水文地质与工程地质相结合的应用

水文地质与工程地质相结合的应用

发表时间：2017-11-22T15:20:01.077Z 来源：《防护工程》2017年第18期作者：刘一平[导读] 水文地质勘查主要是针对区域内的水环境进行调查，了解地下水的补给、径流、排泄特征。

正业勘测设计集团有限公司黑龙江省哈尔滨市 150090 摘要：目前在工程勘察、设计和施工过程中，对水文地质导致的灾害重要性认识以及勘查研究投入不够，实践证明，水文地质问题在工程地质勘查工程中始终是一个极为重要同时也是易于被忽视的问题。在工程地质勘察中，水文地质和工程地质互相作用，互相影响的。地下水是岩土体的组成部分，同时又是基础工程的环境，直接影响岩土体特性，影响工程的稳定性。为提高工程勘察的质量，将水文地质

勘察提上日程是十分必要的，水文地质会对工程产生哪些影响，怎么评价水文地质问题，明确了这些问题才能更好预防和治理，为工程设计以及施工提供必要条件，避免工程危害以及地质环境恶化等问题的发生。

关键词：工程地质勘察；水文地质；水理性质；岩土工程

1 水文地质与工程地质区别和联系

1.1 水文地质与工程地质的区别

水文地质勘查主要是针对区域内的水环境进行调查，了解地下水的补给、径流、排泄特征，进行的工作主要是抽水试验、长期观测及示踪法等；工程地质勘查主要是调查工程的岩土体性质、持力层等，解决边坡的稳定性及地基承载力和地下水的内水压力等问题。

1.2 水文地质与工程地质联系

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。至于容易被忽视，是在实际的地质勘察工作中，在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用，水文地质问题往往只被认为是象征性的工作，在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。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。

2 岩土水理性质

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。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。

既然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，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。

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办法有五种：软化性；透水性；崩解性；给水性；胀缩性。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，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。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1.79～34，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，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。岩土的水理性质尚有持水性，溶水性，毛细管性，可塑性等。

3 工程勘察中水文地质的作用

鉴于以往在评价地下水对岩土工程的作用和危害过程中，所做的分析工作与基础设计和施工需要结合不够紧密，导致发生许多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，应注意分析水文地质的以下作用。

3.1 地下水对已有建筑物的影响

由于地质、气候、水文、人类的生产活动等因素的作用，地下水位经常会有很大的变化。这种变化对已有建筑物可能引起各种不良的后果，特别是当地下水位在基础底面以下变化时，后果更为严重。当地下水位在基础底面以下压缩层范围内上升时，水能浸湿和软化岩土，从而使地基的强度降低，压缩性增大，建筑物就会产生过大的沉降或不均匀沉降，导致建筑物的倾斜或开裂；当地下水位在基础底面以下压缩层范围内下降时，水的渗流方向与土的重力方向一致，地基中的有效应力增加，基础就会产生附加沉降。

3.2 地下水对桩基工程的影响

软弱地基地层很少由单一土质构成，变化相对较复杂，为此往往采用桩基工程（包括预制桩、灌注桩、搅拌桩等）加固地基，提高地基承载力。为了不使桩周地层松动或坍塌，提高成桩质量，选择相应的成桩方式时必须考虑地下水的赋存运动情况。另一方面由于受地下水的影响，当桩身下沉量小于土层下沉量时，桩周土对桩身产生负摩擦力，严重的会影响单桩承载力。特别地，当建筑场地承压水或潜水的流速大于3m/min时，不宜使用混凝土灌注桩或水泥搅拌桩。