浅谈水文地质问题在岩土工程中的重要性

1、    浅谈水文地质问题在岩土工程中的重要性    李庆媛 摘 要：随着我国工程勘察技术的发展, 水文地质问题在岩土工程中的重要性越来越突出。本文介绍了水文地质评价对岩土工程的意义，阐述了水文地质问题在岩土工程中的重要性表现。关键词：水文地质：岩土工程；重要性中图分类号： p345 文献标识码： a 文章编号：1水文地质评价对岩土工程的重要意义现实中发生过很多建筑工程基础下沉和建筑物开裂的质量事故，其中多数由于处理地下水不当造成的，这是忽略水文地质评价对岩土工程的重要意义所造成的。本人认为，这些工程事故的发生原因是水文地质评价的不合理，主要表现在缺乏地下

2、水对岩土工程的作用和危害的评价。关于水文地质问题的评价应有所侧重点，要着重将地下水对建筑物和岩土的作用和影响做为评价主体，对可能产生的岩土工程危害进行预测，并研究制定出具体的预防举措。其次，岩土工程的前期勘查工作，要做到与工程建筑物地基的根本类型的需要相结合，对地下水等相关的水文地质问题查明，并提供选型所需的相关水文地质文档。再次，就是应当站在整体工程的立场，对多种施工情况进行假设，确定评价地质问题的内容。以最大限度地保障岩土工程施工的安全。同时，岩土水理性质对岩土施工也是至关重要的，岩土水理性质是指地下水与岩土相互作用时展现出来的各种性质。岩土的性质又分为水理性质和物理性质，这两种性质都是重

3、要的工程地质性质。岩土的强度和变形均在一定程度上受到岩土水理性质的制约和影响，并且还会对建筑工程的稳定性产生影响。但是，人们往往对岩土的物理力学性质的测试相对关注，而对于岩土的水理性质并不重视，由于产生的结果就是对岩土工程地质性质评价的欠缺或缺失。2重视岩土水理性质的测试和研究在以往的勘察中对岩土的物理力学性质的测试较为重视 ，而对岩土的水理性质却有所忽视 ，因而对岩土工程地质的勘察是不够全面的。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 ，而地下水在岩土中有不同的赋存方式 ，不同形式的地下水对岩土水理性质的影响不同 ，而且影响程度与岩土类型有关。岩土主要的水理性质及其测试办法如下 ：

4、1）软化性 ：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 ；2）透水性 ：指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能，一般用渗透系数表示 ，而渗透系数可通过抽水、注水和压水试验求取 ；3）崩解性 ：指岩土浸水湿化后 ，由于土粒连接被削弱、破坏 ，使土体崩散、解体的特性。岩土体的崩解性包括崩解所需时间、崩解量、崩解方式等 ；4）给水性 ：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 ，一般采用实验室方法测定 ；（5）胀缩性 ：指岩土吸水后体积增大 ，失水后体积减小的特性。标定岩土胀缩性的指标有 ：膨

5、胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。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 ，对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。3水文地质问题对岩土工程产生的影响由地下水引起的岩土工程危害主要是由地下水位升、降变化及频繁升降和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的 ，这主要是由自然因素和人为因素引起的。地下水位上升引起的岩土工程危害有 ：土壤沼泽化、盐渍化 ；崩解性岩土软化、崩解 ，岩土结构破坏 ；地下洞室充水淹没 ，引起建筑物失稳等。如 2008 年 6 月辽宁省公路勘测设计公司应用rtm 自动化检测技术对黑大线（g202）辽宁段全线的纵向裂缝进行的采集和统计表明 ：纵向裂缝产生的主要原

