摘要:水文地質(zhì)勘察是研究水文地質(zhì)條件的主要手段,其目的是為了查明地下水的形成和分布規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上對(duì)地下水資源作出水量與水質(zhì)評(píng)價(jià),從而為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供水文地質(zhì)依據(jù)。但往往在工程勘察設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中,水文地質(zhì)問(wèn)題常常被忽視。本文從以往工程勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題被忽視的原因進(jìn)行分析,并做出評(píng)價(jià)其危害給工程帶來(lái)的不便。 

  關(guān)鍵詞:工程勘察; 水文地質(zhì); 危害 

  實(shí)踐證明,在工程勘察,設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中,水文地質(zhì)問(wèn)題始終是一個(gè)極為重要但也是一個(gè)易于被忽視的問(wèn)題。之所以重要,是因?yàn)樗牡刭|(zhì)和工程地質(zhì)二者關(guān)系極為密切,互相聯(lián)系和互相作用,地下水既是巖土體的組成部分,直接影響巖土體工程特性,又是基礎(chǔ)工程的環(huán)境,影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。至于容易被忽視,是在實(shí)際的勘察工作中,在勘探成果內(nèi)因?yàn)楹苌僦苯由婕八膮?shù)的利用,水文地質(zhì)問(wèn)題往往只被認(rèn)為是象征性的工作, 在勘察中大多只是簡(jiǎn)單地對(duì)天然狀態(tài)下的水文地質(zhì)條件作一般性評(píng)價(jià)。 

  在一些水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū),由于工程勘察中對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題研究不深人,設(shè)計(jì)中又忽視了水文地質(zhì)問(wèn)題,經(jīng)常發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害問(wèn)題,令勘察和設(shè)計(jì)處于難堪的境地。為提高工程勘察質(zhì)量,在勘察中加強(qiáng)水文地質(zhì)問(wèn)題的研究是十分必要的, 在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題,評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用及其影響,更要提出預(yù)防及治理措施的建議,為設(shè)計(jì)和施工提供必要的水文地質(zhì)資料, 以消除或減少地下水對(duì)巖土工程的危害。   

  一、 工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容   

  在以往的工程勘察報(bào)告中,由于缺少結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工需要評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土工程的作用和危害,總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),我們認(rèn)為今后在工程勘察中,對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià), 主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容: 

 。ㄒ唬⿷(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害, 提出防治措施。 

 。ǘ┕こ炭辈熘羞應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要,查明有關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。 

 。ㄈ┎粌H要查明地下水的天然狀態(tài)和天然條件下的影響,更重要的是分析預(yù)測(cè)在人為工程活動(dòng)中地下水的變化情況,及對(duì)巖土體和建筑物的反作用。 

 。ㄋ模⿷(yīng)從工程角度,按地下水對(duì)工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題。   

  二、 重視巖土水理性質(zhì)的測(cè)試和研究   

  巖土水理性質(zhì)是指巖土與地下水相互作用時(shí)顯示出來(lái)的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖土重要的工程地質(zhì)性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形,而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試比較重視, 對(duì)巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視,因而對(duì)巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的評(píng)價(jià)是不夠全面的。巖土的水理性質(zhì)是巖土與地下水相互作用顯示出來(lái)的性質(zhì),而地下水在巖土中有不同的賦存方式,不同形式的地下水對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響程度有所不同,而且影響程度又與巖土類型有關(guān)。 

  結(jié)合水是地下水在粘性土中的主要賦存形式,在砂土中含量甚微。結(jié)合水尤其是弱結(jié)合水與粘性土相互作用時(shí)顯示出來(lái)的性質(zhì)如可塑性、膨脹性、收縮性等歸為粘性土的物理力學(xué)性質(zhì),因其受強(qiáng)力束縛,活動(dòng)范圍極為有限,對(duì)巖土的動(dòng)態(tài)水理性質(zhì)影響較小! 

  三、全面了解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(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面的原因造成的。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(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_(dá)到一定程度時(shí),都會(huì)對(duì)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。 

 。ㄒ唬┧簧仙鸬膸r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(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)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(shí)往往是幾種因素的綜合結(jié)果。分別如下: 

  1、含水層顆粒細(xì)小,其滲透性弱,地下徑流差,尤其是上覆粗粒松散地層時(shí),地表水容易下滲; 

  2、當(dāng)包氣帶薄時(shí),毛細(xì)帶接近地表,土飽和差小; 

  3、地下水流梯度小或者平緩時(shí),排泄不暢; 

  4、當(dāng)含水層沿水流方向巖性突然變細(xì)、滲透性減弱或遇到隔水層時(shí),潛水排泄困難。 

  由于潛水位升高引起的主要巖土工程危害有: 

  (1)土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng)。 

  (2)斜坡、河岸等巖土產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。 

  (3)一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化。 

  (4)引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象。 

  (5)地下洞室充水淹沒(méi),基礎(chǔ)上浮、建筑物失穩(wěn)。 

 。ǘ┑叵滤幌陆狄鸬膸r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(dòng)中的礦床疏干以及上游筑壩,修建水庫(kù)截奪下游地下水的補(bǔ)給等。地下水的過(guò)大下降,常常誘發(fā)地裂、地面沉降。地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問(wèn)題,對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。 

 。ㄈ 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),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。 

  地下水在天然狀態(tài)下動(dòng)水壓力作用比較微弱,一般不會(huì)造成什么危害,但在人為工程活動(dòng)中由于改變了地下水天然動(dòng)力平衡條件,在移動(dòng)的動(dòng)水壓力作用下,往往會(huì)引起一些嚴(yán)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(guān)的工程地質(zhì)文獻(xiàn)中已有較詳細(xì)的論述,這里不再重復(fù)。 

 。ㄋ模 地下水位對(duì)巖土物理力學(xué)性質(zhì)的影響 

  在地下水位以上、地下水位變動(dòng)帶和地下水位以下,具有明顯的變化規(guī)律:土體從上到下,有天然含水量、孔隙比由小→大→小,壓縮模量、承載力由大→小→大的變化規(guī)律。這是由于地下水位以上部位,經(jīng)長(zhǎng)期淋濾作用,鐵鋁富集,并對(duì)土顆粒起膠結(jié)和充填作用,增大了土粒間連接力,往往形成“硬殼層”,因而含水量、孔隙比小而壓縮模量和承載力增高;而位于地下水位變動(dòng)帶的土層,由于地下水積極交替,土中的鐵鋁成分淋失,土質(zhì)變松,因而含水量、孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低;位于地下水位以下的土層,由于地下水交替緩慢,氧化、水解作用減弱,加之上覆土層的自重壓力作用,土質(zhì)比較密實(shí),因而含水量、孔隙比減小,壓縮模量、承載力增高。但應(yīng)當(dāng)指出,殘積土與強(qiáng)風(fēng)化巖接觸部位,由于強(qiáng)風(fēng)化巖中往往含有風(fēng)化孔隙裂隙水,直接作用于殘積土底部土層,因而往往在殘積土與強(qiáng)風(fēng)化巖接觸帶形成一個(gè)軟塑土層。說(shuō)明巖土特別是各類軟質(zhì)巖石、風(fēng)化殘積土、不同成因的粘性土等,其物理力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律,與地下水位有著密切的聯(lián)系。因此,在分析研究巖土物理力學(xué)的變化規(guī)律時(shí),應(yīng)充分重視地下水位這一重要影響因素。 

  水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用,隨著工程勘察的發(fā)展,其必將受到越來(lái)越廣泛的重視,切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)勘察水平的提高起著極大的推動(dòng)作用。