地下水化学影响的岩土工程勘察评价

地下水化学影响的岩土工程勘察评价

卢志艳

湖北省神龙地质工程勘察院湖北武汉430000

摘要：地下水化学性质是岩土工程勘察的重要调查工作内容，然而，针对如何整理和利用相关试验资料，科学运用可靠性分析理论评价地下水的化学作用及影响等专业性的技术工作，现行规范或标准中仍缺乏具体的指导意见或说明。

关键词：岩土工程勘察；地下水；评价事项；

为了提高工程勘察质量,更应该重视水文地质问题,更加应该明确水文地质对于岩土工程勘察会造成什么影响,明确其影响会带来什么危害。施工中实现良好的预防与治理,必须得对水文地质问题进行明确,只有这样才能给岩土工程勘察设计与施工提供珍贵的资料。

一、岩土水理性质的分析

岩土的水理性质通常是指岩土和地下水相互作用显示出来的性质。根据地下水在岩土中的存在形式，大致可以将其划分为三类，分别是结合水(包括强结合水和弱结合水)、毛细管水和重力水。岩土的主要的水理性质及其测试办法有五种：软化性、崩解性、给水性、胀缩性、透水性。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；透水性是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能，透水性一般可用渗透系数表示，岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取；崩解性是指岩土浸水石化后，由于土粒连接被削弱、破坏，使土体崩散、解体的特性；给水性是指以给水度表示，也就是说在一定的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；胀缩性是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性，岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚，失水变薄造成的。

二、地下水化学影响的岩土工程勘察评价

1.地下水的水位变化引起的危害。地下水潜水位的变化会危害岩土地基，其主要表现为两种形式，其一为潜水位上升。潜水位上升是指在当地下水流流通不顺或者地下水出现下渗而导致的潜水位上升。潜水位上升一般会造成如下几点危害：一是使得潜水位地区土壤、盐碱化、沼泽化；二是使得岩体结构受到破坏，进而导致岩体崩解、松软，有些严重的可能会导致岩体砂化、液化或者岩体流砂的出现；三是会导致工程地基内充水，使得工程结构失去稳定性。其二为潜水位下降（通常是指潜水位突降），通常情况下，地下水位下降时，周边地下水会自动补给，当自动补给不足时就会使得水位下降，地下水水位下降会使得地基下沉、坍塌危险增大，使得工程建筑结构稳定性明显降低。总之，地下水位的升降都会使得岩土出现膨胀变形，有时甚至会导致岩层出现断裂，大大影响建筑结构质量。

2.岩土地基遭受地下水侵蚀危害。一些地下水中有腐蚀性成分，这类地下水会不断侵蚀工程地基，这类地下水会和地基中的混凝土和钢筋等材料发生反应，最终使得地基受到侵蚀，严重者可能导致地基脱落分层，使得建筑地基地下结构不稳，最终影响建筑稳定性。另外一些地下水，其在天然情况下水力作用较为微弱，但是一些人为工程活动使得地下水原有的天然动力平衡被破坏，常常会导致基坑突涌、管涌及流砂等严重工程危害。如一些高层建筑深基坑开外过程中，当深基坑下部存在承压含水层时，因为随着基坑开挖使得承压含水层上部覆土厚度减小，进而使得覆土对承压含水层的压力变小，当覆土压力减小到一定程度之后，承压水压力必然会将上部底板顶裂或冲毁，使得发生突涌现象。

