關(guān)于巖土工程水文地質(zhì)勘察的探究

【摘要】水文地質(zhì)工作是巖土工程的重要部分，在工程勘察中占據(jù)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(zhì)、巖土工程水文地質(zhì)勘察的影響因素以及巖土工程勘察水文地質(zhì)參數(shù)的測(cè)定來(lái)探討工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)勘察，最后論述了巖土工程勘察中水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】工程勘察；水文地質(zhì)；巖土；測(cè)定方法

對(duì)工程有影響的水文地質(zhì)因素有：地下水的類型、地下水位及變動(dòng)幅度、含水層和隔水層的厚度和分布及組合關(guān)系、土層或巖層滲透性強(qiáng)弱及滲透系數(shù)、承壓含水層的特征及水頭等。為提高工程地質(zhì)勘察質(zhì)量，在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)查明與巖土有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題，評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑工程可能產(chǎn)生的作用及其影響，且提供必要的水文地質(zhì)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(dòng)因素如工程建筑施工、工業(yè)廢水和生活污水的滲透等影響；地質(zhì)因素如含水層巖土顆粒大小、總體巖性水平變化等。有時(shí)往往是幾種因素的綜合結(jié)果。比如土壤沼澤化、鹽漬化，造成巖土中地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng)。斜坡、河岸等巖土產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)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(bǔ)給等。地下水的過(guò)大下降可能引起巖土工程的危害主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）常常誘發(fā)地裂、地表塌陷、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性產(chǎn)生重大影響并直接威脅人類生命財(cái)產(chǎn)安全。（2）地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問(wèn)題，對(duì)人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。（3）施工降水等活動(dòng)中產(chǎn)生水頭差導(dǎo)致動(dòng)水壓力的產(chǎn)生，使粉細(xì)砂、粉土層中的土顆粒受到?jīng)_刷，將細(xì)顆粒沖走，使土的結(jié)構(gòu)遭到破壞。

3、地下水頻繁升降對(duì)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(chǎn)生不均勻的脹縮變形，當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí)，不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù)發(fā)生，而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，進(jìn)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(dòng)帶內(nèi)由于地下水的頻繁交替，會(huì)將土層中膠結(jié)物一鐵、鋁成分淋失，使土層失去膠結(jié)物而變得松軟，孔隙比增大，含水量增多，壓縮性增大，強(qiáng)度降低，給巖土工程基礎(chǔ)選擇、處理帶來(lái)較大的麻煩。

二、巖土的水理性質(zhì)

巖土的水理性質(zhì)是指巖土與水相互作用時(shí)巖土顯示出來(lái)的各種性質(zhì)。

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

2、巖土的主要的水理性質(zhì)：①軟化性，是指巖土體浸水后，力學(xué)強(qiáng)度降低的特性，一般用軟化系數(shù)表示，它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。②透水性，是指在水的重力作用下，巖土允許水透過(guò)自身的性能。透水性通常以滲透系數(shù)表示，巖土體的滲透系數(shù)可通過(guò)抽水試驗(yàn)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(jié)合水膜吸水變厚、失水變薄造成的。

三、巖土工程水文地質(zhì)勘察的影響因素

1、自然地理?xiàng)l件。包括氣象水文特征和地形地貌等內(nèi)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(rùn)程度與熱量等。

2、地質(zhì)環(huán)境條件。包括工程所在區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征、基底構(gòu)造及其地層巖性、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等方面的內(nèi)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(shì)；地下水補(bǔ)給排泄條件、地表水與地下水的補(bǔ)排關(guān)系及對(duì)地下水位的影響等。地下水位的變化對(duì)巖土工程的影響巨大，是工程勘察的重點(diǎn)內(nèi)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(zhì)條件下對(duì)地下水賦存和滲流狀態(tài)的影響、判定地下水水質(zhì)對(duì)建筑材料的腐蝕性等。

