论文部分内容阅读
摘要：水文地质既是岩土工程勘察组成的一部分，又直接影响了岩土工程的特性和质量，甚至还影响到建筑的安全性、稳定性和耐久性。因此研究岩土工程勘察中的水文地质问题具有重要的意义。本文分析了水文地质问题在岩土工程勘查中的重要性，并说明了水文地质勘察的主要内容及评价内容，最后详细探讨了岩土工程勘察中的几个重要的水文地质问题。
关键词：岩土工程勘察；水文地质；水理性质；腐蚀性；地下水
一、水文地质问题在岩土工程勘查中的重要性
在对岩土工程进行勘查以及施工过程中需要对岩土工程周边的水文地质进行仔细的勘察，而有些工程施工单位在工程施工过程中最容易忽视对工程周边进行水文地质勘察。工程地质情况在很大程度上是受水文地质情况所决定的，因为岩土体中含有地下水，地下水可以对岩土体产生直接的影响，而且水文地质条件对于岩土工程的稳固性有非常大的影响。一些工程施工单位在进行工程勘察的过程中仅仅是对工程周边表面的水文地质进行勘查，而没有对地下的水文地质条件进行勘查，这样便使得工程勘察工作没有达到很好的质量，在工程建设过程中，或者建设完成之后，可能发生由地下水而导致的工程危害。为了保障工程的安全性和稳固性，则需要在工程勘察过程中加强对水文地质问题的勘察。
二、水文地质勘察的主要内容及评价内容
（一）水文地质勘察的主要内容
根据岩土体对建筑物产生的影响做针对性分析，评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响。提供详实的水文地质资料，一是自然地理条件，包括工程所在地的地形地貌、气候、降水量、历史水位、水位变化趋势等。二是地质环境条件，包括地质构造、基建构造、土层或岩层渗透性强弱及渗透参数、承压含水层的特征及水头等。三是地下水位，包括地下水类型、水位的高低及变化幅度趋势、地下水的渗流状态、地下水和地表水的污染程度。四是含水层和隔水层的厚度、埋深和分布组合关系。
（二）水文地质勘察的评价内容
水文地质的评价内容要符合工程实际情况。
1、地下水位
地下水位的评价对于地下建筑来说，是非常重要的参数之一，但是在很多工程中地下水的勘察评价内容达不到岩土工程勘察的规范要求，只标明了勘察期间的地下水稳定水位和高程。根据（《岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009年版）》的强制性条文规定勘察报告要提供历史最高水位和变化幅度、勘察期间地下水位和变化幅度。一般工程长期坚持水位变化不太现实，所以要搜集历史水位资料进行分析和论证，并且提出防水设计水位和抗浮设计水位标高的建议。
2、地下水的变化幅度
地下水的上升或者下降都能对岩土工程造成影响。因为工程如果在丰水期或者枯水期施工，现场水位勘查只符合这一时期，一旦这一时期过后，水位就会产生很大变化。地下水的评价通常采集2-5年的变化幅度，保证评价内容的准确性。
三、岩土工程勘察中的几个重要的水文地质问题
（一）岩土的水理性质
巖土水理性质主要指的是岩土和地下水互相作用而表现出来的性质，岩土水理性质是工程地质性质的一部分，另一部分则是岩土的物理性质。岩土的水理性质影响着岩土的强度以及建筑物的稳定性。地下水在岩土中有许多种存在的方式，以不同方式存在的地下水使得岩土的水理性质也不尽相同。按照在岩土中的存在形式可将地下水分为强结合水、弱结
合水、毛细管水以及重力水，这几种形式的水对岩土的水理性质有着很大的不同。
1、强结合水和弱结合水
强结合水在强压的条件下密度可以达到普通水的 2 倍，从而具有很强的粘滞性和弹性，强结合水不受重力的影响。弱结合水所受的吸附力很小，仅能在颗粒水膜之间进行缓慢的移动。结合水主要存在于黏性土中，极少存在于砂土之中，因为结合水被强力制约，所以结合水对于岩土的水理性质没有很大的影响。
（二）地下水的腐蚀问题
1、腐蚀机理
地下水的类型具有多种多样，水位的变化受到水文条件的影响，并随着降水量的不同而有季节性的变化。同地表水一样，地下水也有腐蚀性，主要原因是地下水的某种矿物含量过高。当地下水受到污染，某种化学成分过高，它同样会有腐蚀性。在进行岩土工程勘察和建筑工程设计中，需要对地下水的腐蚀性进行考虑。通过对地下水的测量和分析，发现下层地下水比上层地下水的矿化度更高，腐蚀性更强。
（三）做好水文地质勘察的关键因素
1、岩石的裂隙性
裂隙的成因多种多样，岩石和裂隙合在一起统称为“岩体”，并将其中的裂隙概化为“结构面”。岩体中的地下水是沿着岩体中的裂隙和洞穴流动的，随着裂隙和洞穴的形态和分布的不同，有脉状裂隙水、网状裂隙水、层状裂隙水、洞穴水等不同的地下水类型，这些不同类型的裂隙地下水对岩土工程勘察的影响是各不相同的。
2、土的孔隙性
土是一种散体材料，存在孔隙。对于土的孔隙性，应明确以下问题：
（1）对于饱和土是固、液两相，对于非饱和土是固、液、气三相，于是产生了有效压力和孔隙压力，孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。
（2）在饱和土中，由于孔隙水压力的增长和消散，不同的加荷速率导致地基承载力不同，是否及时支撑，对软土基坑稳定有不同的表现。
（3）饱和土中的超静水压力可导致挤土效应，使桩被挤断、挤歪和上浮；地震时的超静水压力可导致砂土和粉土液化等情况的出现。
