工程勘察中的水文地质问题论文

工程勘察中的水文地质问题论文

　　工程勘察中的水文地质问题论文探究以往工程勘察设计中水文地质问题被忽视的原因;结合文献资料与工作经验，提出增加相关水文地质评价内容的建议;并评价其危害给工程带来的不便。

　　工程勘察中的水文地质问题论文【1】

　　【关键词】工程勘察;水文地质;危害

　　1. 前言

　　地下水是岩土体的组成部分，它既影响建筑物场地地基岩土体的工程特性，又对建筑物地基基础的稳定性和耐久性产生影响。

　　实践证明， 在工程勘察、设计和施工过程中， 水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。

　　之所以重要， 是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切， 互相联系和互相作用， 地下水既是岩土体的组成部分， 直接影响岩土体工程特性， 又是基础工程的环境， 影响建筑物的稳定性和耐久性。

　　市场竞争激烈，不少勘察单位由于种种原因低价承接勘察业务，导致勘察质量和技术进步有停滞不前的趋势。

　　而在实际的勘察工作中，在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用， 水文地质问题往往只被认为是象征性的工作， 在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价，因而容易被忽视。

　　在一些水文地质条件较复杂的地区， 由于工程勘察中对水文地质问题研究不深入， 设计中又常忽视水文地质问题， 经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题，令勘察和设计处于难堪的境地。

　　例如：江西省某地区某高层建筑，基坑埋深-7.5米，基础采用冲击成孔灌注桩，整个基础的按图施工，在东侧进行冲击成孔灌注桩时，地下水位升高，造成基坑积水，无法成桩。

　　但基础形式已无法更改，只好扩建排水设施，采用护壁和支护的办法成孔，造成施工成本加大，工期延误。

　　经分析是因勘察设计时对地下水位判定有误造成的，给建设和施工方都造成一定的损失。

　　为提高工程勘察质量， 在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的， 在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题， 评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响， 更要提出预防及治理措施的建议， 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。

　　2. 工程地质勘察中水文地质评价内容

　　总结以往的经验和教训， 结合基础设计和施工的需要评价地下水对岩土工程的作用和危害。

　　我们认为今后在工程勘察中， 对水文地质问题的评价， 主要应考虑以下内容:

　　(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。

　　(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。

　　(3)不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响， 更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况， 及对岩土体和建筑物的反作用。

　　(4)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。

　　3. 工民建岩土工程勘察中水文地质评价内容

　　结合我们在工民建岩土工程勘察中实际遇到的水文地质问题，应从以下几方面着重注意，做好水文地质评价：

　　(1)埋藏在地下水的水位以下的建筑地基基础，应根据地下水水质分析资料和地基基础所处的地下水环境，评价地下水对混凝土等的腐蚀性。

　　(2)对选用软质岩石，强风化岩，残积土，膨胀土等岩土体，作为地基基础持力层的建筑场地中。

　　应根据地下水水位埋藏深度及其动态变化资料，评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化崩解、胀缩等有害作用。

　　(3)在地基基础压缩层的范围内存在松散饱和的粉细砂和粉土层。

　　基础工程施工过程中可能引起水头差时。

　　应根据地下水动水压力变化资料，预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。

　　(4)埋藏在地下水位以下的粉砂、粉细砂、粉土类在抗震设防烈度要求时要评价其液化可能，在压缩层范围内的地基在基础设计施工中应重点维护其天然状态的稳定性，预测整体工程竣工后维护不当可能引起的地基蠕变。

　　(5)地下水在冻胀和融沉中的作用：在盐渍化地区应提供地下水的水位毛细上升高度等，评价地下水在形成盐渍化中的作用，在山区，由于地下水参与作用可能造成的崩塌、岩土滑坡等应做出预测评估。

　　(6)在地下水位以下开挖基坑，采取排水措施，应根据抽水试验资料，评价含水层的渗透型和富水性，以及由于工程施工降水在地下水位下降期的范围内，能否引起土体沉降或边坡失稳，影响周围构筑物的稳定性。

　　当基础下部存在承压含水层，在评价基坑开挖后应注意引起承压水头压力冲毁基坑底板，造成突涌的可能性。

　　(7)对重要工程的水文地质参数应大量获取当前资料，如年度水位变幅及最高水位，还应根据需要提供或评价50年或100年一遇的洪水对其的影响。

　　(8)岩土工程勘察中要按规范和工程需要做好有关水文地质测试工作和地下水检测工作。

　　4. 全面了解地下水引起的岩土工程危害

　　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:

　　(1)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。

　　(2)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。

　　(3)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， 不仅使岩土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。

　　尤其是以膨胀型粘土为浅基础的轻型建筑物，常发生膨胀收缩变形造成房屋开裂。

　　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了地下水天然动力平衡条件， 在移动的动水压力作用下， 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。

　　流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献中已有较详细的论述， 这里不再重复。

　　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， 随着工程勘察设计的发展， 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工程勘察水平的提高起着极大的推动作用。

　　参考文献

　　[1]GB50021-2001，岩土工程勘察规范，中国建筑工业出版社，2002.

