试论工程地质勘查中水文地质的危害与重要性

　　摘要：地下水位在岩土工程问题研究中起着举足重轻的作用。分析研究地下水位，提高工程资料的可靠程度势在必行。所以，为了最大限度降低地下水位对工程的影响，了解清楚岩土工程与水文地质问题的关系是非常重要的。它对于提高整体的工程勘测质量起着决定性的作用。本文主要讲述了水文地质问题对工程勘测的重要性，并主要从水文地质评价内容、岩土水理性质以及地下水引起的岩土工程危害三个大方面展开论述。

　　关键词：工程地质;勘查;水文地质;重要性

　　中图分类号：P641.72 献标识码： 文章编号：2095-2104(2013)1-0020-02

　　1 对水文地质评价内容的研究

　　很多工程质量事故的发生就是由于勘测报告分析不到位而产生的，质量事故以基础下沉和建筑物开裂为主。由以往的工程勘测报告中分析得出，水文地质这方面的内容缺乏与基础设计和施工实际需要的分析，从而造成质量事故的发生。本文分析结合了以往的经验教训，认为在今后工程勘测中对水文地质的评价应该着重从以下方面入手：①根据勘测结果，提出实际可行的预防措施。②工程勘测与实际建筑物地基类型相结合，具体分析地基问题，弄清与该地基相符合的水文地质情况，依据实际状况提出水文地质资料。③以工程角度为出发点，分析地下水对工程的影响度，以实际情况评价地质问题。

　　2 对岩土水理性质的研究

　　对岩土水理性质的研究是不可缺少的，因为岩土水理性质与岩土的强度和变形相关联，更为重要的是它的某方面性质能对建筑物的稳定性产生直接的影响。与岩土的物理性质一样，岩土水理性质也是岩土极为重要的工程地质性质。由以往的勘查报告中分析得出，对岩土的物理力学性质的测试得到注意，但是却忽略了同样重要的岩土水理性质，所以对岩土工程地质性质的评价往往是片面的。岩土的水理性质是由岩土与地下水相互作用而显示出来。以下是对地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响研究，然后再对岩土的重要水理性质和研究测试方法给予相关简介。

　　地下水的赋存形式：地下水可以分为三种，第一种是结合水，第二种是毛细管水，第三种是重力水，其区分的依据是它们在岩土中的赋存形式。

　　软化性、透水性、崩解性、给水性和胀缩性是岩土的五个主要水理性质及其测试办法。软化性可以用软化系数表示，它可以有力的判断岩石耐风化和耐水浸能力软化特性普遍存在于粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等。透水性是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。透水性与岩土的颗粒大小和岩土的均匀状况有关。渗透系数可以用来表示透水性，抽水试验可求取出岩土体的渗透系数是多少。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。岩土的颗粒和矿物成分和矿物结构与岩土的崩解性密切相关。

　　给水性一般以水度表示，它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。给水度作为含水层的重要水文地质参数，场地疏干时间能产生巨大的影响。实验室的方法能够有效的测试出给水度。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。地裂缝、基坑隆起一般是由岩土的胀缩性引起的。此外，岩土的胀缩性与地基变形和土坡表层稳定相关联。膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等可以标定岩土的胀缩性。

