水文地质问题对岩土工程的危害及防治措施

关键词：岩土工程；勘察；水文地质 

abstract: inthe survey, to strengthen the study of hydrogeological problems is very necessary, not only requires the identification of hydrogeological and geotechnical engineering in the engineering investigation, evaluation of groundwater and its impact on rock and soil and buildings, but also to recommendations for the prevention and control measures, provide the necessary hydrogeological data for the design and construction, for eliminate or reduce groundwater geotechnical hazards.key words: geotechnical engineering; inspections; hydrogeological 

中图分类号： td12文献标识码：a文章编号： 

岩土工程勘察、设计和施土过程中地下水问题始终是一个极为重要而且也是一个易于被忽视的问题，由于没有足够重视，导致地下水引起的各种岩土工程危害时有发生。为此，在岩土工程勘察中要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土工程和建筑物的作用及其影响，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。 

1、水文地质的勘察要求 

水文地质的勘察要依据区域性的气候状况、地下水的的埋藏条件和工程特点，以开展有针对性的勘察。 

（1）工程勘察中不仅要查明地下水的静态埋藏条件，更重要的是要分析预测在人为工程活动中地下水埋藏条件的变化，及其对工程活动、对岩土体和对周边环境的反作用，这是岩土工程设计与施工中必然遇到的问题。需要查明含水层的分布、厚度及埋深，各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度；通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数。 

（2）工程勘察中的水文地质勘察要求，应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重勘察的水地质问题。区域性气候资料，如降水量、蒸发量、历史最高水位、近 3～5年最高地下水位、水位变化趋势；地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对水位的影响。 

（3）水文地质勘察要与建筑物的基本要求相符合，能够确保建筑物的安全，要为建筑物的建设提供数据的支持。在地下水位以下开挖基坑、采取排水措施时，应根据抽水试验资料，评价含水地层的渗透性和富水性，以及由于工程施工降水，在地下水位下降影响范围内，能否引起土体沉降、地面沉降或边坡失稳，影响周围建筑物的稳定性。 

2、岩土工程地质勘察中水文地质评价内容 

地质勘察的内容相当广阔，岩土工程勘察是工程设计的先决条件。一般岩土工程信息，包括地形地貌、地层界面、断层、地下水位、风化层厚度以及各种物探、钻探资料。 

(1)应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施；评价要对项目概况、勘察目的、任务要求、依据的技术标准、完成的工作量、场地的自然地理、地形、地貌；地质构造、地层、岩土性质及其均匀性，各项岩土性质指标，岩土的强度及变形参数、地基承载力的建议值，地下水埋藏情况、类型、水位及其变化，水、土对建筑材料的腐蚀性评判，场地的稳定性和适宜性评价等。 

(2)工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料；按水文地质时代、成因类型、岩性、状态和物理力学性质划分，岩层按岩性、风化程度、物理力学性质划分，将岩层和水文地质与建筑物的具体要求结合起来。勘察场地有无活动断裂通过，附近有无发震断裂，场地及其附近有无不良地质作用，其发展趋势对场地的影响程度如何。 

（3）勘察评价的主要内容有：岩土工程地质分层及工程地质条件评价，地下水简述及水、土腐蚀性评价，场地稳定性和适宜性，场地与地基抗震分析与评价，地基基础方案分析与评价，水、土腐蚀性试验与评价，详细论述各工程地质层的分布、埋藏条件、岩性和状态，应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题 ，如 ：①对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。②对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。 

3、地下水引起的岩土工程危害及预防措施 

地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的，地下水位和地下水动水压力的作用主要是引起地下土层中的成分发生变化，引起土层的疏松和软土层，造成土层流失，形成管涌、基坑突涌等地质危害。 

（1）地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，地下水位变化引起危害又可分为三种方式： 

第一，水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状；水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响，有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成：①土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂，管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没，基础上浮，建筑物失稳。 

第二，地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水．采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝，修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降，常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。 

第三，地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时．不仅使岩上的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透，会将土层中的铁、铝成分淋失，土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大，压缩模量、承载力降低，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。 

（2）地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件，在动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。在基坑下部有承压含水层存在时，开挖基坑减小了承压含水层上覆隔水层的厚度，当隔水层减小到一定程度时，承压水的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板，造成突涌现象。由于地下水水位涨落交替，地下水的动压力反复变化，土中的铁铝等矿物成分的流失，土质变松，因而含水量、孔隙比增大，压缩模量、水压力降低，导致地基的承载力降低，容易给岩土工程造成危害。 

（3）地下水引起的岩土工程危害的预防 

工程勘察中应查明基坑开挖影响深度围范内隔水层的厚度、岩性、重度，承压含水层顶板埋深、承压水头高度，含水层的类型、岩性等，再根据基坑开挖深度，判断是否会产生突涌现象以及预测突涌形式及其危害。经过判断，如果可能产生突涌现象，则需提出防治措施的建议。防治突涌可以考虑两个方案：一是控制基坑开挖深度，使基底隔水层保留不致产生突涌的厚度；二是在基坑外围设置排水孔，降低承压水位，减少承压水头压力。在施工时要注意在基坑周边修建排水沟，对地面进行硬化处理，及时将基坑内及周边的地表水排出，防止地表水下渗至基坑周边土体内，抬高基坑周边地下水位，提高基坑周边土体的含水量、降低基坑周边土体的强度，影响基坑安全，给工程带来不利影响；同时也要给建筑物的周围留下补水设施，防止干旱时或周边工程施工过渡抽取地下水引起地下水位下降造成地面下沉，给工程带来危害。 

4、小结 

水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用，随着工程勘察的发展，其必将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。 

参考文献： 

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[2]卿春和,孙亚,闵军.水下隧道岩土工程勘察研究[j].科技创新导报,2005(4). 

[3]陈雁.水文地质之路[j].中煤地质报，2009. 

[4]王干勤.岩土工程勘察中水文地质危害及评价[j].江西建材,2011(3).