摘要：在工程地質(zhì)勘察中，水文地質(zhì)工作對(duì)建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、持力層設(shè)置、災(zāi)害防治具有重要作用， 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，工程地質(zhì)勘察越來(lái)越受到相關(guān)部門重視。在工程中一定要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行勘察， 然后在制定施工方案和防護(hù)方法，身為一名從事巖土工程的工作人員，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)自身對(duì)于巖土工程地質(zhì)勘察的理解， 充分了解水文地質(zhì)問(wèn)題在巖土工程中的重要性。本文探討了巖土工程勘察中水文地質(zhì)勘察的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：巖土工程；水文地質(zhì)；勘察；問(wèn)題
中圖分類號(hào)： D918.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
水文在地質(zhì)方面的各種現(xiàn)象都會(huì)對(duì)巖土工程的勘察產(chǎn)生影響， 因此做好水文地質(zhì)研究工作對(duì)巖土類工程的勘測(cè)有著極大的影響和促進(jìn)效果， 進(jìn)而對(duì)建筑物位置的遴選; 工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和建設(shè)， 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防等方面都起著十分有價(jià)值的指導(dǎo)意義。隨著現(xiàn)代工程建設(shè)的不斷發(fā)展， 水文及地質(zhì)的勘測(cè)越來(lái)越受到廣泛的重視， 并發(fā)揮著積極的作用。
一、巖土工程中水文地質(zhì)的勘察要求
在巖土工程勘察中，應(yīng)根據(jù)工程的具體要求，通過(guò)搜集資料和水文地質(zhì)勘察工作，查明工程所屬區(qū)域的水文地質(zhì)條件。
1、 自然地理環(huán)境
主要指的是地形地貌與氣象水文的特征， 地形地貌方面的條件包括該工程所在區(qū)域的地形開(kāi)闊程度與平坦程度、地貌特征、周邊的水系情況、地貌侵蝕情況以及堆積現(xiàn)象等。象水文特征主要指工程當(dāng)?shù)氐臍夂驇闆r，是否是季風(fēng)氣候，
以及該氣候下的熱量和濕潤(rùn)情況等。
2、 地質(zhì)環(huán)境
包括工程所在區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征、基底構(gòu)造及其對(duì)第四系厚度的控制、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、 其他情況
該區(qū)域的地質(zhì)情況，尤其是隔水層與含水層的埋藏條件、地下水的類型和水位、流向以及變化幅度；主要的含水層埋藏深度與厚度及其分布情況； 地層滲透系數(shù)以及對(duì)地下水賦存和滲流狀態(tài)的影響等等。
二、巖土水理性質(zhì)
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)都是巖土的重要性質(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)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)，下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響，然后再對(duì)巖土的幾個(gè)重要的水理性質(zhì)及研究測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
1、地下水的賦存形式
地下水按其在巖土中的賦存形式可分為結(jié)合水、毛細(xì)管水和重力水３種，其中結(jié)合水又可分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水２種。
2、巖土的主要的水理性質(zhì)及測(cè)試辦法
�。�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)。在巖石層中存在易軟化巖層時(shí)，在地下水的作用下往往會(huì)形成軟弱夾層。各類成因的粘性上層、泥巖、頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。
（2）透水性，是指水在重力作用下，巖土容許水透過(guò)自身的性能。松散巖土的顆粒愈細(xì)、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅(jiān)硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育，其透水性就愈強(qiáng)。透水性一般可用滲透系數(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。。以某地區(qū)的殘積土為例，巖土一般崩解的時(shí)間為6 ～24h， 崩解量1.83%～33%。不同類型的殘積土，其崩解方式有較大差異，如水云母、蒙脫石、高嶺土等殘積土主要以散開(kāi)方式崩解，而石英等殘積土則常見(jiàn)于裂開(kāi)狀崩解。
（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的性能，以給水度表示。給水度是含水層的幾個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù)，也影響場(chǎng)地疏干時(shí)間。給水度一般采用實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)定。
（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，巖土的漲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、 地下水對(duì)工程帶來(lái)的諸多影響分析
1、水位上升對(duì)巖土工程的影響
引起地下水水位上升現(xiàn)象的因素多種多樣。其中地質(zhì)因素如總體巖性產(chǎn)狀以及含水層結(jié)構(gòu)等是其中重要的一個(gè)因素；氣象因素如氣溫、降雨量等也會(huì)影響地下水的水位；人為因素如工程施工、灌溉等也會(huì)對(duì)地下水位造成影響[4]。地下水水位上升對(duì)巖土工程的影響如表1 所示。
表1 地下水位上升對(duì)巖土工程的危害
2、 地下水位下降造成的危害
