水文地质勘察问题分析

关于水文地质勘察问题的分析

摘要：本文结合多年水文地质工作总结，对水文地质勘察工作应注意的问题提出了自己的看法及见解。

关键词：水文地质；岩土工程；设计；工程勘察

1前言

在实际的工程勘察工作中，水文问题容易被忽视，在工程勘探成果中很少直接涉及水文问题，往往只被认为是象征性的工作，简单地对天然状态下的水文地质条件作出一般性的评价。在一些水文地质条件较复杂的地区，如果在工程勘察和设计中忽视了水文地质问题，对水文地质问题处理不当，可能产生由地下水引发的各种岩土工程危害问题，甚至发生严重的工程事故。

2工程地质勘察中水文地质评价内容

(1)工程勘察中应通过重点评价研究地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的危害，提出相应的防治措施。

(2)工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。如山区一基岩为主—断裂发育—基岩裂隙水为主—物理地质现象发育—石料丰富模式；平原区—冲积土层巨厚—砂土、粘性土层频繁交互—物理地质现象不发育—孔隙水为主—土料丰富石料缺乏模式；深雪峡谷区—炭酸盐岩发育巨厚—地质结构中等复杂程度—岩溶水为主—岩溶强烈—石料丰富土料缺乏模式等。不同的模式对建筑的适宜性

相差甚远，存在的工程地质问题也不一致。

(3)工程勘察中不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下地下水的类型、赋存状态及主要含水层的分布规律等水文问题，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。

(4)工程勘察中还应查明水文地质与构造之间的变化关系对建设项目的影响；同时认真分析建设项目运行对水文地质与构造的反作用。

(5)工程勘察中的水文地质评价内容应从工程角度，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。

3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。地下水在岩土中的不同的赋存方式对岩土水理性质的影响程度也有所不同，而且影响程度又与岩土类型有关。

(1)地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响：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。

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，其吸高达1ompa，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。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。结合水尤其是弱结合水与粘性土相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质，因其受强力束缚，活动范围极为有限，对岩土的动态水理质影响较小。

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。

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。

(2)岩土的主要的水理性质及其测试办法：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。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。

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于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，其透水性便愈弱。坚硬岩石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。

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、结构等关系极大，以广东地区的残积土为例，一般崩解时间5～24h，

崩解量1．79％一34％，以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解，而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。

给水性，是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能，以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数，它不但影响基坑涌水量大小，同时也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。

胀缩性，是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性，岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚，失水变薄造成的。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一，对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。标定岩土胀缩性的指标有：膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。

4 地下水引起的岩土工程危害

(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。在工程勘察中，要注意调查了解地下水位的埋藏条件及其升降变化。在天然条件下地下水位一般是季节性的变化，雨季水位上升，旱季水位下降，最高水位与最低水位之间称为水位变动带。地下水位的天然变化是区域性、渐变的，而且变化幅度较小。但是人为因素引起的局部性地下水位升降变化的幅度和速度往往大于天然变化，它所引起的岩土工程危害更为严重。

水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的主要原因有：含