水文地质勘察在工程地质中的研究

摘　要：水文地质问题在岩土工程勘察和施工中始终是一个极为重要又常被忽略的问题。地下水既是构成岩土体的重要组成部分，直接影响岩土体的工程特性，又是基础工程中的重要环境要素，成为改变岩土体特征的因素之一，直接影响建筑物的稳定性和耐久性。由于工程勘察中对水文地质条件调查、研究的不深入以及没有足够的重视，导致地下水引起的各种岩土工程危害时有发生。为此，正确评价地下水对岩土工程和建筑物的影响避免其对工程造成不必要的损失和危害。

关键词：水文地质；地质勘查；工程地质
1.水文地质勘察的内容
　　在以往常规的岩土工程勘察中，由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，在很多地区已发生多起因地下水造成的建筑基础下沉及建筑物开裂的质量事故。针对过去的经验和教训，在以后的水文地质勘察中应主要考虑岩土的水理性质对建筑工程施工地区的水文地质问题做出客观评价。与岩土的物理性质相类似，岩土的水理性质也是岩土工程地质性质的重要标志。岩土水理性质指的是岩土与地下水之间相互作用而显现出来的一些性质，会直接影响到岩土的强度，进而影响到建筑工程的稳定性。过去的勘察工作往往比较重视岩土的物理力学性质，而水文地质勘察往往被当做一种象征性的工作，继而忽略了对岩土水理性质的重要性，所以对岩土工程地质性质的评价不够全面。
　　2.水文地质勘察的重要性
　　水文地质勘察是工程地质中一个非常重要的方面，对地下水正确的分析和评价，不仅关系到建筑工程的顺利施工和正常使用，而且关系到人民群众的生命财产安全。它可以分析地下水对建筑工程地区岩土工程地质性质的影响，作出客观的评价和预测。在建筑施工过程中，如何避免地下水对岩土工程造成危害，水文地质勘察的重要性体现在以下几方面。
　　2.1地下水位变化引起的岩土工程危害
　　地下水位变化包括地下水位上升、地下水位下降、地下水位频繁升降三个方面。地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害主要包括可能引起建筑物的破坏和膨胀性岩土胀缩变形。
　　在天然条件下地下水位一般是季节性变化，雨季水位上升，旱季水位下降。这种天然变化是区域性的，渐变的，而且变化幅度较小。但是，人为因素引起的局部性地下水位升降变化往往比自然变化的幅度大，导致的岩土工程危害也更加严重。地下水位的升降超过一定程度有可能引起粉土以及粉细砂饱和液化而出现流砂、管涌等现象；也可能导致土壤盐渍化、沼泽化而腐蚀建筑物；一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化；地下洞室充水淹没，基础上浮、建筑物失稳；地裂、地面沉降、地面塌陷等灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大的威胁。
　　2.2地下水动水压力作用引起的岩土工程危害
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，但是在建筑工程活动当中，由于改变了地下水天然动力平衡条件，在一定的动水压力作用下，也会导致一些后果严重的岩土工程危害。如管涌、流砂、基坑突涌等，造成安全隐患，并影响工程质量，所以需要及时做好这方面的水文地质勘察工作。当建议采用桩基时，应评价采用桩的适宜性；对桩的类型、平面布置、直径、长度和桩基持力层，提出建议；对桩尖持力层的选择进行论证；提出桩的侧摩阻力和端阻力；提出单桩承载力的建议；在大面积堆载及欠压密地区，尚应分析桩周土对桩的负摩阻力；对预制桩或沉管桩的沉桩可能性，进行论证；挖孔桩、钻孔桩、冲孔桩的成孔工艺，成孔过程可能出现的问题及施工技术措施，桩的施工质量控制方法和要求；对桩基工程设计、施工、检测、监测的其他建议；一般应提出以桩的静载荷试验验证或确定
单桩承载力的建议。
　　2.3地下水位对岩土物理力学性质的影响
地下水的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。当地下水升降频繁时或变化幅度大时，不仅使岩土的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度加大。因此，在膨胀性岩土地区进行岩土工程勘察是应特别注意对场地水文地质条件的研究，特别地下水往往升降变化中高度和变化规律，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)有主要的参考价值。
　　在建筑工程的地基内，当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时，就能直接影响建筑物的稳定性。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。
　　在地下水位以上、地下水位变动带和地下水位以下，具有明显的变化规律土体从上到下，有天然含水量、孔隙比由小一大一小，压缩模量、承载力由大一小一大的变化规律。这是由于地下水位以上部位，经长期淋滤作用，铁铝富集，并对土颗粒起胶结和充填作用，增大了土粒间连接力，往往形成硬壳层”，因而含水、孔隙比小而压缩模和承载力增高而位于地下水位变动带的土层，由于地下水积极文替，土中的铁铝成分淋失，土质变松，因而含水量、孔隙比增大，压缩模量、承载力降低位于地下水位以下的土层，由于地下水交替缓慢，氧化、水解作用减弱，加之上部土层的自重压力作用，土质比较密实，因而含水量、孔隙比减小，压缩模、承载力增高。
　　岩土物理力学性质的与地下水位之间有着非常密切的联系，尤其是那些风化残积土、软质岩石以及不同成因的粘性土等。所以要高度重视地下水位对岩土物理力学变化的影响，做好预测和指导工作，避免建筑工程出现因工程地质问题而导致的质量安全事故。
　　3.结论
　　总结以往的经验和教训，在今后的工程勘察中，应对水文地质问题的评价主要考虑以下内容：
　　(1)应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。(2)工程勘察密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文质问题，提供选型所需的水文地质资料。(3)应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题，如:对埋藏在地下水位以下的建筑物基础评价水对砼

[1] [2]  下一页

及砼内钢筋的腐蚀性；对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用；在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性；当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价；在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透和抽水试验，并评价由于人工降水引起地面沉降、边坡失稳进而影响建筑物稳定性的可能。
　　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，为提高工程勘察质，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，以消除地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。

上一页  [1] [2]