　　3 对地下水引起的岩土工程危害的研究

　　地下水引起的岩土工程危害由两大原因造成，它们分别是地下水位升降变化和地下水动水压力作用。

　　3.1对地下水升降变化引起的岩土工程危害的研究。地下水位条件及其升降变化能够对岩土工程造成一定的威胁，所以正确的分析和了解地下水位条件及其升降变化是非常关键的。地下水位的升高与降低与雨季和旱季密切相关。但是地下水位由雨季和旱季的影响的变幅较小，而相对应的人为对地下水位的影响范围较大，且人为的地下水位的变化对工程的影响更为深远。①水位上升对岩土工程产生的危害。潜水位上升主要是由于地质因素和水文气象因素的交叉影响。潜水面上升能导致不良地质现象的发生，如山体滑坡、崩塌。此外，潜水面上升能增强地下水对建筑物的腐蚀性，甚至影响到土壤。②地下水位下降对岩土工程产生的危害。人为因素是地下水位下降的最主要和最关键性的因素。现在很多人无限制的用地下水、不经过实际调查乱建水库、无规划性的大规模采矿，这些都能直接引起地下水位下降，从而引发一系列的问题。现在经常可以看到大面积的地裂和地面快速下沉和地面无故坍塌等等自然灾害，殊不知这些都是由于人为因素造成的地下水位下降引起的。更为严重的是地下水位下降使水资源减少、水质大大不如从前，这些环境问题给人类的持续和和谐发展、给建筑物的稳定性、给岩土体产生巨大的危害，并阻碍人类的进步与发展。

　　3.2 对地下水位对岩土物理力学性质产生的影响的研究。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，如果地下水升降变化严重，能够直接导致地裂，并对低层的和结构轻型的建筑物产生破坏性的影响。所以，对膨胀性岩土地区的场地水文地质条件的研究是必不可少的。在勘测过程中，应该以研究勘测地区的水位升降的变化及其变化的规律为主。

　　在勘测调查研究中发现，地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时能对建筑物的稳定性产生直接威胁，其地基在建筑工程的范围之内。更糟糕的是，当土质不均匀、地下水位突然下降时，建筑物有可能会变形，然后被破坏。

　　经调查研究发现，地下水位的变化有规律可循。地下水位岩土层一般可以分为三大类，第一类是地下水位以上，第二类是地下水位变动带，第三类是地下水位以上。地下水以上部分由于经过长期的淋滤作用和铁铝富集，并对颗粒产生胶结和充填作用，从而大大增加了土拉间的连接能力，从而产生一种称之为“硬壳层”的东西，所以地下水位以上有一大一小的变化规律。而位于地下水位变动带的土层因为地下水交替非常地积极和活跃，所以岩土中的铁铝成分很快就被淋失，土质因此而变得非常松，从而导致了含水量、孔隙比增大、压缩模量、承载力降低这样的状况发生。相反的，处于地下水位以下的土层，地下水交替相对缓慢，氧化、水解作用由地下水交替的缓慢而变得相对弱小。扭土层的自重压力作用和土质相对密实这两种情况也能使含水贫、孔隙比减小，压缩模、承载力增高。

　　岩土的物理学性质变化规律与地下水位有着千丝万缕的关系。以各种各样的软质岩石、成因各有不同的粘性土、风化残积土尤为突出。由此看来，对地下水位的研究是十分重要的，同时得充分理解和分析岩土的物理学性质变化规律与地下水位的关系的研究。

　　3.3对地下水动水压力作用引起的岩土工程危害的研究。人为的地下水动水压力作用比天然的地下水动水压力作用对岩石工程的危害程度更大，影响范围更广。平常常见的危害如流砂、管涌、基坑突涌等就是由人为的地下水压力作用下改变了地下水天然动力的平衡条件而产生的。由此可见，对地下水动水压力作用的岩土工程危害的研究是很有必要的。

　　4 结语

　　由上综述可见，为了有效预防和将地下水对岩石工程的危害降到最小，工程地质勘查工作是不容忽视的。在进行地质勘查工作中，了解清楚所有关于岩土工程的水文地质状况，力求最大限度提高工程勘测质量。根据勘测实际情况，提出实际可行的预防和治理措施，并给设计师和工程队提供有帮助的水文地质材料。水文地质问题由于长期处于被忽视的状态，由此引发各式各样的岩土工程问题。由此可见，水文地质在工程勘测和设计施工中处于举足重轻的位置，不容忽略。尤为重要的是在勘测过程中，一定要查明与岩土工程密切相关的水文地质问题以及它将对岩土工程和建筑物产生什么样的作用和有什么样的影响，从而有效的为设计师和施工人员提供有价值的水文地质资料，力争把危害减到最小。

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　　作者简介：布日格德 内蒙古自治区第九地质矿产勘查开发院 内蒙古 锡林浩特市 026000

　　本文发表在《城市建设理论研究》2013年2月下旬第6期总第12期上