　　[2]工程地质手册，中国建筑工业出版社，1992.

　　[3]孔德坊， 工程岩土学，地质出版社， 1994.

　　[4]郭超英，《岩土工程勘察》，地质出版社出版.

　　工程地质勘察中的水文地质问题【2】

　　摘要：随着我国经济的发展和各项工程项目的开展，地质勘查工作也越来越多，越来越重要了，而在地质勘查中水文地质的影响是最为严重的，如何在地质勘查中排除水文地质的影响是一直困扰着我们的首要问题。

　　本文主要探讨了在工程地质勘查中的一些水文地质问题。

　　关键词：工程地质勘察;水文地质问题;危害

　　1.引言

　　在任何一项工程项目开始之前，我们都需要进行必要的地质勘查工作，而在地质勘查工作中影响最为严重的就是数水文地质问题了，如何严格控制水文地质问题对工程地质勘察的影响成为我们工程研究的必要的一部分。

　　2.岩土的水理性质

　　岩土的水理性质是指岩土与水相互作用时岩土显示出来的各种性质。

　　岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。

　　我们以往在岩土勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视，对岩土的水理性质却有所忽视，因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。

　　岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质，下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响，然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。

　　(一)岩土的软化性

　　当水浸过岩土体后，降低了本身的力学强度，此时所呈现的性质即为岩土的软化性。

　　其表示方式为软化系数，是岩石耐水浸能力、耐风化能力的判断指标。

　　像页岩、粘性土层、砂岩、泥岩等岩类土体都存在着软化特性，通过地下水的作用，形成软弱的夹层，降低了岩层的强度和整体特性。

　　(二)岩土的崩解性

　　岩土的崩解性即岩土被水湿化后形成的特性。

　　水在侵入岩石之后，会造成岩土体内结构连接的破坏和消弱，使土体内部的胶结物发生溶解。

　　同时，水分子会吸附在岩土的颗粒表面上，形成一种水化膜，也使岩土表面之间的颗粒产生破坏。

　　(三)岩土的透水性

　　透水性的表示方法一般为渗透系数的表示方法，可通过抽水试验进行岩土体渗透系数的获取。

　　地下水的渗透径流是透水性造成的，这不仅溶蚀、泥化、软化了岩体，降低岩土的强度，还产生了岩土的扬压力，使建筑物自重的垂直荷载有所削减，并形成了动水压力，导致基础沉陷变形或遭到更严重的破坏。

　　这都会影响到上部建筑物的稳定和全安，如国内外的大坝事故中，多数都是因为这些原因而造成的。

　　(四)岩土的溶水性

　　饱水岩土在重力作用下，会从裂隙和孔隙中自行流出一定水量，一般由给水度进行表示。

　　作为水文地质参数的给水度，所变现的意义也是非常重要的，其能够对地下水的疏干时间产生影响，一般采用实验室方法来进行测定。

　　(五)岩土的胀缩性

　　岩土的胀缩性指的是岩土吸水膨胀、失水收缩的一种特性。

　　其指标有收缩系数、自由膨胀率、体缩率、膨胀率等。

　　当岩土失水后，表面的颗粒间距就会变小，其颗粒表面会和水膜结合而变薄，使土体产生收缩。

　　而当岩土被水浸过后，会使表面的颗粒间隙变大，就会与水膜结合变得越来越厚，进而形成土体的膨胀。

　　如果岩土反复地进行土体的收缩和膨胀，就会引起土上部建筑物的开裂和破坏。

　　3.水文地质问题对岩土工程的危害

　　水文地质问题对岩土工程的危害主要是因为地下水径流、地下水位升降变化、压力的作用、地下水动力等因素导致的。

　　其地下水位的变化主要分为人为因素和天然因素，当到达一定程度的水位变化时，都会影响到岩土工程的安全和稳定。

　　因地下水位变化而引起的岩土工程危害主要有以下一些方式：

　　(一)潜水位上升

　　很多种原因都会导致潜水位的上升，而地质因素的影响则是最主要的。

　　如总体岩性产状、含水层结构、水文气象因素(气温、降雨量等)、人为因素(施工、灌溉)等。

　　多数情况下都是多种因素的综合作用而引起潜水位上升的。

　　一般来说，潜水位的上升会危害到岩土工程的稳定和安全，如盐渍化、土壤沼泽化等都会对岩土工程进行严重的腐蚀，使其结构受到破坏，出现斜坡、岩体滑移、崩塌等地质现象。

　　此外，一些特殊性的岩土体(花岗岩残积土、泥质砂岩、泥岩、页岩)的结构也会受到破坏，引发粉土饱和液化和粉细砂，造成管漏、流砂等严重的现象出现，此时，水会将地下洞室淹没，使基础上浮，影响建筑物得稳定。

