淺談水文地質對巖土工程勘察的影響

水文地質問題一直是巖土工程勘察中不可忽視的問題，在具體工程中要因地制宜，根據勘察到的工程所處地域的地質水文條件，做好水文地質方面的問題分析，制定相應的防護措施及其施工計劃，真正保證工程的質量。

1、巖土工程中水文地質的勘察要求

在巖土工程勘察中，應根據工程的具體要求，通過搜集資料和水文地質勘察工作，查明工程所屬區域的水文地質條件。

(1)自然地理條件。這里面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、季風氣候與否，擁有的濕潤程度與熱量等。地形地貌是指工程區域周圍的水系、平原或高原特征、地形開闊平坦與否、地貌侵蝕和堆積情況如何等。

(2)地質環境。包括工程所在區域的地質構造特征、基底構造及其對第四系厚度的控制、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)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；通過現場試驗測定地層滲透系數等水文地質參數等；場地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。

2、巖土水理性質

巖土的水理性質是巖土與地下水相互作用顯示出來的性質，首先介紹一下地下水的賦存形式及對巖土水理性質的影響，然后再對巖土的幾個重要的水理性質及研究測試方法進行簡單的介紹。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合水、毛細管水和重力水三種，其中結合水又可分為強結合水和弱結合水兩種。

巖土的主要的水理性質及其測試辦法有五種:軟化性；透水性；崩解性；給水性；脹縮性。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。在巖石層中存在易軟化巖層時，在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。各類成因的粘性土層、泥巖、頁巖、泥質砂巖等均普遍存在軟化特性；透水性是指水在重力作用下，巖土容許水透過自身的性能。松散巖土的顆粒愈細、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅硬巖石的裂隙或巖溶愈發育，其透水性就愈強。透水性一般可用滲透系數表示，巖土體的滲透系數可通過抽水試驗求??；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。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結構等關系極大，以廣東地區的殘積土為例，一般崩解時間5h～24h，崩解量1.79～34，以蒙脫石、水云母、高嶺土為主的殘積土以散開方式崩解，而以石英為主的殘積土多以裂開狀崩解為主。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。給水度是含水層的一個重要水文地質參數，也影響場地疏干時間。給水度一般采用實驗室方法測定。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。巖土的脹縮性往往是產生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一，對地基變形和土坡表層穩定性有重要影響。標定巖土脹縮性的指標有:膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數等。巖土的水理性質尚有持水性，溶水性，毛細管性，可塑性等。

3、地下水對巖土工程的影響

巖土工程問題中，地下水問題占有相當重要的位置鑒于以往在評價地下水對巖土工程的作用和危害過程中，所做的分析工作和基礎設計和施工需要結合不夠緊密，更有甚者在建造簡單建筑物時自認為地基不需勘察，導致了許多基礎破壞和建筑物開裂的事故，總結以往經驗教訓，在設計和施工前一定要分析水文地質的作用，以消除或減少地下水對巖土工程的危害

3.1地下水對基礎的影響

（1）地下水對基礎埋深的影響

選擇基礎埋深時應注意地下水的埋藏條件和動態以及地表水的情況，當有地下水存在時，基礎底面應盡量埋置在地下水位以上，若基礎底面必須埋置在地下水位以下，則應考慮排水降水措施，對鋼筋混凝土等的腐蝕性和可能出現的危害及防治措施。對埋藏有承壓含水層的地基，選擇基礎埋深時必須考慮承壓水的作用，以免在基坑開挖時坑底土被承壓水突破地表流水是影響橋梁墩臺基礎埋深的因素之一，基礎必須埋置在設計洪水的最大沖刷線以下一定深度，以保證穩定性

（2）地下水對樁基工程的影響

天然地基造價低，施工簡便，所以在工程建設中應優先考慮使用。當基礎沉降量過大或地基的穩定性不能滿足設計要求時，就必須進行地基加固處理或改變上部結構。當地基上部軟土層很厚變化相對復雜時往往采用樁基礎加固地基，提高承載力。為了不使樁周地層坍塌和松動，提高成樁質量，選擇相應的成樁方案時必須考慮地下水的賦存運動情況；另外，當樁身下沉量小于土層下沉量時，樁周土對樁身產生負摩阻力，嚴重影響單樁承載力，特別是建筑場地承壓地下水或流動地下水的流速大于3m/min時，不宜使用混凝土灌注樁或水泥攪拌樁。此外，地下水對樁的腐蝕性也不容小覷，地下水腐蝕性強時對樁的破壞作用非常大。

（3）地下水對基礎開挖的影響

地下水位上升可引起粉細砂及粉土飽和液化，出現流砂、管涌等現象，給施工帶來很多困難，還可能出現基坑坍塌、滑移，在抗震設防烈度要求時要評價其液化可能。土體軟化后強度降低，基坑會沉降或傾斜，膨脹土的脹縮性會使基礎開裂變形。

3.2地下水對建筑物的影響

基礎破壞時，波及范圍內的建筑物也會受到影響。地下水位高時會對地下室、地下構筑物的防潮、防濕、防水或穩定性產生影響，會引起土壤鹽漬化，對建筑物的腐蝕性增強，還可引起地基土附加沉降和變形，從而造成建筑物變形破壞。此外，人工降低地下水位時可能會直接導致周圍建筑物破壞或通過引發一系列地質災害（如地裂縫的產生、地表塌陷等）使建筑物破壞。當水位頻繁升降時，會引起膨脹土產生不均勻的脹縮變形，進而形成地裂造成建筑物的破壞。

3.3地下水對基坑開挖支護的影響

隨著高層建筑日益增多，特別在舊城改造中高層建筑受施工場地、施工工藝影響，往往要求采用垂直開挖、基坑開挖中常采用抽水方法降低地下水位，減少土側壓力的影響，但因局部的抽水或排水，能使基礎底面以下的地下水位突然下降，引起擋土墻和鄰近建筑物變形，造成地表塌陷或地面沉降。特別在地下工程中，開挖時要設止水帷幕，安裝支護體時要采取防水設施，如涂防水涂層等等，以防止地下水進入地下工程建設需要的地段。

結語

巖土工程中的水文地質問題是不可忽視的重要問題，切實做好水文地質工作，掌握水文地質的相關理論知識，正確運用各種方法準確地測定各個重要的水文地質參數，可以幫助設計和施工，并且可以有效地預防和減免巖土工程危害。在巖土工程勘察過程中，做好水文地質方面的問題分析，可以給整個勘察帶來積極、良好影響和作用，是讓巖土工程實現可持續發展的重要保證。