1、岩土工程勘察设计和施工中的水文地质问题分析【摘 要】在工程勘察中设计和施工过程中，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。由于没有足够的重视。导致地下水引起的各种岩土工程危害时有发生。为此，在岩土工程勘察中要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评估地下水对岩土工程有关的水文地质问题。评估地下水对岩土工程和建筑物的作用及影响。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。本文结合地下水对岩土工程的危害及地下水的腐蚀性，说明了岩土勘察中水文地质评价的内容及重要性。 【关键词】工程勘察；水文地质；地下水 中图分类号：P641.72 文献标识码： A 水文地质
2、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。在以往常规的岩土工程勘察中，大部分成果只对自然状态下的水文地质条件做一般性的评价，很少能结合基础设计、施工的需要来评价地下水对岩土工程的作用、影响、危害、预防和治理。在水文地质、工程地质条件较复杂的地区，由于工程勘察中对水文地质条件调查、研究的不深入，导致因地下水引起的各种岩土工程危害时有发生。 1. 水文地质评价内容 工程地质勘察中水文地质评估内容在以往的工程勘察报告中，由于缺少
3、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，我认为在今后在工程勘察中，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)工程勘查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。 (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中水对砼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
4、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；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，应进行渗透和富水性试验。并评价由于人工降水引起土体沉降，边坡失稳进而影响建筑物稳定性的可能。 2. 地下水的腐蚀性 2.1 地下水的腐蚀性对建筑物危害分为多种，这里对潜水型作下探讨，其地下水位动态主要受气象水文因素影响，呈季节性变化；补水来源主要是人工灌水渠道补给，大气降水补给甚少。某工程，地层在控制深度范围（
5、50m）内自上而下是填土、粉质黏土、粉土、粉细砂、粉土，粉细砂；根据岩土工程勘察报告的地下水质的分析结果中可知，潜水型地下水中的下层地下水呈现出更高矿化度。 当地下水中的某些化学成分含量过高时，水对建筑材料有腐蚀性；当地表水和土受到污染而某些成分过高时，也具有腐蚀性，因此在勘察、设计时需一并考虑。通过对若干地下水的水质资料的收集。 2.2 防治措施防止、降低地下水腐蚀要采取广泛的综合措施，因为地下水的污染是由整个周围环境的污染造成的，地下水污染是可以防治的，把生产的工业废料减少到最低程度，改善污水净化排放工艺，加工利用工业和日常生活的废料是解决地下水污染的重要措施，另外，混凝土的耐久性主要取决
6、于两个方面：水泥品质、水泥用量和水灰比；腐蚀介质的腐蚀类型和混凝土的环境暴露条件，对混凝土具有较强的结晶性腐蚀地段，应用抗硫酸盐水泥或矿渣水泥较好；个别严重腐蚀的区域采用桩基础时，同时也要对桩身采用防腐蚀措施，如表面用沥青类、高分子树脂等涂膜防护外，可采用场地降水、排水换土等综合防治方法。 3. 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。 3.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害。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，地下水位变化引起危害又可分
7、为三种方式。 3.1.1 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、气温等及人为因素如灌溉、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，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。 (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，建筑物失稳。 3.1.2 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
8、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威胁。 3.1.3 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。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替，会将土层中的胶结物铁、铝成分流失，土层失去胶结物将造成土质变松、含水量
9、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。 3.2 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。流砂、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已有较详细的论述，这里不再重复。 4. 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
10、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工程勘察时应特别注意对场地水文地质条件的研究，特别是地下水往往升降变化中高度和变化规律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。 5. 结束语 水文地质工作在工程勘察中起着重要的作用，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着极大的推动作用。