　　(二)人为因素造成地下水位的降低

　　地下水位的下降，会导致岩土工程的重大危害，如采矿中的矿床疏干、上游筑坝、水库截夺下游地下水的补给、地下水的集中抽取等。

　　种种现象会很大程度上对地下水的补给产生影响，因常常达不到有效地补给，会造成地面坍塌、地面沉降、地裂现象等严重的地质灾害，并引起水源恶化和地下水源枯竭等环境危害，对人们的生活和建筑物的稳定都会造成大的威胁。

　　如：建筑物开裂、建筑物失稳破坏、地面不均匀坍塌、坝基地下水渗流等;其次还会引发隧洞膨胀变形的破坏，如洞顶坍方、洞底鼓胀、侧壁滑塌。

　　(三)地下水频繁升降的危害

　　膨胀性岩土的不均匀胀缩变形是地下水的升降变化引起的，如果地下水升降严重时，就会形成岩土的膨胀收缩，还是其收缩幅度有所增大，引起地裂造成建筑物的塌陷和破坏。

　　在地下水升降的变动中，由于其变化的频繁交替，会淋失土层中的铝、铁等胶结物质，而失去胶结能力的土层会变的非常的松软，这就降低了承载力和压缩模量，增大了含水量孔隙比，从而给岩土工程基础的处理和选择带来许多的困扰。

　　(四)地下水压力、动力作用产生的危害

　　在天然的状态中，地下水的压力和动力的作用就会相对的薄弱，不会产生什么重大的危害，但由于受到人类活动的影响，使地下水的动力平衡条件遭到破坏和改变，在动水压力的影响下，就会造成管涌、流砂、基坑突涌等一些严重的岩土工程危害。

　　4.岩土工程勘察中水文地质的评价内容

　　在实际的工程勘察报告中，往往缺少地下水对岩土层及其建筑物危害的评价内容，其施工需要和基础设计的针对性也不够强，因此总会造成一些地质的危害现象。

　　为充分解决这一问题，就要做好水文地质评价的工作，值得注重的内容有以下几个方面：(1)在岩土工程勘察中，地下水对建筑物和岩土层的影响与作用应进行重点的评价，做好防治岩土工程危害的准备工作;(2)注重结合建筑物地基基础的类型，对相关的水文地质问题进行查明，使所提供的水文地质资料能够服务于地基基础类型的选择;(3)了解地下水的天然条件和状态所产生的影响，并能够分析和预测地下水的变化对建筑物的反作用;(4)依据地下水对工程的影响和作用，从工程的角度出发，提出地质问题在不同条件下的评价。

　　5.结语

　　综上所述，水文地质工作在建筑物持力层的选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着极为重要的作用，随着岩土工程地质勘察的发展，将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对工程地质勘察水平的提高起着极大的推动作用。

　　总而言之，在建筑工程中的建筑物持力层选择、工程地质灾害的防治、基础设计等内容上，水文地质工作起着非常重要的作用。

　　在具体的岩土工程勘察实施时，有关水文地质问题的查明就非常的必要，只有明确地下水对岩土的影响，制定出有效的防治措施，才能进一步消除地下水对工程的危害，从而发挥提高勘察水平的重要作用

　　参考文献：

　　[1]中华人民共和国建设部.GB50021-2001岩土工程勘察规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.

　　[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ94-2008J793-2008建筑桩基技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

　　[3]常士骠，张苏民，等.工程地质手册[M].4版.北京：中国建筑工业出版社，2007.

