刍议水文地质在工程地质勘查中的应用分析

康亚静

摘要：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。为提高工程勘察质量，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，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。

关键词：水文地质；工程地质勘查；地下水；工程危害

一、岩土工程中水文地质的勘查要求

在工程勘查、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，互相联系和互相作用，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。

（一）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，气象水文特征是指工程所属地域、气候、温度和湿度等。地形地貌是指工程区域周围的水系、地貌和环境等。

（二）地质环境。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。

（三）地下水位的情况。地下水的水位变化对岩土工程的勘查影响很大，在岩土工程勘查中是不可忽视的重要内容。其中包括最近五年内地下水位的变化及其趋势分析；地下水的补给和排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响等。

（四）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。

二、工程地质勘查中水文地质评价内容

地下水问题可能导致的岩土工程作用和危害是设计、施工阶段考虑的重要内容。该地区工程水文地质条件较为复杂，因地下水相关问题引起的基础沉降及建筑物开裂等质量问题已发生多起。笔者认为，在未来的工作中，应该积极总结事故的经验和教训，提高水文地质问题评价的意识，强化和规范工程勘查中水文地质条件问题的评价程序。

对于水文地质问题，笔者认为应主要考虑以下内容：

（一）分析和评价地下水可能对岩土体和建（构）筑物产生的作用及影响，合理预测地下水位变化可能导致的岩土工程危害种类及程度，并基于实际勘查数据，提出科学、可行的防治措施。

（二）结合工程项目地基基础选型，重点查明和提供基础选型类型所需要的、与之密切相关的水文地质资料。

（三）结合勘查过程中已经查明的地下水天然状态及天然状态下的自然作用，分析和预测在人为活动条件下地下水的动态变化情况，评价此种变化对岩土体及建（构）筑物造成的可能影响。

（四）根据地下水对于工程的作用和影响，立足于工程实际，着重评价不同条件下的地质问题如下：

a.评价在地下水位以下的建筑物基础中的混凝土及钢筋的腐蚀性。

b.对于工程项目基础持久力层选择软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体时，应该重点分析和评价地下水各种活动对持久力层岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用和影响。

c.若建筑物地基基础的压缩层内存在饱和、松散的粉细砂或者粉土时，应预测流砂、液化潜蚀以及管涌等的可能性。

d.若工程项目的基础下部存在承压含水层，则应该评价和计算基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性大小。

e.当基坑位于地下水位以下时，应该规范进行渗透性以及富水性试验，同时分析和评价因人为活动情况而引起的土体沉降和边坡失稳等情况，并进一步分析此种情况的发生是否会影响建筑物或周围建筑物的可能性。

三、巖土水理性质

岩土水理性質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。以往在勘查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，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。

（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。①强结合水，又称吸湿水，吸湿水被分子力吸附在岩土颗粒周围形成极薄的水膜，是紧附于颗粒表面结合最牢固的一层水，其吸附力高达10MPa，在强压下其密度接近普通水的两倍，具有极大粘滞性和弹性，可以抗剪切但不受重力作用，也不能传递静水压力。弱结合水：又称弱薄膜水，它处于吸着水之外，厚度大于吸着水。弱结合水所受的吸附力小于强结合水，可以在颗粒水膜之间作缓慢的移动，薄膜水在外界压力下可以变形，但同样不受重力影响，且不能传递静水压力。②毛细管水：是指由毛细管作用保持在岩土毛细管空隙中的地下水，可细分为孤立毛细管水、悬挂毛细管水、真正毛细管水。它同时受毛细管力和重力的作用，当毛细管力大于重力时，毛细管水就上升，因此地下水潜水面以上的普遍形式是一个与保水带有水力联系的含水量较高的湿水层。毛细管水能传递静水压力，并能在空隙中垂直上下运动，对岩土体能起到软化的作用，有时会引起土壤的沼泽化或盐渍化增强岩土体及地下水对建筑材料的腐蚀性。毛细管水在砂土和粉土中含量较高，在砂砾层含量较少，在粘土中含量很少。③重力水：是指在重力作用下能在岩土孔隙、裂隙中自由运动的水，即我们通常所称的狭义“地下水”。它不受分子力的影响，不能抗剪切，可以传递静水压力。由于重力水在天然和人为因素的影响下，在岩土中的渗流活动非常活跃，对岩土的水理性质有显著的影响。重力水是我们研究岩土水理性质的重点关注对象。

四、结语

水文地质是工程项目地质勘查与施工设计过程中非常重要的一个环节，随着工程勘查的发展，其必将受到越来越广泛的重视；在具体工程中，一定要根据勘查到的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，真正保证工程的质量。在工程地质勘查中切实加强对水文地质问题的分析，使工程地质勘查成果的实用性和预见性更好，为实际的工程建设打下坚实的基础。切实做好水文地质工作将对勘查水平的提高起到极大的推动作用。endprint