岩溶区岩土工程勘察中的水文地质问题

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 岩溶区岩土工程勘察中的水文地质 问题 摘 要岩土工程勘察是工程建设 的关键环节，越来越受到广泛重视，水 文地质工作是岩土工程勘察的重要内容 之一，加强岩土工程中水文地质勘察对 提高岩土工程勘察质量有着十分重要的 作用，尤其在复杂水文地质条件的岩溶 地区更是如此，在岩土工程勘察中查明 工程建设场地的水文地质条件对岩土工 程尤其是建（构）筑物地基基础设计、 施工具有重要的意义，是保证工程质量 的前提。本文对岩溶区复杂的水文地质 条件下地下水对岩土体的作用和影响， 以及由于水文地质问题引发的对岩土工 程危害进行分析，阐述工程勘察中客观、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 准确评价建设场地水文地质条件的重要 性，更好地服务于工程建设，对岩土工 程勘察从业人员有一定借鉴作用和参考 价值。 中国论文网 /1/view-12790227.htm 关键词 岩土工程、水文地质、 水理性质、地下水、危害、评价 中图分类号：P336 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X（2015）21- 0190-02 一、引言 水文地质问题在岩土工程勘察和 施工中始终是一个重要问题，在进行岩 土工程勘察时查明建设场地的水文地质 条件对于工程建设至关重要，通过调查、 观测、勘探、试验查明场地地下水的形 成、赋存、运动等特征及水质水量的变 化规律，地下水位及其影响因素和变化 幅度、地下水的补给排泄条件及其与地 表水的关系等，研究如何防治由于水文 地质问题对岩土工程造成的危害，为工 程设计施工提供水文地质依据。当前由 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 于受勘察市场恶性竞争的影响，业界普 遍对水文地质问题重视不够，在水文地 质勘察试验等方面的投入不足，流于形 式，勘察的手段水段比较单一，往往只 注重场地的地层岩性、岩土类型、成分 结构、岩土体的空间分布、岩土物理力 学性质、工程性能和地基承载力等工程 地质条件。水文地质条件在工程地质勘 察评价中的定性和定量分析都是一个薄 弱环节，常有关键问题被疏漏或忽略， 尤其在水文地质条件复杂的岩溶区，由 于工程勘察中对水文地质问题研究不深 入，水文地质条件评价不到位、不全面， 勘察成果资料失真，评价内容与客观事 实不符，设计未能采取针对性措施而导 致因地下水作用引发的各种岩土工程病 害屡见不鲜，造成不可逆性破坏，甚至 引发工程事故，经济损失严重，无形中 增加建设成本，并影响工程建设和投资 效益。同时严重损害勘察和设计企业的 形象和声誉，造成不好的社会影响。因 此应加强岩土工程勘察中的水文地质工 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 作。 本文结合工程实践，分别从岩土 工程勘察中的水文地质评价内容、岩土 的水理性质，以及地下水引起的岩土工 程危害等方面阐述水文地质问题对岩土 工程的影响。 二、岩土工程勘察的水文地质评 价 地下水既是构成岩土体的重要组 成部分（固、液、气三相之一） ，直接 影响岩土体的工程特性，是改变岩土体 特征的主要因素，又是基础工程中的重 要环境要素，直接作用于地基基础，不 良地质作用和地质灾害的发生绝大部分 与地下水有直接或间接的关系，直接影 响工程建筑场地和建筑物地基基础的稳 定，甚至影响建筑物的正常使用。 岩土工程勘察要求查明与岩土工 程有关的水文地质问题，在以往常规的 岩土工程勘察工作中，大部分勘察成果 只对自然状态下的水文地质条件做一般 的评价，如地下水的形成、埋藏和性质、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 富水性、岩土的渗透系数、地下水的腐 蚀性、地下水的不良地质作用和危害。 很少能结合基础设计、施工中可能遇到 问题的需要来评价地下水对岩土工程的 作用和影响，预测可能产生的危害，提 出预防和治理措施，分析预测在人为工 程活动中地下水的变化对岩土体的危害。 岩溶盆地一般有两层水即第四系 孔隙潜水和石灰岩溶洞裂隙承压水，应 分别查明各含水层赋存埋藏条件、地下 水类型、水力性质、运动规律、流向、 分层观测水位及其变化幅度、各含水层 分布、厚度、埋深、富水性等，并通过 试验测定渗透系数等水文地质参数、判 定各含水层中地下水的腐蚀性。对地下 工程的开挖支护方案、基坑降水设计、 渗流稳定性、建筑物地下室防水抗浮设 计等进行分析评价。重点评述地下水对 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，并提出防治措 施。提出不同条件下针对不同工程应重 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 点注意的水文地质问题。对软质岩、风 化岩、残积土、膨胀土作为建筑物基础 持力层因地下水活动可能产生的岩土体 软化、崩解、胀缩等作用产生的地基变 形；地基主要受力层、基坑边坡分布饱 和砂土、粉土产生潜蚀、流沙、管涌的 可能性；岩溶区强含水层承压水因基坑 开挖引发基坑底板隆起破坏乃至突涌的 可能性，应进行计算评价；基坑开挖面 处于地下水位之下，应进行抽水或注水 等水文地质试验计算平价主要含水层的 透水性和富水性，并评价由于基坑降水 引起地面沉降、坑壁边坡土体变形失稳 对周边建筑物稳定性的影响的可能性及 影响程度。 三、岩土的水理性质 岩土中的水按其赋存形态分为气 态水、吸着水、薄膜水、结合水、毛细 管水、重力水、固态水，水文地质研究 的地下水是指能在岩土的空隙中自由流 动的水。岩土的水理性质简单地说就是 岩土与地下水之间相互作用时显现出来 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 的各种性质和特征，它和岩土物理性质 一样也是岩土重要的工程地质性质，岩 土的水理性质包括岩土的容水性、持水 性、给水性、透水性，同时还包括其派 生的软化性、崩解性、胀缩性等特殊性 质，以及可溶性岩土的水溶水解性。