關于巖土工程水文地質勘察的探究

【摘要】水文地質工作是巖土工程的重要部分，在工程勘察中占據著重要的地位。本文從地下水引起的巖土工程危害、巖土的水理性質、巖土工程水文地質勘察的影響因素以及巖土工程勘察水文地質參數的測定來探討工程地質勘察中水文地質勘察，最后論述了巖土工程勘察中水文地質的評價，以供參考。

【關鍵詞】工程勘察；水文地質；巖土；測定方法

對工程有影響的水文地質因素有：地下水的類型、地下水位及變動幅度、含水層和隔水層的厚度和分布及組合關系、土層或巖層滲透性強弱及滲透系數、承壓含水層的特征及水頭等。為提高工程地質勘察質量，在工程地質勘察中應查明與巖土有關的水文地質問題，評價地下水對巖土體和建筑工程可能產生的作用及其影響，且提供必要的水文地質資料。

一、地下水引起的巖土工程危害

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，主要有人類活動因素如工程建筑施工、工業廢水和生活污水的滲透等影響；地質因素如含水層巖土顆粒大小、總體巖性水平變化等。有時往往是幾種因素的綜合結果。比如土壤沼澤化、鹽漬化，造成巖土中地下水對建筑物腐蝕性增強。斜坡、河岸等巖土產生滑移、崩塌等不良地質現象。一些具特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化等危害性。

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以及上游筑壩截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降可能引起巖土工程的危害主要體現在以下幾個方面：（1）常常誘發地裂、地表塌陷、地面塌陷等地質災害，對巖土體、建筑物的穩定性產生重大影響并直接威脅人類生命財產安全。（2）地下水源枯竭、水質惡化等環境問題，對人類自身的居住環境造成很大威脅。（3）施工降水等活動中產生水頭差導致動水壓力的產生，使粉細砂、粉土層中的土顆粒受到沖刷，將細顆粒沖走，使土的結構遭到破壞。

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發生，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頻繁交替，會將土層中膠結物一鐵、鋁成分淋失，使土層失去膠結物而變得松軟，孔隙比增大，含水量增多，壓縮性增大，強度降低，給巖土工程基礎選擇、處理帶來較大的麻煩。

二、巖土的水理性質

巖土的水理性質是指巖土與水相互作用時巖土顯示出來的各種性質。

1、地下水按其在巖土中的賦存形式可分為結合水、重力水和毛細管水三種，其中結合水又可分為強結合水和弱結合水兩種。

2、巖土的主要的水理性質：①軟化性，是指巖土體浸水后，力學強度降低的特性，一般用軟化系數表示，它是判斷巖石耐風化、耐水浸能力的指標。②透水性，是指在水的重力作用下，巖土允許水透過自身的性能。透水性通常以滲透系數表示，巖土體的滲透系數可通過抽水試驗求取。③崩解性，是指巖土浸水濕化后，由于土粒連接被削弱、破壞，使土體崩散、解體的特性。④給水性，是指在重力作用下飽水巖土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能，以給水度表示。⑤脹縮性，是指巖土吸水后體積增大，失水后體積減小的特性，巖土的脹縮性是由于顆粒表面結合水膜吸水變厚、失水變薄造成的。

三、巖土工程水文地質勘察的影響因素

1、自然地理條件。包括氣象水文特征和地形地貌等內容。氣象水文特征是指工程所屬地域是屬于亞熱帶還是熱帶，擁有的濕潤程度與熱量等。

2、地質環境條件。包括工程所在區域的地質構造特征、基底構造及其地層巖性、新構造運動等方面的內容。

3、地下水位情況。包括近2～5年最高地下水位、水位變化趨勢；地下水補給排泄條件、地表水與地下水的補排關系及對地下水位的影響等。地下水位的變化對巖土工程的影響巨大，是工程勘察的重點內容。

4、含、隔水層情況。各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類型、流向、水位及其變化幅度；主要含水層的分布、厚度及埋深等；不同地質條件下對地下水賦存和滲流狀態的影響、判定地下水水質對建筑材料的腐蝕性等。

四、巖土工程勘察水文地質參數的測定

為了定量說明巖土體中的水文地質條件，在勘察中還應明確如何測定我們所需要的水文地質參數。

1、地下水的測量要求：（1）地下水水位的測定，在工程地質勘察中，凡遇含水地層時，均應測定地下水位。其中靜止水位的測量應有一定的穩定時間，其穩定時間按含水層的滲透性確定；當采用泥漿鉆進時，測水位前應將測水管打入含水層中20cm或洗孔后測量；對多層含水層的水位測量，必要時應采取止水措施與其他含水層隔開。（2）測定地下水流向可用幾何法，并同時測量各孔內水位，確定地下水的流向。地下水流速的測定可采用批示劑法或充電法。（3）抽水試驗應符合抽水試驗方法，可根據滲透系數的應用范圍具體選用不同的方法；抽水試驗宜三次降深，最大降深應接近工程設計所需的地下水位降深的標高；水位測量應采用同一方法和儀器，讀數對抽水孔為厘米，對觀測孔為毫米；當涌水量與時間關系曲線和動水位與時間的關系曲線，在一定范圍內波動，而沒有持續上升和下降時，可認為已經穩定；抽水結束后應測量恢復水位等。（4）滲水試驗和注水試驗可在度坑或鉆孔中進行。對砂土和粉土，可采用試坑單環法；對粘性土可采用試坑雙環法；試驗深度較大時可采用鉆孔法。（5）壓水試驗應根據工程要求，結合工程地質測繪和鉆探資料，確定試驗孔位，按巖層的滲透特性劃分試驗段，按需要確定試驗的起始壓力、最大壓力和壓力級數，及時繪制壓力與壓入水量的關系曲線，計算試段的透水率，確定P—Q曲線類型。

2、測定不同的水文地質參數選擇不同的測定方法：（1）測水位：鉆孔、探井或測壓管觀測。（2）滲透系數、導水系數：抽水試驗、注水試驗、壓水試驗、室內滲透試驗。（3）給水度、釋水系數：單孔抽水試驗、非穩定流抽水試驗、地下水位長期觀測、室內試驗。（4）越流系數、越流因數：多孑L抽水試驗。（5）單位吸水率：注水試驗、壓水試驗。（6）毛細水上升高度：試坑觀測、室內試驗。

五、巖土工程勘察中水文地質的評價

1、工程地質勘察中還應密切結合建筑物地基基礎類型，查明與該地基基礎類型有關的水文地質問題，提供選型所需的水文地質資料。

2、應重點評價地下水對巖土體和建筑的作用和影響，預測可能產生的巖土工程危害，提出防治措施。

3、不僅要查明地下水的天然賦存狀態和天然條件下的變化規律，更重要的是分析和預測今后在人為工程活動影響下地下水的變化情況，及其對巖土體和建筑物的不良作用。地下水位的高低對各種建筑物都很重要，在分析工程地質問題時，地下水位以上和以下要分別對待。

4、按地下水對工程的作用與影響，提出在不同條件下應當重點評價的地質問題并提出防治措施。

5、密切結合建筑物地基基礎類型（如基坑工程、邊坡工程、樁基工程）和施工需要，查明有關水文地質問題，提供所需的水文地質參數。

結束語

綜上所述，巖土工程計算不精確的原因有地質條件、計算模式、計算參數等方面，因此要做好水文地質勘察，必須掌握最可信的地質條件及原型實測，才能保證工程質量。

參考文獻：

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[2]常士驃，張蘇民，等.工程地質手冊[M].4版.北京：中國建筑工業出版社，2007.