水文地质在工程地质勘察中的应用与研究【摘要】水文地质在工程地质勘察中有着十分重要的地位，二 者关系密切。在工程勘探中，采取切实有效的方法测定水文地质 的各种有关参数是非常重要的，但在实际的应用中，往往会被忽 略。水文地质作用影响岩土体工程特性，甚至损坏工程，影响工 程施工。因此本文就工程地质勘察中水文地质因素的作用问题， 进行了简要的分析，为工程设计提供重要依据。【关键词】工程地质勘察；水文地质；水理性质；岩土工程1 引言目前在工程勘察、设计和施工过程中，对水文地质导致的灾害 重要性认识以及勘查研究投入不够，实践证明，水文地质问题在 工程地质勘查工程中始终是一个极为重要同时也是易于被忽视的 问题。在工程地质勘察中，水文地质和工程地质互相作用，互相 影响的。地下水是岩土体的组成部分，同时又是基础工程的环境， 直接影响岩土体特性，影响工程的稳定性。为提高工程勘察的质 量，将水文地质勘察提上日程是十分必要的，水文地质会对工程 产生哪些影响，怎么评价水文地质问题，明确了这些问题才能更 好预防和治理，为工程设计以及施工提供必要条件，避免工程危 害以及地质环境恶化等问题的发生。2 工程地质勘察中水文地质评价的内容结合以往的工程勘查工作，由于设计报告缺少地下水对岩土工程的危害评价，施工方按照设计报告施工后在一些地质环境薄弱 的地区已发生多起因地下水造成的灾害等质量事故，因此总结以 往的经验和教训，在工程勘察中，如果提供科学的依据对水文地 质评价，就会提高工程施工的安全性，水文地质评价主要考虑以 下几点：2.1 重点评价地下水对岩土体和工程建筑的作用和影响，预测 工程可能造成的地质危害以及岩土工程危害，提出相应的防治措 施。2.2 工程勘察中还应密切结合工程建筑的地基基础类型（如基 坑，桩基等） ，根据实际需要进行专门的水文地质勘察，为工程选 型设计提供所需的水文地质参数和水文地质资料。2.3 查明水文地质条件时，不仅要查明地下水的自然分布状态， 同时更重要的是要分析预测由于人为因素引起地下水的变化情况， 详细掌握由这种变化导致的岩土体和建筑工程的变化。2.4 在建设大型项目时，对缺乏地质环境资料的地区，应该组 织专业人员进行专门的水文地质勘察。当水文地质条件对地基评 价、基础抗浮和工程降水有重大影响时，宜进行专门的水文地质 勘察。2.5 查明水文地质条件时，因为地下水水位的高低对各种工程 建筑均有影响，因此在分析具体的工程地质问题时对地下水水位 以下和地下水水位以下要区别对待，具体问题具体分析。2.6 按地下水对工程的作用与影响，针对不同的地质条件有针对性的评价并提出相应的预防措施，例如对选用软质岩石、强风 化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地，应 将重点放在地下水活动对岩土体造成的软化、崩解、胀缩等作用。 在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂时，应分析产 生流砂、管涌的可能性；当基础下部存在承压含水层，应计算和 评价基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性；在地下水位以下 开挖基坑，应进行渗透和富水试验，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工程稳定的可能性。3 岩土水理性质测试与研究岩土水理性质是指岩士与地下水相互作用时显示出来的各种性 质。岩土的水理性质影响岩土的强度，继而影响到工程建筑的稳 定性。下面介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响， 然后简单介绍一下测试方法。3.1 地下水的赋存形式地下水按其在岩土中的赋存形式和物理性质可分为结合水、毛 细管水和重力水三种。3.1.1 结合水，是指被分子力吸附在岩土颗粒周围形成极薄的 水膜，可抗剪切，不受重力影响，不能传送静水压力，在110左 右消失，主要存在于粘土中，并影响念头的物理力学性质。结合 水又可分为强结合水和弱结合水两种，结合水是地下水在粘性土 中的主要赋存形式， 在砂土中含量甚微。3.1.2 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，同时受毛细管力和重力的作用，可被植物吸收，影响 岩土的物理力学性质，可细分为孤立毛细管水、悬挂毛细管水、 真正毛细管水。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。3.1.3 重力水，是指在重力作用下能在岩土孔隙、裂隙和洞穴 中自由运动的水，即我们通常所称的狭义 “地下水。它不受分子 力的影响，不能抗剪切，受重力作用，可以传递静水压力。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相当活 跃，对岩土的水理性质有明显的影响。 结合水、毛细血管水属于 专门研究课题，在水文地质勘查中，所指的地下水一般是重力水， 因此重力水是我们研究岩土水理性质的重点对象。3.2 岩土的主要的水理性质及测试办法岩土的水理性质主要包括软化性、透水性、结水性、崩解性、 胀缩性以及持水性、容水性、毛细管性和可塑性等，在这里主要 介绍以下几个特性：3.2.1 软化性，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，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标， 是岩石在浸水饱和状态下与风干状态下极限抗压强度之比。当岩 石层中存在易软化岩层时，由于地下水的地质作用下往往会形成 软弱夹层。泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化性。3.2.2 透水性，是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的 性质。松散岩上的颗粒越细、越不均匀，透水性便越弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶越发育，透水性就越强。一般用渗透系数表示， 可通过抽水试验求取岩土体渗透系数。3.2.3 崩解性，是指岩土体被浸水湿化后，土粒连接被削弱， 破坏而造成土体崩散、解体的特性。主要包括崩解时间、崩解量、 崩解方式等，同时还与岩土的颗粒大小，矿物成分以及矿物结构 有关。3.2.4 给水性，是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中 自由流出一定水的性能，一般用给水度表示。给水度是含水层的 重要水文地质参数，不仅影响场地疏干时间，也影响基坑涌水量。 一般采用实验室方法测定给水度。3.2.5 胀缩性，是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的 特性，这个性质是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚，失水变薄造 成的。标定胀缩性的指标有膨胀率、体索率、收缩系数以及自由 膨胀率等，胀缩性是产生地裂缝、基坑隆起的原因之一。4 地下水引起的岩土工程危害地下水对岩土工程造成的危害，主要有两个方面，一是由于地 下水位的升降变化引起的，而是由于地下水的动水压力引起的。4.1 水位变化造成的岩土工程危害地下水水位升降变化对岩土工程造成的危害主要分为以下三种 方式，水位上升造成的危害；水位下降造成的危害；水位频繁升 降变化造成的危害。潜水位上升可造成土壤盐碱化、沼泽化，增 强了对岩土工程的腐蚀；在一些地质环境不稳定的地区易发生滑坡、崩塌等地质灾害；在一些工程场地造成砂土液化，出现管涌、 流砂等现象，还会造成基础上浮，工程失稳等。地下水水位的大 幅度下降，经常会导致地面沉降，地裂缝等地质灾害，同时会出 现水质恶化、水源枯竭等问题，给人类的生活造成重大影响。地 下水水位频繁波动，由于岩土体的胀缩性，会导致工程地基的失 去稳定性，甚至造成建筑体变形破坏。