對巖土工程勘察中水文地質的分析與評價

摘要：在工程勘察中設計和施工過程中，水文地質問題始終是一個極為重要但也是一個易于被忽視的問題。由于沒有足夠的重視。導致地下水引起的各種巖土工程危害時有發生。為此，在巖土工程勘察中要求查明與巖土工程有關的水文地質問題，評估地下水對巖土工程有關的水文地質問題。評估地下水對巖土工程和建筑物的作用及影響。為設計和施工提供必要的水文地質資料以消除或減少地下水對巖土工程的危害。本文結合地下水對巖土工程的危害及地下水的腐蝕性，說明了巖土勘察中水文地質評價的內容及重要性。

關鍵詞：工程勘察 水文地質 地下水

水文地質問題在巖土工程勘察和施工中始終是一個極為重要又常被忽略的問題。地下水既是構成巖土體的重要組成部分，直接影響巖土體的工程特性，又是基礎工程中的重要環境要素，成為改變巖土體特征的因素之一，直接影響建筑物的穩定性和耐久性。在以往常規的巖土工程勘察中，大部分成果只對自然狀態下的水文地質條件做一般性的評價，很少能結合基礎設計、施工的需要來評價地下水對巖土工程的作用、影響、危害、預防和治理。在水文地質、工程地質條件較復雜的地區，由于工程勘察中對水文地質條件調查、研究的不深入，導致因地下水引起的各種巖土工程危害時有發生。

1 水文地質評價內容

工程地質勘察中水文地質評估內容在以往的工程勘察報告中，由于缺少結合基礎設計和施工需要評價地下水對巖土工程的作用和危害在很多地區已發生多起因地下水造成基礎下沉和建筑物開裂的質量事故，總結以往的經驗和教訓，我認為在今后在工程勘察中，對水文地質問題的評價主要考慮以下內容：①應重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預測可能產生的巖土工程危害，提出防治措施。②工程勘查密切結合建筑物地基基礎類型的需要，查明有關水文地質問題，提供選型所需的水文地質資料。③應從工程角度，按地下水對工程的作用與影響，提出不同條件下應當著重評價的地質問題，如：對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎中水對砼及砼內鋼筋的腐蝕性；對選用軟質巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎持力層的建筑場地，應著重評價地下水活動對上述巖土體可能產生的軟化、崩解、脹縮等作用；在地基基礎壓縮層范圍內存在松散、飽和的粉細砂、粉土時，應預測產生潛蝕、流砂、管涌的可能性；當基礎下部存在承壓含水層，應對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價；在地下水位以下開挖基坑，應進行滲透和富水性試驗。并評價由于人工降水引起土體沉降，邊坡失穩進而影響建筑物穩定性的可能。

2 地下水的腐蝕性

2.1 地下水的腐蝕性對建筑物危害分為多種，這里對潛水型作下探討，其地下水位動態主要受氣象水文因素影響，呈季節性變化；補水來源主要是人工灌水渠道補給，大氣降水補給甚少。某工程，地層在控制深度范圍（50m）內自上而下是填土、粉質黏土、粉土、粉細砂、粉土，粉細砂；根據巖土工程勘察報告的地下水質的分析結果中可知，潛水型地下水中的下層地下水呈現出更高礦化度。

當地下水中的某些化學成分含量過高時，水對建筑材料有腐蝕性；當地表水和土受到污染而某些成分過高時，也具有腐蝕性，因此在勘察、設計時需一并考慮。通過對若干地下水的水質資料的收集，發現對建筑材料有腐蝕性的SO42-及Cl-含量同一地段下層潛水型地下水比上層具更高礦化度；勘察工程所取水樣分析PH值均屬于弱堿性水。

2.2 防治措施防止、降低地下水腐蝕要采取廣泛的綜合措施， 因為地下水的污染是由整個周圍環境的污染造成的，地下水污染是可以防治的，把生產的工業廢料減少到最低程度，改善污水凈化排放工藝，加工利用工業和日常生活的廢料是解決地下水污染的重要措施，另外，混凝土的耐久性主要取決于兩個方面：水泥品質、水泥用量和水灰比；腐蝕介質的腐蝕類型和混凝土的環境暴露條件，對混凝土具有較強的結晶性腐蝕地段，應用抗硫酸鹽水泥或礦渣水泥較好；個別嚴重腐蝕的區域采用樁基礎時，同時也要對樁身采用防腐蝕措施，如表面用瀝青類、高分子樹脂等涂膜防護外，可采用場地降水、排水換土等綜合防治方法。

3 地下水引起的巖土工程危害

地下水引起的巖土工程危害，主要是由于地下水位升降變化和地下水動水壓力作用兩個方面的原因造成的。

3.1 地下水升降變化引起的巖土工程危害 地下水位變化可由天然因素或人為因素引起，但不管什么原因，當地下水位的變化達到一定程度時，都會對巖土工程造成危害，地下水位變化引起危害又可分為三種方式：

3.1.1 水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的，其主要受地質因素如含水層結構、總體巖性產狀；水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響，有時往往是幾種因素的綜合結果。

由于潛水面上升對巖土工程可能造成：①土壤沼澤化、鹽漬化，巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強。②斜坡、河岸等巖土體巖產生滑移、崩塌等不良地質現象。③一些具特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化。④引起粉細砂及粉土飽和液化、出現流砂、管涌等現象。⑤地下洞室充水淹沒，基礎上浮，建筑物失穩。

3.1.2 地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的，如集中大量抽取地下水，采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩，修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降，常常誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題，對巖土體、建筑物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大威脅。

3.1.3 地下水頻繁升降對巖土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形，當地下水升降頻繁時，不僅使巖土的膨脹收縮變形往復，而且會導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動帶內由于地下水的積極交替，會將土層中的膠結物——鐵、鋁成分流失，土層失去膠結物將造成土質變松、含水量孔隙比增大，壓縮模量、承載力降低，給巖土工程基礎選擇、處理帶來較大的麻煩。

3.2 地下水動壓力作用引起巖土工程危害 地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱，一般不會造成什么危害，但在人為工程活動中由于改變地下水天然動力平衡條件，在移動的動水壓力作用下，往往會引起一些嚴重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成條件和防治措施在有關的工程地質文獻已有較詳細的論述，這里不再重復。

4 地下水位對巖土物理力學性質的影響

地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形，嚴重者形成地裂，引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當地下水升降頻繁時或變化幅度大時，不僅使巖土的膨脹收縮變形往復，而且會導致巖土的膨脹收縮幅度加大。因此，在膨脹性巖土地區進行工程勘察時應特別注意對場地水文地質條件的研究，特別是地下水往往升降變化中高度和變化規律對地基基礎深度的選擇（宜選在地下水位以上或地下水位以下，不宜選在地下水位變動帶內）有主要的參考價值。

在建筑工程的地基內，當地下水位在基礎底面以下壓縮層范圍內發生變化時，就能直接影響建筑物的穩定性。若水位在壓縮層范圍內上升時，軟化地基土，使其強度降低、壓縮性增大，建筑物可能產生較大的沉降變形。若水位在壓縮層范圍下降時，巖土的自重應力增加，可能引起地基基礎的附加沉降，如果土質不均勻或地下水位的突然下降也可能使建筑物發生變形破壞。

綜上所述，水文地質工作在工程勘察中起著重要的作用，隨著工程勘察的發展，其必將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用。