浅谈岩土工程勘察中的水文地质问题

摘 要：本文根据在岩土工程勘察、设计和施工过程中，经常遇到的地下水引起岩土工程问题及危害的情况，提出岩土工程勘察中水文地质问题始终是一个极为重要且易于被忽视的问题。并对地下水引起的岩土工程问题及危害的情况进行分析评述，可供同行们参考借鉴。

关键词：岩土工程勘察水文地质问题地下水影响危害分析

Abstract: According to in geotechnical engineering, design and construction process, often met in groundwater geotechnical engineering problems and cause of the harm of condition, the author puts forward the geotechnical engineering investigation in hydrological geological problems is always a very important and easy to ignore. And the cause of the groundwater geotechnical engineering problems and hazard analysis is reviewed, available for colleagues for reference.

Keywords: geotechnical engineering, hydrological geological problems, affect, groundwater, hazard analysis

中图分类号： P641.72文献标识码：A文章编号：

在岩土工程勘察、设计和施工过程中，水文地质问题始终是一个极为重要但也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，相互联系和相互作用。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因素，影响基础工程的施工和建筑物的耐久性。在实际的岩土工程勘察工作中，在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用，所以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。在一些水文地质条件较复杂的地区，由于岩土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。为提高工程勘察质量，在岩土工程勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的，在岩土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，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 岩土工程勘察中需查明的水文地质条件

在岩土工程勘察中, 应根据拟建工程项目的设计要求, 通过搜集区域水文地质资料，基本了解拟建工程所在地及其周边的水文地质条件，从而明确在岩土工程勘察工作需进一步查明的水文地质条件。一般需查明的水文地质条件主要有：

自然地理条件:这里面包括气象、水文特征和地形地貌等内容, 气象特征是指工程所在地域的气候类型和气象要素,包括属于哪个气候带、季风气候与否、多年平均气温、降雨量、湿度和极端气温降雨量等。气象特征是指工程所在地域的气候类型和气象要素,包括属于哪个气候带、季风气候与否、多年平均气温、降雨量、湿度和极端气温降雨量等。地形地貌是指工程区域周围的水系、平原或高原特征、地形开阔平坦与否、地貌侵蚀和堆积情况如何等。

地质环境条件：包括工程所在区域的地质构造特征、基底构造及其对第四系厚度的控制、地层岩性、新构造运动等方面的内容。

地基土层中的含水层和隔水层情况：各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度;主要含水层的分布、厚度及埋深;通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数等;场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响、判定地下水水质对建筑材料的腐蚀性等。

地下水位情况：包括近2～5年最高地下水位、水位变化趋势;地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响等。地下水位的变化对岩土工程的影响巨大,是工程勘察的重点内容。

2 地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面原因造成的。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，地下水位变化引起的危害又可分为三种方式：

2.1 地下水位上升引起的岩土工程危害

地下水（潜水）水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构、岩性、地层产状等；水文气象因素如降雨量、季节、气温变化等；人为因素如灌溉造成地表水入渗、施工水利工程（地表水水位抬升）等的影响，有时往往是几种因素的综合因素的结果。潜水水位上升造成危害主要有以下表现：

① 水位上升使土壤沼泽化、盐渍化，导致岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。

② 斜坡、河岸等岩土体产生滑移、崩塌等不良地质作用。

③ 一些具有特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。

④ 引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。

⑤ 地下洞室充水淹没，基础上浮，造成建筑物失稳。

2.2 地下水位下降引起的岩土工程危害

地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干、拟建场地周边疏干排水以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降，常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质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威胁。

2.3 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害

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，当地下水升降频繁时，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不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。一旦发生，往往给工程造成严重的后果，不容忽视。

3 工程地质勘察中水文地质评价内容

在以往的工程勘察报告中，由于缺少结合基础设计方案和施工需要而评价地下水对岩土工程的作用和危害，总结以往的经验和教训，我们认为今后在工程勘察中，对水文地质问题的评价，主要应考虑以下内容：

（1）应重点评价地下水对岩土体和拟建构筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。

（2）工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明场地及其周边的水文地质条件以及可能出现的不良水文地质问题，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状态和天然条件下的影响，更重要的是要结合周边的地质环境条件（特别是水文地质条件），分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况以及对岩土体和构筑物的不良作用。

（4）应从拟建工程重要性、用途，建筑物的基础类型等方面，按地下水可能对工程的作用与影响等情况，提出不同条件下应当着重评价的水文地质问题。如：

a.对埋藏于地下水位以下的建筑物基础，应评价水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。

b.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。

c.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。

4 重视岩土水理性质的测试和研究

岩土水理性质是指岩土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力学性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且某些方面的水理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性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，而地下水在岩土中有不同的赋存方式，不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同，而且影响程度又与岩土类型有关。

结合水是地下水在粘性土中的主要赋存形式，在砂土中含量甚微。粘性土包含较多结合水，导致粘性土具有可塑性、胀缩性等物理力学性质。结合水作为粘性土土体的一部分，通常情况下受到一定的束缚，但在外力作用下，结合水中的弱结合水会脱离束缚，从而改变了粘性土的物理力学性能。

因此，在岩土工程勘察中（特别是地基土层中有软土层分布的地段）应重视对岩土体水理性质的测试和研究。

5 结束语

岩土工程勘察中对水文地质条件的研究在建筑物持力层和地基基础类型选择、基础设计参数选用、防治工程建设诱发地质灾害等方面都起着重要的作用。随着工程建设对岩土工程勘察质量的进一步重视，岩土工程勘察中的水文地质问题必将受到越来越广泛的重视，因此切实做好水文地质工作将对岩土工程勘察水平的提高起着极大的作用。

本文探讨在岩土工程勘察中需查明的水文地质条件和需进行评价的水文地质内容，提出地下水可能导致的对岩土工程的危害，以及需重视对岩土体水理性质的测试和研究，可供岩土工程勘察中研究水文地质问题时参考。

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