（4）非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力，基质吸力随着土中含水量的增加而降低，因而是不稳定的。
总之，弄清了土的孔隙性情况，把握好有效压力及孔隙压力是岩土工程的重要关键。
关键词：岩土工程勘察；水文地质；水理性质；腐蚀性；地下水
一、水文地质问题在岩土工程勘查中的重要性
在对岩土工程进行勘查以及施工过程中需要对岩土工程周边的水文地质进行仔细的勘察，而有些工程施工单位在工程施工过程中最容易忽视对工程周边进行水文地质勘察。工程地质情况在很大程度上是受水文地质情况所决定的，因为岩土体中含有地下水，地下水可以对岩土体产生直接的影响，而且水文地质条件对于岩土工程的稳固性有非常大的影响。一些工程施工单位在进行工程勘察的过程中仅仅是对工程周边表面的水文地质进行勘查，而没有对地下的水文地质条件进行勘查，这样便使得工程勘察工作没有达到很好的质量，在工程建设过程中，或者建设完成之后，可能发生由地下水而导致的工程危害。为了保障工程的安全性和稳固性，则需要在工程勘察过程中加强对水文地质问题的勘察。
二、水文地质勘察的主要内容及评价内容
（一）水文地质勘察的主要内容
根据岩土体对建筑物产生的影响做针对性分析，评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响。提供详实的水文地质资料，一是自然地理条件，包括工程所在地的地形地貌、气候、降水量、历史水位、水位变化趋势等。二是地质环境条件，包括地质构造、基建构造、土层或岩层渗透性强弱及渗透参数、承压含水层的特征及水头等。三是地下水位，包括地下水类型、水位的高低及变化幅度趋势、地下水的渗流状态、地下水和地表水的污染程度。四是含水层和隔水层的厚度、埋深和分布组合关系。
（二）水文地质勘察的评价内容
水文地质的评价内容要符合工程实际情况。
1、地下水位
地下水位的评价对于地下建筑来说，是非常重要的参数之一，但是在很多工程中地下水的勘察评价内容达不到岩土工程勘察的规范要求，只标明了勘察期间的地下水稳定水位和高程。根据（《岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009年版）》的强制性条文规定勘察报告要提供历史最高水位和变化幅度、勘察期间地下水位和变化幅度。一般工程长期坚持水位变化不太现实，所以要搜集历史水位资料进行分析和论证，并且提出防水设计水位和抗浮设计水位标高的建议。
2、地下水的变化幅度
地下水的上升或者下降都能对岩土工程造成影响。因为工程如果在丰水期或者枯水期施工，现场水位勘查只符合这一时期，一旦这一时期过后，水位就会产生很大变化。地下水的评价通常采集2-5年的变化幅度，保证评价内容的准确性。
三、岩土工程勘察中的几个重要的水文地质问题
（一）岩土的水理性质
巖土水理性质主要指的是岩土和地下水互相作用而表现出来的性质，岩土水理性质是工程地质性质的一部分，另一部分则是岩土的物理性质。岩土的水理性质影响着岩土的强度以及建筑物的稳定性。地下水在岩土中有许多种存在的方式，以不同方式存在的地下水使得岩土的水理性质也不尽相同。按照在岩土中的存在形式可将地下水分为强结合水、弱结
合水、毛细管水以及重力水，这几种形式的水对岩土的水理性质有着很大的不同。
1、强结合水和弱结合水
强结合水在强压的条件下密度可以达到普通水的 2 倍，从而具有很强的粘滞性和弹性，强结合水不受重力的影响。弱结合水所受的吸附力很小，仅能在颗粒水膜之间进行缓慢的移动。结合水主要存在于黏性土中，极少存在于砂土之中，因为结合水被强力制约，所以结合水对于岩土的水理性质没有很大的影响。
（二）地下水的腐蚀问题
1、腐蚀机理
地下水的类型具有多种多样，水位的变化受到水文条件的影响，并随着降水量的不同而有季节性的变化。同地表水一样，地下水也有腐蚀性，主要原因是地下水的某种矿物含量过高。当地下水受到污染，某种化学成分过高，它同样会有腐蚀性。在进行岩土工程勘察和建筑工程设计中，需要对地下水的腐蚀性进行考虑。通过对地下水的测量和分析，发现下层地下水比上层地下水的矿化度更高，腐蚀性更强。
（三）做好水文地质勘察的关键因素
1、岩石的裂隙性
裂隙的成因多种多样，岩石和裂隙合在一起统称为“岩体”，并将其中的裂隙概化为“结构面”。岩体中的地下水是沿着岩体中的裂隙和洞穴流动的，随着裂隙和洞穴的形态和分布的不同，有脉状裂隙水、网状裂隙水、层状裂隙水、洞穴水等不同的地下水类型，这些不同类型的裂隙地下水对岩土工程勘察的影响是各不相同的。
2、土的孔隙性
土是一种散体材料，存在孔隙。对于土的孔隙性，应明确以下问题：
（1）对于饱和土是固、液两相，对于非饱和土是固、液、气三相，于是产生了有效压力和孔隙压力，孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。
（2）在饱和土中，由于孔隙水压力的增长和消散，不同的加荷速率导致地基承载力不同，是否及时支撑，对软土基坑稳定有不同的表现。
（3）饱和土中的超静水压力可导致挤土效应，使桩被挤断、挤歪和上浮；地震时的超静水压力可导致砂土和粉土液化等情况的出现。
（4）非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力，基质吸力随着土中含水量的增加而降低，因而是不稳定的。
总之，弄清了土的孔隙性情况，把握好有效压力及孔隙压力是岩土工程的重要关键。