3.岩土工程中的评价内容。在过去的报告中，很多地区因缺乏将基础设计和施工需要评估地下水对其工程的影响和危害联系起来，而导致多起因地下水造成地基下沉和建筑物开裂的质量事故的发生。因此，对于水文地质问题的评价，我们总结了以往岩土工程勘察的经验和教训，认为应主要考虑以下内容：（1）为预测未来可能发生的岩土工程危害，需着重评估地下水对岩土体和建筑物产生的作用和影响，并提供防治措施。（2）查清楚相关水质问题，工程勘查紧密配合建筑物地基基础类型的需求，供应选型所需的有关资料。（3）应从工程方向，根据地下水对工程产生的作用与影响，提出各种条件下应当重点评价的水文地质问题。例：评价藏于地下水位之下的建筑物地基中，地下水能够侵蚀混凝土和混凝土内钢筋的程度；对地下水运动对所选具有柔软性质的岩石、高风化岩残留的土壤以及因高温而膨胀的土壤等相关岩土体作为建筑场地的影响进行重点评价，如软化、分解、膨胀、收缩等；预测存在于地基范围内不紧凑或者饱满的粉细砂、粉土时，发生侵蚀或是土层中细颗粒从粗颗粒中冲出的可能性；在基础之下存在能承受压力的含水层，应该计算和评价基坑挖掘后此类水冲毁地基底板的概率；在地下水位之下开挖地基，需要试行渗透和富水性试验。

4.地下水单元及样本容量。限于通常岩土工程勘察主要技术工作关注要点的倾向性及勘察手段的局限性，因此相对简化了建设工程场地水文地质条件的调查工作，成果的相关论述往往会显露出分析依据的匮乏，其中对含水层的认识就经常会引发不同见解间的争执。面对如此难以规避的客观现实，改变观念，顺应本专业与水文地质勘查技术工作之间的区别，或许是更为科学的态度。比如，坦诚面对岩土工程勘察的主要工作目的及工作周期和场区范围等基础条件限制，不再拘泥于含水层划分严谨性的追溯和论证，将针对性分析和评价场区范围内岩土层的透水性及相对隔水层的分隔效应作为阐述的重点，或许更能切实体现岩土工程勘察技术工作的实际意义。现状岩土工程勘察成果中，常有单纯依据岩土层勘探样本的室内试验渗透指标作为隔水层评判依据的现象。事实上，针对现实工作中经常面对的第四系松散地层，就地下水的岩土工程作用和影响而言，决不可忽视相对隔水层并不影响含水系统中的地下水呈现统一水力联系及由此产生相互间的水化学交换作用的客观事实。既然是“相对”，就必然存在着相对程度的差异。分隔作用的发挥，除受自身特性影响外，还与毗连地层间渗透性的差别相关。同时，层厚及层位稳定性和岩土体天然材料的均匀性等，均对实际的“隔水”功效产生影响。可见，以岩土性质分类为相对隔水层定性是草率的，这仅是初期阶段的粗浅认识。动态类型、补给或排泄途径等水文地质条件必然是判断相对隔水层两端的水力联系及水化学交换可能性的依据。地下水化学性质样本值也是单元体划分适宜性的最终评判参考依据。

5.对工程勘察中地下水问题参数的测定给予足够的重视。（1）地下水水位的测定。地下水水位的测定，在岩土工程勘察中，凡与含水地层时，均应测定地下水位。其中静止水位的两侧应有一定的稳定时间，其稳定时间按含水层的渗透性确定，需要时宜在勘察结束后统一测静止水位；当采用泥浆钻进时，测水位前应将测水管打入含水层中20cm或洗孔后两侧；对多层含水层的水位量测，必要时应采取止水措施与其他含水层隔开。（2）测定地下水流向。测定地下水流向可用几何法，并同时两侧各孔内水位，确定地下水流向。地下水流速的测定可采用批试剂法或充电法。

作为工程地质条件重要因素之一的地下水，其水层分布和涌水量以及流向、静止水位等都是工程勘察中需要精确分析和完整报告的。只有准确的查明了地下水对岩土工程存在的各种有力或不利影响，才能预测其导致的后果并据此采取有效的工程防治措施，提高建筑物的耐久性和稳定性，保障国家经济和人民生命、财产安全。

参考文献

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[2]吴学林．岩土工程勘察中水文地质问题分析［J］．广东科技，2019，20∶144+116．

[3]潘乃礼.水文地质变异因素的定量分析———方差分析在水文地质工作中的应用[J].华东地质学院学报，2019.04.