地下水对岩土体的影响与危害探讨

【摘要】工程地质与水文地质勘察是工程建设中不可缺少的一个重要组成部分。地质勘察工作质量的好坏，决定着工程方案的决策和工程建设能否顺利进行。在地质勘察工作实践过程中，由地质问题引起的工程事故时有发生，轻则修改设计导致工期延误，重则造成工程事故给人民生命财产带来重大损失。本文分别从工程地质勘察中水文地质评价内容、岩土水理性质以及地下水引起的岩土工程危害三个方面阐述了水文地质问题在工程勘察中的重要性，供同行参考。

【关键词】工程勘察；水文地质；地下水；探讨

【中图分类号】P345

【文献标识码】A

引言

为提高工程勘察质量，在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，更要提出预防及治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。实践证明，在工程勘察中设计和施工过程中，水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。由于没有足够的重视。导致地下水引起的各种岩土工程危害时有发生。为此，在岩土工程勘察中要求查明与岩土工程有关的水文地质问题评估地下水对岩土工程有关的水文地质问题。评估地下水对岩土工程和建筑物的作用及影响。为设计和施工提供必要的水文地质资料以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

1 工程地质勘察中水文地质评价内容

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，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：

1.1 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。

1.3 不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响，更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化晴况，及对岩土体和建筑物的反作用。

1.4 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。

2 重视岩土水理性质的测试和研究

岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种陛质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视，对岩土的水理性质却有所忽视，因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质，而地下水在岩土中有不同的赋存方式，不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同，而且影响程度又与岩土类型有关。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。结合水尤其是弱结合水与粘性土相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质，因其受强力束缚，活动范围极为有限，对岩土的动态水理性质影响较小。

3 地下水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，当地下水位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三种方式：

3.1 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的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成：①土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没，基础上浮、建筑物失稳。

3.2 地下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、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。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。

3.3 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害

地下水的升降变化能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，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替，会将土层中的胶结物铁、铝成分淋失，土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大，压缩模量、承载力降低，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。

3.4 地下水动压力作用引起岩土工程危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在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，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。

3.5 地下水位对岩土物理力学性质的影响

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，严重若形成地裂，引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水升降频繁时或变化幅度大时。不仅使岩土的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度加大。因此，在膨胀性岩土地区进行工程勘察时应特别注意对场地水文地质条件的研究，特别地下水往往升降变化中高度和变化规律这对地基基础深度的选择（宜选在地下水位以上或地下水位以下，不宜选在地下水位变动带内）有主要的参考价值。在建筑工程的地基内，当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时，就能直接影响建筑物的稳定性。若水位在压缩层范围内上升时，软化地基土，使其强度降低、压缩性增大，建筑物可能产生较大的沉降变形若水位在压缩层范围下降时，岩土的自重应力增加，可能引起地基基础的附加沉降，如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏。在地下水位以上、地下水位变动带和地下水位以下，具有明显的变化规律土体从上到下，有天然含水量、孔隙比由小大一小，压缩模盆、承载力由大一小一大的变化规律。这是由于地下水位以上部位，经长期淋滤作用，铁铝富集，并对土颗粒起胶结和充填作用，增大了土拉问连接力，往往形成“硬壳层”，因而含水、孔隙比小而压缩模和承载力增高而位于地下水位变动带的土层，由于地下水积极文替，土中的铁铝成分淋失，土质变松，因而含水量、孔隙比增大，压缩模量、承载力降低位于地下水位以下的土层，由于地下水交替缓慢，氧化、水解作用减弱，加之上扭土层的自重压力作用，土质比较密实，因而含水贫、孔隙比减小，压缩模、承载力增高。岩土特别是各类软质岩石、风化残积土、不同成因的粘性土等，其物理力学性质的变化规律，与地下水位有着密切的联系。因此，在分析研究岩土物理力学的变化规律时，应充分重视地下水位这一重要影响因素。

4 结束语

为提高工程勘察质量，在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的，在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，更要提出预防及治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。