水文地质工程勘察中存在的问题及危害

杨纪金 福建煤电股份有限公司翠屏山煤矿 福建 龙岩 364000

一、前言

在工程勘察，设计和施工过程中，水文地质问题始终是一个极为重要但是也是一个易于被忽视的问题。因此为提高工程勘察质量，在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的，在工程勘察中不仅要求查明于岩土工程有关的水土地质问题，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。

二、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基础下沉和建筑物开裂的质量事故，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。

（一）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。

（二）工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。

（三）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反作用。

（四）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：

1．对埋藏在底下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。

2．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、涨缩等作用。

3．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、流沙、管涌的可能性。

三、岩土水理性质

岩土水理性质是指岩土于地下水互相作用是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性质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土于地下水互相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。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。

（一）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。

岩土的主要的水理性质及其测试方法：

（一）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，即岩石在浸水饱和状态下与风干状态下极限抗压强度之比，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。各类成因的黏性土层、岩层、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。

（二）透水性，是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。岩土的渗透性的强弱首先决定干岩土空隙的大小和连通性，其次是空隙度的多少。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀，其透水性便愈强。坚硬岩层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，岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。

（三）崩解性，是指岩土浸水湿化后，由于土粒连接被削弱、破坏，使土体崩散、解体的特性。岩土体的崩解特性包括崩解所需时间、崩解量、崩解方式等。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系很大，以广东地区的残积土为例，一般崩解时 间 5-24h，崩 解 量 1．79-34，以 蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解，以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。

四、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的原因造成的。

五、地下水升降变化引起的岩土工程危害

地下水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，地下水位变化引起危害又可分为三种方式：

（一）水位上升引起的岩土工程危害。潜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、总体岩性产状；水文气象因素如降雨量、气温等；人为因素如灌溉、施工等的影响，有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成：1．土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水建筑物腐蚀性增强。2．斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。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、出现细砂、管涌等现象。5．地下洞室冲水淹没，基础上浮、建筑物失稳。

（二）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的威胁。

（三）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。地下水升降变动带内由于地下水的积极将交替，会将土层中的胶结物？—铁、铝成分淋失，土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大，压缩模量、承载力降低，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。

4．2地下水动压力作用引起岩土工程危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，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。流沙、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献中已有较详细的论述，这里不再重复。

结语

近几年来岩土工程危害特别多尤其是地下水对岩土工程来说，就是比较大的危害性，由于水文地质中所存在的问题是最关健又是最易被忽略的问题，所以我们要在勘察中加强水文地质问题的研究。