通常情況下，大多數(shù)都是因人為因素引起的地下水位下降，例如：人們不加節(jié)制的抽取地下水，在上游修建水庫(kù)，攔截地下水。由于人們頻繁的活動(dòng)導(dǎo)致地下水大大下降，這樣一來(lái)，可能會(huì)使地面出現(xiàn)沉陷、坍塌等災(zāi)害。另外，也會(huì)出現(xiàn)地下水資源缺乏的現(xiàn)象。上述這些問(wèn)題勢(shì)必會(huì)對(duì)巖土體、建筑等的安全性與穩(wěn)定性造成一定威脅，從而影響人類的可持續(xù)發(fā)展。
3、地下水的腐蝕性
地下水對(duì)建筑物會(huì)產(chǎn)生腐蝕性危害。由于人為活動(dòng)的影響, 比如工業(yè)污水、生活廢水的排放, 有些地區(qū), 特別是城區(qū)的地下水受到不同程度的污染, 在地下水里含有某些化學(xué)微量元素, 這些元素增加, 下層出現(xiàn)高礦化、氯離子化。這樣就會(huì)對(duì)建筑材料有腐蝕性, 可以腐蝕水泥, 減輕水泥硬度; 也可以與鐵離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 破壞水泥和鋼筋的整體性, 并減弱鋼筋強(qiáng)度, 危害建筑物安全。防治措施。預(yù)防地下水腐蝕要采取綜合措施, 最主要的就是防止地下水受到污染。減少工業(yè)廢水排放以及廢料的任意丟棄和堆放, 規(guī)范生活廢水排放, 增加污水處理設(shè)備, 提高污水凈化處理能力, 都是行之有效的防止地下水污染的措施。另外, 還可以改善水泥品質(zhì), 提高水泥自身抗腐蝕性, 或者給水泥樁身采用防腐措施等。
四、巖土工程勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題的注意事項(xiàng)
1、加大對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的重視程度
為了保證地質(zhì)勘查的質(zhì)量，在地質(zhì)勘查過(guò)程中，除了要對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行深入的研究外， 還要將與巖土有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題放在重點(diǎn)的位置進(jìn)行分析， 地質(zhì)勘查中需要重點(diǎn)勘查的水文地質(zhì)內(nèi)容一般可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行考慮。首先，自然地理?xiàng)l件。水文地質(zhì)勘察中的自然地理?xiàng)l件應(yīng)該包括氣象水文特征和地形地貌等內(nèi)容，其中前者主要應(yīng)該包括工程所在區(qū)域的季風(fēng)情況以及氣候的濕潤(rùn)程度等；而后者主要包括工程所在區(qū)域的水系、平原、高原的基本特征，以及地形的平坦開(kāi)闊程度、地貌的侵蝕情況以及地表堆積物情況等；其次，地質(zhì)環(huán)境。工程區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境應(yīng)該包括該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、基底構(gòu)造、底層巖性以及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等等內(nèi)容；再次，地下水位情況。水文地質(zhì)勘察中的地下水位情況應(yīng)該主要對(duì)近些年地下水位的最高值以及其變化趨勢(shì)、地下水的補(bǔ)給排泄條件、地下水與地表水之間的補(bǔ)給關(guān)系等內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)有效的分析；最后，含隔水層的情況這一部分內(nèi)容應(yīng)該對(duì)這兩個(gè)水層的埋藏條件、地下水類型、流向、水位等內(nèi)容進(jìn)行勘察。另外對(duì)含水層的實(shí)際分布情況以及其厚度和深度等進(jìn)行研究。對(duì)該區(qū)域的地層滲透系數(shù)、地下水賦存以及滲透的影響以及地下水對(duì)建筑材料的腐蝕情況等等。
2、重視水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)定
�。�1） 抽水試驗(yàn)
鉆孔抽水試驗(yàn)：為查明地下水的水位埋深、水量大小，以便計(jì)算基坑涌水量和確定施工降排水措施、評(píng)價(jià)地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性。由于場(chǎng)地內(nèi)地下水埋藏較深且水量較小。為此本次勘察對(duì)建筑主樓采用提桶抽水法進(jìn)行抽水試驗(yàn)。
�。╝）影響半徑的計(jì)算。當(dāng)試驗(yàn)外業(yè)作業(yè)完成后，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析。本次試驗(yàn)是對(duì)一個(gè)觀測(cè)孔承壓完整井的抽水試驗(yàn)。根據(jù)我國(guó)行業(yè)規(guī)范《巖土工程試驗(yàn)檢測(cè)手冊(cè)》的有關(guān)公式確定影響半徑，計(jì)算公式為：
式中：r1———觀測(cè)孔至抽水孔中心的距離（m）；
r———抽水孔半徑（m）；
S1———觀測(cè)孔水位降深值（m）；
S———抽水孔水位降深值（m）；
R———影響半徑（m）。
�。╞）滲透系數(shù)的計(jì)算。本次試驗(yàn)是對(duì)一個(gè)觀測(cè)孔承壓完整井的抽水試驗(yàn)。根據(jù)我國(guó)行業(yè)規(guī)范《巖土工程試驗(yàn)檢測(cè)手冊(cè)》的有關(guān)公式確定影響半徑，計(jì)算公式為：
式中：M———承壓含水層厚度（m）；
Q———出水量（×10-6m3/g）；
k———滲透系數(shù)（cm/s）。
表2 抽水試驗(yàn)孔滲透系數(shù)計(jì)算表
�。�2）水位觀測(cè)
巖土工程勘察工作中水位的測(cè)定方法主要有：鉆孔、探井和測(cè)壓觀測(cè)等。結(jié)合工程的特點(diǎn)，根據(jù)鉆孔實(shí)測(cè)的混合水位、個(gè)別水文觀測(cè)孔，并收集了施工現(xiàn)場(chǎng)周邊地區(qū)同一時(shí)間段內(nèi)穩(wěn)定水位測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核。
綜上所述，巖土工程問(wèn)題中，地下水問(wèn)題占有相當(dāng)重要的位置，準(zhǔn)確合理地查明地下水位，不僅使資料的可靠程度更高，而且可更好地利用巖土體的潛在能力。因此，為提高工程勘察質(zhì)量，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，以消除或減少地下水對(duì)巖土工程的危害；伴隨著工程勘察的發(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。
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