四、巖土工程勘察水文地質(zhì)參數(shù)的測(cè)定

為了定量說(shuō)明巖土體中的水文地質(zhì)條件，在勘察中還應(yīng)明確如何測(cè)定我們所需要的水文地質(zhì)參數(shù)。

1、地下水的測(cè)量要求：（1）地下水水位的測(cè)定，在工程地質(zhì)勘察中，凡遇含水地層時(shí)，均應(yīng)測(cè)定地下水位。其中靜止水位的測(cè)量應(yīng)有一定的穩(wěn)定時(shí)間，其穩(wěn)定時(shí)間按含水層的滲透性確定；當(dāng)采用泥漿鉆進(jìn)時(shí)，測(cè)水位前應(yīng)將測(cè)水管打入含水層中20cm或洗孔后測(cè)量；對(duì)多層含水層的水位測(cè)量，必要時(shí)應(yīng)采取止水措施與其他含水層隔開(kāi)。（2）測(cè)定地下水流向可用幾何法，并同時(shí)測(cè)量各孔內(nèi)水位，確定地下水的流向。地下水流速的測(cè)定可采用批示劑法或充電法。（3）抽水試驗(yàn)應(yīng)符合抽水試驗(yàn)方法，可根據(jù)滲透系數(shù)的應(yīng)用范圍具體選用不同的方法；抽水試驗(yàn)宜三次降深，最大降深應(yīng)接近工程設(shè)計(jì)所需的地下水位降深的標(biāo)高；水位測(cè)量應(yīng)采用同一方法和儀器，讀數(shù)對(duì)抽水孔為厘米，對(duì)觀測(cè)孔為毫米；當(dāng)涌水量與時(shí)間關(guān)系曲線和動(dòng)水位與時(shí)間的關(guān)系曲線，在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，而沒(méi)有持續(xù)上升和下降時(shí)，可認(rèn)為已經(jīng)穩(wěn)定；抽水結(jié)束后應(yīng)測(cè)量恢復(fù)水位等。（4）滲水試驗(yàn)和注水試驗(yàn)可在度坑或鉆孔中進(jìn)行。對(duì)砂土和粉土，可采用試坑單環(huán)法；對(duì)粘性土可采用試坑雙環(huán)法；試驗(yàn)深度較大時(shí)可采用鉆孔法。（5）壓水試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)工程要求，結(jié)合工程地質(zhì)測(cè)繪和鉆探資料，確定試驗(yàn)孔位，按巖層的滲透特性劃分試驗(yàn)段，按需要確定試驗(yàn)的起始?jí)毫?、最大壓力和壓力?jí)數(shù)，及時(shí)繪制壓力與壓入水量的關(guān)系曲線，計(jì)算試段的透水率，確定P—Q曲線類型。

2、測(cè)定不同的水文地質(zhì)參數(shù)選擇不同的測(cè)定方法：（1）測(cè)水位：鉆孔、探井或測(cè)壓管觀測(cè)。（2）滲透系數(shù)、導(dǎo)水系數(shù)：抽水試驗(yàn)、注水試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)、室內(nèi)滲透試驗(yàn)。（3）給水度、釋水系數(shù)：?jiǎn)慰壮樗囼?yàn)、非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)、地下水位長(zhǎng)期觀測(cè)、室內(nèi)試驗(yàn)。（4）越流系數(shù)、越流因數(shù)：多孑L抽水試驗(yàn)。（5）單位吸水率：注水試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)。（6）毛細(xì)水上升高度：試坑觀測(cè)、室內(nèi)試驗(yàn)。

五、巖土工程勘察中水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)

1、工程地質(zhì)勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型，查明與該地基基礎(chǔ)類型有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。

2、應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑的作用和影響，預(yù)測(cè)可能產(chǎn)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(tài)和天然條件下的變化規(guī)律，更重要的是分析和預(yù)測(cè)今后在人為工程活動(dòng)影響下地下水的變化情況，及其對(duì)巖土體和建筑物的不良作用。地下水位的高低對(duì)各種建筑物都很重要，在分析工程地質(zhì)問(wèn)題時(shí)，地下水位以上和以下要分別對(duì)待。

4、按地下水對(duì)工程的作用與影響，提出在不同條件下應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題并提出防治措施。

5、密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型（如基坑工程、邊坡工程、樁基工程）和施工需要，查明有關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題，提供所需的水文地質(zhì)參數(shù)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，巖土工程計(jì)算不精確的原因有地質(zhì)條件、計(jì)算模式、計(jì)算參數(shù)等方面，因此要做好水文地質(zhì)勘察，必須掌握最可信的地質(zhì)條件及原型實(shí)測(cè)，才能保證工程質(zhì)量。

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