容 水性是指岩土能容纳一定水量的能力； 持水性是指在重力作用下岩土能保持一 定液态水的能力的性质；给水性是指保 持在岩土中的水在重力作用下能自由析 （流）出一定量水的能力；透水性是指 在重力作用下岩土能使水渗透和通过的 能力，松散岩土的颗粒愈粗愈均匀，坚 硬岩石的裂隙和岩溶愈发育，其透水性 便愈强；软化性是指岩土浸水后强度降 低的特性，粘性土、泥岩、页岩等均有 此软化特性；崩解性是指土浸水湿化后， 由于土粒链接被削弱破坏而使土体崩散 和解体的特性，其与土的颗粒组成、矿 物成分和结构等关系极大，一般火成岩 的风化层、残积层这种特性比较典型， 分为散开状崩解和裂开状崩解；胀缩性 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 是指岩土吸水体积增大，失水后体积减 小的特性，缩胀性主要是因为土颗粒表 面水膜厚薄变化造成的，蒙脱石等亲水 矿物具有典型的这种特性，岩溶区普遍 分布的红粘土含较多亲水矿物，属缩胀 性土，一般有上硬下软、裂隙发育特征， 岩土的缩胀性往往造成基坑底面隆起、 开裂，影响地基和边坡的稳定；水溶水 解性是可溶性岩特有的性质。岩土工程 勘察不仅要对岩土的物理力学性质的测 试有足够的重视，对岩土的水理性质也 不能忽视，因为岩土的水理性质也在一 定程度上影响地基岩土体强度和性状， 甚至影响地基变形和建筑物的稳定性， 因此岩土工程勘察报告中缺少岩土上述 评价内容是不全面的。 四、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渗 流、动水压力的作用等几个方面的原因 造成的。岩溶区在岩土工程勘察中应重 点查明各含水层的水位及其变幅，以及 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 人为因素引起的水位变化对岩土工程的 影响。 1、地下水位升降变化引起的岩 土工程危害 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 又可分为以下三种方式： （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叠加的综合结 果。由潜水面上升对岩土工程可能造成 的危害有：土壤沼泽化、盐渍化，岩土 及地下水对建筑材料的腐蚀性增强；斜 坡、河岸等区域岩土体产生滑坡、崩塌 等不良地质现象；一些具特殊型的岩土 体结构破坏、强度降低、软化等；引起 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 粉细砂及粉土饱和液化、出现流沙、管 涌等现象；地下硐室充水淹井、地下室 和基础上浮、地基上建筑物失稳。由承 压水水位上升可能造成基坑突涌，给设 计、施工带来很大麻烦。 （2）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（坑）疏干以及上游筑 坝、修建水库截夺下水地下水的补给等。 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 地下水最高水位以上岩土由于长 期淋滤结果使铁铝成分富集对土颗粒起 胶结填充作用，土粒间的连接力增大， 往往表现为行程表面的“ 硬壳层 ”。地下 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 水升降变动带内由于地下水的积极交替， 会使土层中的胶结物铁、铝成分淋 失，土层失去胶结物将造成土质变疏松、 含水量孔隙比增大，压缩模量、承载力 降低，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循环往复，而且会 导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进 而形成地裂或变形而影响建筑地基的稳 定。 2、地下水渗流作用引起的岩土 工程危害 是地下水在渗流力作用下，土体 中的细颗粒在空隙通道中移动并被携带 流失的是一种机械潜蚀作用，对土体的 渗透、冲刷侵蚀往往会引起流沙、管涌 等一些严重的岩土工程危害，可能造成 地基尤其是基坑边坡失稳，造成安全隐 患，并影响工程质量。 3、地下水动水压力作用引起的 岩土工程危害 在天然状态下地下水压力作用处 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 于一种动态平衡状态，一般不会显现出 来，也不会造成危害。但在人为工程活 动中由于破坏了地下水天然动力平衡条 件，在一定的动水压力作用下，往往会 引起基坑突涌等严重问题，常常会引起 施工事故，并造成工程质量隐患。 水文地质条件对岩土工程有着较 大的影响，勘察成果对场地的水文地质 条件进行客观合理的评价可以减少或避 免许多岩土工程灾害的发生，反之则可 能产生严重后果，甚至造成不可挽回的 损失和永久性的破坏。如某安置工程为 设有地下室的高层建筑群，处于岩溶盆 地中部，水文地质条件很复杂，场地范 围内不同部位的水文地质条件极不均一， 有多个不同构造含水系统，勘察过程中 对各个区域水文地质条件变化没搞清楚， 局部强富水带被疏忽，岩溶水最高水位 标高笼统判为低于基坑底面标高，偏差 较大，误导设计和施工，未采取有效止 水措施和防水预案，基坑开挖过程中造 成坑底产生突涌，坑内积水如游泳池， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 水量大大超过设备降水能力，导致工程 停工，周边地面变形、民房开裂，延误 工期，造成重大经济损失、并增加质量 风险。 地下水抗浮设计水位对于地下工 程设计至关重要，若勘察成果资料失真 而导致设计水位不合理，将会产生抗浮 设计错误的严重后果。一方面设防水位 过低可能因地下水浮力造成地下结构变 形、开裂甚至造成地下室整体上浮，结 构破坏，修复困难；设防水位过高则将 大大增加工程造价，造成浪费，影响投