀，其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育，其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示，岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。 　　
　　(3)崩解性，是指岩浸水湿化后，由于土粒连接被削弱，破坏，使土体崩敞、解体的特性。 　　
　　(4)给水性，是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能，以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数，也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。 　　
　　(5)胀缩性，是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性，岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚，失水变薄造成的。
　　3.地下水在岩土工程中的危害性　
　　(1)地下水位升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，严重者形成地裂，引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。　
　　(2)当地下水位变化频繁或变化幅度大时，不仅岩土的膨胀收缩变形往复，而且胀缩幅度也大。因此，在膨胀性岩土地区进行工程勘察时，应特别注意对场地水文地质条件的研究特别是地下水位的升降变化幅度和变化规律。这对地基基础深度的选择，宜选在地下水位以上或地下水位以下，不宜选在地下水位变动带内，有重要的参考价值。　
　　(3)若水位在压缩层范围内上升时，软化地基土，使其强度降低、压缩性增大，建筑物可能产生较大的沉降变形；若水位在压缩层范围下降时，岩土的自重应力增加，可能引起地基基础的附加沉降，如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏。
　　4.水文地质勘察中地下水问题及措施分析　　
　　4.1 传统地下水测量方法存在的问题　　岩土工程勘察中，地下水的测量与计算沿用的传统方法为：(1)钻孔；(2)提取岩芯后0.5h，测量孔内水位。(3)有条件时，测量终孔后24h水位，作为稳定地下水位。对于只有含水层贯通的地层，这种方法是合理的，但对于含水层不贯通的地层和局部(或大部)不透层水的地 这种方法会带来一些

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问题。　　
　　4.2解决地下水问题的措施　　为测取岩体中的真实地下水位，进而找出透水带，可采取如下方法在钻孔中进行水位测量。为操作方便，可以采取分段钻进方法，设计好每天的钻进工作量，开钻后可以先以一天的钻进量为一段。每天钻进结束后，将孔中水抽干，第二天开钻前测量水位，即可查明该段是否含水。若上部地层均不含水则可一直这样进行下去。若上部已有含水层(如第四系含水层)，则需将测量段密封起来，抽干其中的水，第二天测量该段是否有水及水压大小以确定其含水性及水位情况。岩体完整段一般不含水，节理、裂隙密集段可能有水，也可能无水，总体来说，由于岩体中渗透的裂隙性，钻孔中肯定只有小部分区段有水。这样，通过测量可以把地层分为含水段与不含水段，再结合地球物理勘探测量确定出地层的含水部位(裂隙带) 与不含水部位(与水文地质中的找水勘探类似)以此资料作为岩体稳定性分析的依据要准确可靠得多。含水带确定之后，可以根据含水带的分布特点，用裂隙渗透的原理，来确定地下水对岩体稳定性的影响。
　　5.结束语
　　岩土工程问题中，地下水问题占有相当重要的位置，准确合理地查明地下水位，不仅使资料的可靠程度更高，而且可更好地用岩土体的潜在能力。因此，为提高工程勘察，在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，以消除下水对岩工程的危害随着工程勘察的发展，其必将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起极大的推动用。

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