6、因之一便是路基的受水作用 ，即雨季降雨量较大 ，地下水位上升 ，使得路基横向承载能力不均匀 ，两侧受水侵入使得地基的承载能力变小 ，而中部承载能力变大 ；加之东北地区冬季雪水渗入坡体 ，经反复胀冻而使土的强度降低。地下水位的下降常常诱发地面坍陷、沉降、断裂等地质灾害 ，对岩土体、建筑物的稳定性造成了巨大的威胁。地下水位的频繁升降容易引起膨胀性岩土产生不均匀的膨胀变形 ，使得岩土的膨胀变形幅度显著增加。当地下水位在建筑物地基压缩层范围内上升时 ，容易软化地基土壤 ，降低地基强度 ，加大地基的可压缩性 ，使得建筑物发生沉降变形 ；当地下水位在压缩层范围内下降时 ，使得岩土自重应力增加 ，造成地基基

7、础沉降 ，严重时可造成建筑物的破坏。地下水动水压力的变化主要是由人为因素引起的 ，在天然状态下地下水处于动力平衡状态 ，动水压力作用十分微弱。如果人为活动改变了这种平衡状态 ，那么在动水压力的作用下 ，容易引起流砂、管涌、基坑突涌等工程危害。我们以基坑突涌现象为例进行分析 ：已知基坑底不透水层厚度和承压水水头压力的平衡条件是wrh = r h，其中 h 是基坑开挖后不透水层的厚度 ，r 是不透水层岩土的重度 ，rw是水的重度 ，h 是承压水头高于含水层顶板的高度 ，因此 /wh = r r × h，。当 /wh < r r × h时便可能发生突涌事故。了解水文地质问题

8、对岩土工程产生的影响，可以使我们对其重要性有更加深入的认知。综合而言，水文地质问题会对岩土工程产生的影响，究其原因是因为地下水位存在着下降或上升的变化和地下水动水压力作用两个方面的因素造成的。3.1 地下水位存在着下降或上升的变化引起的岩土工程危害在工程项目前期需要对地下水位条件及其上升下降的变化进行调查，但人为因素引起的局部性地下水位升降变化幅度，往往大于天然环境变化所引起的岩土工程影响，如：水位上升引起的岩土工程危害，主要由于含水层结构、岩土性质、降雨量、气温、灌溉、施工等的影响，有些情况是由于多种因素相互作用的结果。同时，潜水面上升会对土壤造成沼泽化、盐渍化、岩土、腐蚀，造成斜坡河岸滑移

9、、崩塌、基础上浮、建筑物失稳。同时，水位的下降很多情况是由于人类的活动因素造成的，如：在某一区域抽取地下水、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，地下水位的降低，会导到地裂、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。3.2 地下水位对岩土物理力学性质的影响岩土特别是各类软质岩石、风化残积土、不同成因的粘性土等，在物理力学性质的变化规律方面，与地下水位的变化有着一定的联系。因此，在分析研究岩土物理力学的变化规律时，应充分重视地下水位这一重要影响因素。同时，膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形与

10、地下水的升降变化有一定的关联，甚至可能会出现地裂，导致建筑物倾斜、倒塌等严重的后果。因此，在膨胀性岩土区域开展工程项目勘察时应特别注意地下水的上升下除变化等水文地质问题，并做为施工期间主要的参考依据。如：在当地下水位下降时或在压缩层范畴内产生变化时，就会对工程建筑物的稳定性造成影响。如果地下水位在压缩层范畴内呈上升趋势时，会使地基土软化、强度下降、压缩性增大，工程建筑物就会发生下沉或变形。如果地下水位在压缩层范畴内下降时，岩土的自重应力会有所增加，就会引起地基基础的附加沉降。如果土质不均匀或地下水位发生突然的下降，就会使建筑物产生变形破坏。综上所述，要充分认识到水文地质问题在岩土工程的重要性，减少工程事故的发生，还需要我们在自身的主观思想上加强重视，在理论上进行深入的研究，在实践之中进行深入的探索和研究。3 结论水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害的防治等方面起着重要的作用 ，正确地勘察水文地质条件是提高勘察质量、预防和减少地下水对岩土工程的危害的重要举措。因此 ，我们要努力做到以下几点 ：1）搜集工作区的自然地理、区城地质、水文地质等资料 ；2）掌握水文地质计算、水文地质实验、地下水勘察方法等知识并熟练应用 ；3）重视外业工作 ，认真执行勘察规范 ，做好野外记录 ，保证资