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[摘 要]在工程勘察的一系列活动中，水文地质问题是一个极为重要但也易被忽视的问题。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。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，设计中又忽视了水文地质问题，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。
[关键词]岩土工程 水文地质勘察
中图分类号：TN948 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0306-01
一、前言
在岩土工程勘察工作中，水文地质问题是一个容易被忽视的问题。实际操作中，岩土工程的勘察报告很少直接涉及水文参数的利用，水文地质问题被认为是象征性的工作，只简单地对水文地质条件作一般性评价。而实际上，水文地质工作在岩土工程勘察、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用。
二、地下水引起的岩土工程的危害性
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。地下水位变化包括地下水位上升、地下水位下降、地下水位频繁升降三个方面。地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害主要包括可能引起建筑物的破坏和膨胀性岩土胀缩变形。地下水动水压力作用对岩土工程造成的危害主要是因为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，往往会引起流砂、管涌、基坑突涌等一些严重的工程危害，造成安全隐患，并影响工程质量。
三、水文地质勘察的决定因素
岩石的裂隙性和土的孔隙性是岩石和土区别于混凝土钢材等人工材料的主要特点，也是决定水文地质条件的主要因素，所以分析岩石的裂隙性和土的孔隙性是做好水文地质勘察的主要工作内容之一。
（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”。显然，结构面是岩体中最薄弱的环节。搞清结构面的产状、参数和分布，是水文地质勘察设计的重点，也是难点。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。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；渗透系数和地层组合的差别，导致基础沉降速率的差别；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。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。
四、岩土工程中水文地质的勘察要求
在岩土工程勘察中，应根据工程的具体要求，通过搜集资料和水文地质勘察工作，查明工程所属区域的水文地质条件。
（1）自然地理条件：包括气象水文特征和地形地貌等内容。气象水文特征是指工程所属地域是属于亚热带还是热带，季风气候与否，拥有的湿润程度与热量等。地形地貌是指工程区域周围的水系、平原或高原特征、地形开阔平坦与否、地貌侵蚀和堆积情况如何等。
（2）地质环境条件：包括工程所在区域的地质构造特征、基底构造及其对第四系厚度的控制、地层岩性、新构造运动等方面的内容。
（3）地下水位情况：包括近2～5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地下水位的影响等。地下水位的变化对岩土工程的影响巨大，是工程勘察的重点内容。
五、工程地质勘察中水文地质的评价
在以往的工程勘察报告中，由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，在很多地区已发生多起因地下水造成基礎下沉和建筑物开裂的质量事故，总结以往的经验和教训，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）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在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。④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。
六、岩土工程中的水文地质勘察实例分析
以某工程为例，介绍岩土工程中水文地质勘察的具体内容。某市区根据地下水形成的自然条件和水文地质特征分为不同的两个水文地质单元：平原区和台地区。平原区和台地大部分地区均覆盖有第四系松散堆积层。平原区第四系松散堆积层分布广、厚度大、地下水类型为松散堆积砂卵砾石层孔隙潜水。台地区由于基岩埋藏浅，局部为基岩出露，上覆的少量第四系松散堆积层以粘土为主，所以地下水类型主要为白垩系砂泥岩裂隙孔隙水。由于勘察区仅为该市区东部较小范围，且地下水蕴藏条件较差、水量较少，所以着重讨论平原区的含水层特征。
6.1 含水层埋藏分布条件
该市区广布第四系孔隙潜水。自上而下由一套透水性不同，具有统一水力联系的孔隙含水岩组组成。具体由更新统上段为含泥砂砾卵石层及其之下的更新统下段风化泥砂卵砾石层构成含水层主体，且河渠故道呈条带状叠置于其上的全新砂卵砾石层共同组成区内第四系孔隙含水岩组。按松散堆积的成因类型、形成时代、埋藏分布特征、相互叠置关系，可将平原区松散堆积孔隙潜水分为：平原河间二级阶地、冰水流水堆积层含泥砂卵砾石层孔隙潜水；河道漫滩、一级阶地冲洪积层砂卵砾石层孔隙潜水。区内地下水具有水流交替循环强烈，水位恢复迅速之特点。由于含水层具有西厚东薄、北厚南薄的特点，富水程度随含水层厚度的减薄而减小。区内基岩为紫红色泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩，地下水赋存于基岩风化裂隙中，含水量一般较小，但在岩层较破碎的情况下，常形成局部富水段。根据该地区水文地质资料，渗透系数K约为0.027～2.011m/d，平均为0.441m/d，属弱中等透水层。
6.2 地下水的动态特征
区内地下水水位总的规律是西部埋藏浅，水位变幅小，东部埋深深，水位变幅大。具有季节性变化明显，水位西北高东南低，沿河一带高，河间阶地中部低等特点。区内地下水埋深一般在3.0～5.0m之间，全区地下水位变幅在1.0～3.0m之间。地下水动态受大气降水入渗和农灌回归水的影响，年周期性变化比较明显。每年1～3月份，区内地下水位总体上呈下降态势，从4月份开始由于降雨量逐渐增加，加上农灌的小春灌期开始，地下水位开始缓慢上升，到7～12月份汛期和大春灌期相叠加，地下水位达到最高，随着汛期结束和大春作物收割，全区地下水位又呈缓慢下降势态。