　　[4]郭永海，王驹.高放废物地质处置中的地质、水文地质、地球化学关键科学问题[J].岩石力学与工程学报，2007

　　工程勘察中的水文地质问题【3】

　　【摘要】：水文地质问题，始终是一个极为重要。

　　在工程勘察、设计和施工过程中，也是一个易于被忽视的问题。

　　本文着重对工程勘察中的水文地质问题进行探讨。

　　【关键词】：工程勘察、水文地质、岩土工程、问题

　　在工程勘察中，水文地质与工程地质两者关系非常的密切，水文地质的问题更为重要。

　　地下水既是岩土体的组成部分，直接影响岩土体工程特性，又是基础工程的环境，影响建筑物的稳定性和耐久性。

　　本文从评价内容、测试和研究、对工程的危害各方面进行探讨。

　　一、水文地质的评价内容

　　(一)水文地质的评价内容

　　1、工程勘察中，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;

　　2、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;

　　3、不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响，更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况，及对岩土体和建筑物的反作用;

　　4、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。

　　(二)根据不同条件提出的重点评价的问题

　　1、对选用软质岩石、强风化岩、残积±、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。

　　2、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。

　　3、当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。

　　4、在地基基础压缩层范嗣内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。

　　5、在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透性和富水性试验，并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。

　　二、岩土水理性质的测试和研究

　　(一)地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响

　　1、 结合水

　　(1)强结合水，又称吸湿水。

　　吸湿水被分子力吸附在岩土颗粒周围形成极薄的水膜，紧附于颗粒表面结合最牢固的一层水，在强压下，其密度接近普通水的两倍，具有极大粘滞性和弹性，可以抗剪切。

　　(2)弱结合水，又称弱薄膜水，它处于吸着水之外.厚度大于吸着水。

　　结合水尤其是弱结合水与粘性土，相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质，因其受强力束缚，活动范围极为有限，对岩土的动态水理性质影响较小。

　　2、 毛细管水

　　毛细管水在砂土和粉土中含量较高，在砂砾层含量较少，在粘土中含量很少。

　　毛细管水，是指由毛细管作用保持在岩土毛细管空隙中的地下水，可细分为孤立毛细管水、悬挂毛细管水、真正毛细管水。

　　3、重力水

　　由于重力水在天然和人为因素的影响下，在岩土中的渗流活动非常活跃，对岩土的水理性质有显著的影响。

　　重力水，是指在霞力作用下能在岩土孔隙、裂隙中自由运动的水，即我们通常所称的狭义“地下水”。

　　(二)岩土的主要物理性质及其测试办法

　　1、软化性

　　在岩石层中存在易软化岩层时，在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。

　　它是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，即岩石在浸水饱和状态下与风干状态下极限抗压强度之比，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。

　　2、透水性

　　岩土的渗透性的强弱首先决定于岩土空隙的大小和连通性，其次足窄隙度的多少。

　　它是指水在荸力作用下，岩士容许水透过自身的性能。

　　坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育，其透水性就愈强。

　　3、崩解性

　　它是指岩土浸水湿化后，由于土耥连接被削弱、破坏，使土体崩散、解体的特性。

　　岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大。

　　岩士体的崩解特性包括崩解所需时间、崩解量、崩解方式等。

　　4、 给水性

　　它是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能，以给水度表示。

　　给水度一般采用实验室方法测定。

　　给水度是含水层的一个蕈要水文地质参数，它不但影响基坑涌水量大小，同时也影响场地疏干时间。

　　5、胀缩性

　　岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一。

　　它是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性，岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚，失水变薄造成的。

　　三、地下水引起的岩土工程危害

　　(一)地下水升降变化引起的岩土工程危害

　　当地下水位的变化达到一定程度时，地下水位变化由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，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：

　　1、水位上升引起的岩土工程危害。

　　(1)斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。

　　(2)一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。

　　(3)土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。

　　(4)地下洞室充水淹没，基础上浮、建筑物失稳。

　　(5)引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。

　　2、地下水位下降引起的岩土工程危害。

　　集中大量摘取地下水、采矿活动中的矿床疏十以及七游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等地下水位的降低，都属于人为因素造成的。

　　如地下水的过大下降，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。

　　3、地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。

　　当地下水升降频繁时，不仅使岩土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，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，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。

　　(二)地下水动压力作用引起岩土工程危害

　　由于改变了地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，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。

　　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流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施，在有关的工程地质文献中已有较详细的论述，本文不再重复。

　　四、总结

　　水文地质，在工程勘察中的作用将会越来越重要，岩土工程问题中，地下水问题占有相当重要的位置。

　　准确合理地查明地下水位，不仅使资料的可靠程度更高，而且可更好地用岩土体的潜在能力。

　　因此，为提高工程勘察质，在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，以消除下水对岩工程的危害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极大的推动用。

　　参考文献：

　　[1] 陈寿根 工程勘察中的水文地质问题探讨 2011年12期

　　[2] 王生旭 工程勘察中水文地质测试和地下水监测的重要性 2011年10期

　　[3] 王海燕 地下水的危害及工程勘察中的水文地质勘察研究 2010年18期

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