关于岩土工程中水文地质问题的探讨

【摘 要】水文地质问题是岩土工程勘察中的重点，是现代工程建设与施工的重要基础。笔者基于工程实践，分析了岩土工程中水文地质的相关问题，以供同行探讨。

【关键词】岩土工程；水文地质；勘察

在工程地质勘察工作中，水文地质调查工作起着重要的作用。这是由于地下水既是岩土体的组成部分，直接影响岩土体工程特性，并影响着建筑物的稳定性和耐久性。随着工程勘察的发展，水文地质工作越来越受到广泛的重视，切实做好水文地质工作将会促进勘察水平的提高。

一、岩土工程勘察概述

（一）岩土工程勘察的定义

岩土工程勘察是根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。主要是为工程建设项目的可行性研究、规划选址、工程设计、地基处理及建成后的安全检验、建设环境的监测、保护、治理等提供地形资料、地质资料和环境评价资料。不仅要按照有关技术规范规程的要求，做好工程地质勘察工作，还要结合各类岩土工程的特点和要求，进行岩土工程的技术经济论证和分析，提出包含岩土工程评价、建议和设计基准等内容的岩土工程勘察报告。

（二）岩土工程勘察的特点

（1）岩土工程勘察是运用地质学、岩土力学、工程地质学的理论，按照科学的勘察程序与方法，利用有效的测试仪器和技术，调查和工程建设有关的工程地质条件和水文地质条件，评价存在的与岩土工程有关的工程地质和水文地质问题，为工程建设的设计、施工等提供详实、科学、准确的地质资料。

（2）岩土工程勘察的对象是建筑物场地的岩土体和地下水及其赋存介质，属自然界长期形成的产物，受区域地质环境、自然条件和人工活动影响较大，其复杂性、多变性和不确定性因素较多。

（3）岩土工程勘察是工程建设的一项基础性工作，是一个从辨别认知到分析评价，最终提出评价结论和建议的工作。既有户外的踏勘、调查、布孔、钻探、岩土地层判定编录、现场取样、现场测试，又有室内的资料整理、归纳、实验测试、原始数据分析取舍、分析评价、提出报告等工作。

二、地下水对岩土工程的影响

（一）地下水对基础的影响

（1）地下水对基础埋深的影响。选择基础埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态以及地表水的情况。当有地下水存在时，基础底面应尽量埋置在地下水位以上，若基础底面必须埋置在地下水位以下，则应考虑排水降水措施、对钢筋混凝土等的腐蚀性和可能出现的危害及防治措施。为了避免在基坑开挖时坑底土被承压水突破，对埋藏有承压含水层的地基，选择基础埋深时必须考虑承压水的作用。地表流水是影响桥梁墩台基础埋深的因素之一，为了保证稳定性，基础必须埋置在设计洪水的最大冲刷线以下一定深度。

（2）地下水对桩基工程的影响。天然地基造价低，施工简便，所以在工程建设中应优先考虑使用。当基础沉降量过大或地基的稳定性不能满足设计要求时，就必须进行地基加固处理或改变上部结构。当地基上部软土层很厚变化相对复杂时往往采用桩基础加固地基，提高承载力。选择相应的成桩方案时必须考虑地下水的赋存运动情况，以便保证桩周地层不坍塌和不松动，提高成桩质量；此外，当桩身下沉量小于土层下沉量时，桩周土对桩身产生负摩阻力，严重影响单桩承载力，特别是建筑场地承压地下水或流动地下水的流速大于3m/min时，不宜使用混凝土灌注桩或水泥搅拌桩。另外，地下水对桩的腐蚀性也不能小看，因为地下水腐蚀性强时对桩的破坏作用是非常大的。

（3）地下水对基础开挖的影响。地下水位上升可引起粉细砂及粉土饱和液化，出现流砂、管涌等现象，给施工带来很多困难，情况严重的话还会导致基坑坍塌、滑移，在抗震设防烈度要求时要评价其液化可能。土体软化后强度降低，基坑会沉降或倾斜，膨胀土的胀缩性会使基础开裂变形。

（二）地下水对建筑物的影响

基础破坏时，波及范围内的建筑物也会受到影响。地下水位高时会对地下室、地下构筑物的防潮、防湿、防水或稳定性产生影响，会引起土壤盐渍化，对建筑物的腐蚀性增强，还可引起地基土附加沉降和变形，从而造成建筑物变形破坏。另外，人工降低地下水位时可能会直接导致周围建筑物破坏或通过引发地裂缝、地表塌陷等地质灾害，从而使得建筑物破坏。当水位频繁升降时，会引起膨胀土产生不均匀的胀缩变形，进而形成地裂造成建筑物的破坏。

（三）地下水对基坑开挖支护的影响

随着高层建筑发展，特别在旧城改造中高层建筑受施工场地、施工工艺影响，往往要求采用垂直开挖。基坑丌挖中常采用抽水方法降低地下水位，减少土侧压力的影响，但因局部的抽水或排水，能使基础底面以下的地下水位突然下降，引起挡土墙和邻近建筑物变形，造成地表塌陷或地面沉降。特别在地下工程中，为了防止地下水进入地下工程建设需要的地段，开挖时要设止水帷幕，安装支护体时要采取防水设施，如涂防水涂层等等。

三、工程勘察中水文地质评价内容

对工程有影响的水文地质因素有：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。工程地质勘察时，应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，以提高工程地质勘察质量；此外，为了消除或减少地下水对工程建设的危害，还应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。在工程地质勘察报告中，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。

（5）查明地下水在天然状态及天然条件下的影响，分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况，及对岩土体和建筑物的不良作用。

（6）按地下水对工程的作用与影响，提出在不同条件下应当重点评价的地质问题并提出防治措施。如对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对混凝土及混凝土内钢筋的腐蚀性；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。

（7）密切结合建筑物地基基础类型和施工需要，查明有关水文地质问题，提供所需的水文地质参数。

（8）对高层建筑或重大工程，当水文地质条件对地基评价、基础抗浮和工程降水有重大影响时，宜进行专门的水文地质勘察。

（9）对缺乏常年地下水位监测资料的地区，在高层建筑或重大工程的初步勘察时，宜设置长期观测孔，对有关层位的地下水进行长期观测。

总之，水文地质问题一直是岩土工程勘察中不可忽视的重要问题，在具体工程中，一定要因地制宜，根据勘察工程所处地域的水文地质条件，制定相应的防护措施和施工计划，从而确保工程的质量。

参考文献

[1]李堂胜.浅析水文地质的勘探研究工作.中国科技博览，2012（10）.

[2]王定仁.水文地质对岩土工程作业的影响.科学与财富，2012（4）.