七、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。
[关键词]岩土工程 水文地质勘察
中图分类号：TN948 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0306-01
一、前言
在岩土工程勘察工作中，水文地质问题是一个容易被忽视的问题。实际操作中，岩土工程的勘察报告很少直接涉及水文参数的利用，水文地质问题被认为是象征性的工作，只简单地对水文地质条件作一般性评价。而实际上，水文地质工作在岩土工程勘察、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用。
二、地下水引起的岩土工程的危害性
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。地下水位变化包括地下水位上升、地下水位下降、地下水位频繁升降三个方面。地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害主要包括可能引起建筑物的破坏和膨胀性岩土胀缩变形。地下水动水压力作用对岩土工程造成的危害主要是因为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，往往会引起流砂、管涌、基坑突涌等一些严重的工程危害，造成安全隐患，并影响工程质量。
三、水文地质勘察的决定因素
岩石的裂隙性和土的孔隙性是岩石和土区别于混凝土钢材等人工材料的主要特点，也是决定水文地质条件的主要因素，所以分析岩石的裂隙性和土的孔隙性是做好水文地质勘察的主要工作内容之一。
（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”。显然，结构面是岩体中最薄弱的环节。搞清结构面的产状、参数和分布，是水文地质勘察设计的重点，也是难点。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。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；渗透系数和地层组合的差别，导致基础沉降速率的差别；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。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。
四、岩土工程中水文地质的勘察要求
在岩土工程勘察中，应根据工程的具体要求，通过搜集资料和水文地质勘察工作，查明工程所属区域的水文地质条件。
（1）自然地理条件：包括气象水文特征和地形地貌等内容。气象水文特征是指工程所属地域是属于亚热带还是热带，季风气候与否，拥有的湿润程度与热量等。地形地貌是指工程区域周围的水系、平原或高原特征、地形开阔平坦与否、地貌侵蚀和堆积情况如何等。
（2）地质环境条件：包括工程所在区域的地质构造特征、基底构造及其对第四系厚度的控制、地层岩性、新构造运动等方面的内容。
（3）地下水位情况：包括近2～5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地下水位的影响等。地下水位的变化对岩土工程的影响巨大，是工程勘察的重点内容。
五、工程地质勘察中水文地质的评价
在以往的工程勘察报告中，由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，在很多地区已发生多起因地下水造成基礎下沉和建筑物开裂的质量事故，总结以往的经验和教训，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）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在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。④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。
六、岩土工程中的水文地质勘察实例分析
以某工程为例，介绍岩土工程中水文地质勘察的具体内容。某市区根据地下水形成的自然条件和水文地质特征分为不同的两个水文地质单元：平原区和台地区。平原区和台地大部分地区均覆盖有第四系松散堆积层。平原区第四系松散堆积层分布广、厚度大、地下水类型为松散堆积砂卵砾石层孔隙潜水。台地区由于基岩埋藏浅，局部为基岩出露，上覆的少量第四系松散堆积层以粘土为主，所以地下水类型主要为白垩系砂泥岩裂隙孔隙水。由于勘察区仅为该市区东部较小范围，且地下水蕴藏条件较差、水量较少，所以着重讨论平原区的含水层特征。
6.1 含水层埋藏分布条件
该市区广布第四系孔隙潜水。自上而下由一套透水性不同，具有统一水力联系的孔隙含水岩组组成。具体由更新统上段为含泥砂砾卵石层及其之下的更新统下段风化泥砂卵砾石层构成含水层主体，且河渠故道呈条带状叠置于其上的全新砂卵砾石层共同组成区内第四系孔隙含水岩组。按松散堆积的成因类型、形成时代、埋藏分布特征、相互叠置关系，可将平原区松散堆积孔隙潜水分为：平原河间二级阶地、冰水流水堆积层含泥砂卵砾石层孔隙潜水；河道漫滩、一级阶地冲洪积层砂卵砾石层孔隙潜水。区内地下水具有水流交替循环强烈，水位恢复迅速之特点。由于含水层具有西厚东薄、北厚南薄的特点，富水程度随含水层厚度的减薄而减小。区内基岩为紫红色泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩，地下水赋存于基岩风化裂隙中，含水量一般较小，但在岩层较破碎的情况下，常形成局部富水段。根据该地区水文地质资料，渗透系数K约为0.027～2.011m/d，平均为0.441m/d，属弱中等透水层。
6.2 地下水的动态特征
区内地下水水位总的规律是西部埋藏浅，水位变幅小，东部埋深深，水位变幅大。具有季节性变化明显，水位西北高东南低，沿河一带高，河间阶地中部低等特点。区内地下水埋深一般在3.0～5.0m之间，全区地下水位变幅在1.0～3.0m之间。地下水动态受大气降水入渗和农灌回归水的影响，年周期性变化比较明显。每年1～3月份，区内地下水位总体上呈下降态势，从4月份开始由于降雨量逐渐增加，加上农灌的小春灌期开始，地下水位开始缓慢上升，到7～12月份汛期和大春灌期相叠加，地下水位达到最高，随着汛期结束和大春作物收割，全区地下水位又呈缓慢下降势态。
七、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。