摘要：本文对岩土工程中水文地质工作中的一些问题进行了分析。
关键词：水文地质；岩土工程勘察；地下水
前言
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岩土工程中水文地质的勘察要求
（1）自然地理条件。这里面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。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。
（4）各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度；主要含水层的分布、厚度及埋深；通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数等；场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响、判定地下水水质对建筑材料的腐蚀性等。
2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性质。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。下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响，然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。
（1）地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种，其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
a.强结合水，又称吸湿水，吸湿水被分子力吸附在岩土颗粒周围形成极薄的水膜，是紧附于颗粒表面结合最牢固的一层水，其吸附力高达 10MPa，在强压下，其密度接近普通水的两倍，具有极大粘滞性和弹性，可以抗剪切，但不受重力作用，也不能传递静水压力。
b.弱结合水，又称弱薄膜水，它处于吸着水之外，厚度大于吸着水。弱结合水所受的吸附力小于强结合水，可以在颗粒水膜之间作缓慢的移动，薄膜水在外界压力下可以变形，但同样不受重力影响，且不能传递静水压力。
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。
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，可细分为孤立毛细管水、悬挂毛细管水、真正毛细管水。它同时受毛细管力和重力的作用，当毛细管力大于重力时，毛细管水就上升，因此地下水潜水面以上的普遍形式是一个与保水带有水力联系的含水量较高的湿水层。毛细管水能传递静水压力，并能在空隙中垂直上下运动，对岩土体能起到软化的作用，有时会引起土壤的沼泽化或盐渍化增强岩土体及地下水对建筑材料的腐蚀性。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。
重力水，是指在重力作用下能在岩土孔隙、裂隙中自由运动的水，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，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非常活跃，对岩土的水理性质有显著的影响。重力水是我们研究岩土水理性质的重点关注对象。
（2）岩土的主要的水理性质及其测试办法
a.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，即岩石在浸水饱和状态下与风干状态下极限抗压强度之比，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时，在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。
b.透水性，是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。岩土的渗透性的强弱首先决定于岩土空隙的大小和连通性，其次是空隙度的多少。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀，其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育，其透水性就愈强。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。
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c.崩解性，是指岩土浸水湿化后，由于土粒连接被削弱、破坏，使土体崩散、解体的特性。岩土体的崩解特性包括崩解所需时间、崩解量、崩解方式等。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大，以广东地区的残积土为例，一般崩解时间 5～24h，崩解量 1.79～34%，以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解，而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。
d.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量的性能，以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数，它不但影响基坑涌水量大小，同时也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。
e.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。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一，对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。标定岩土胀缩性的指标有：膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。岩土的水理性质尚有持水性、容水性、毛细管性、可塑性等等，在这里不再一一叙述。
3地下水引起的岩土工程危害
3.1地下水上升引起的岩土工程危害
受到水层结构、总体岩性产状等地质因素，降雨量、气温等水文气象因素加上人为灌溉、施工等因素的影响，潜水位会出现上升现象。潜水位上升直接导致土壤沼泽化加剧，增强了地下水对建筑物腐蚀程度；容易诱发丘陵山地地区的山体滑坡、岩土体崩塌、泥石流等地质灾害；破坏特殊的岩土体结构，降低了岩土结构的强度，造成大面积的岩土结构软化；引发流砂、管涌、地下洞室充水淹没、建筑物失稳等现象。
3.2地下水下降引起的岩土工程危害
人为因素是造成地下水下降的主要因素。具体的有为了某种原因诸如采矿、灌溉等人为抽取地下水，在河流的上游筑坝、建水库等也在一定程度上造成下流地下水的短缺，进而引发地下水位的下降。地下水位下降的结构是土地干裂、地面下沉等不良现象频频发生；同时还伴随着地下水枯竭、水质的恶化等环境问题的产生。总之，地下水位下降对岩土体、建筑物、人类本身的环境都造成很大的破坏。
3.3地下水频繁升降引起的岩土工程危害
地下水频繁升降对岩土工程的危害，主要是指由于地下水频繁升降造成的膨胀性岩土不规律的膨胀和收缩，进而引起岩土膨胀收缩幅度的加大，最终造成建筑物尤其是轻型建筑物的破坏。同时由于地下水频繁的交替容易造成土层中的胶结物的流失，土层一旦失去胶结物土质就会变松，土层的承载力也开始下降，在实际的岩土工程基础选择处理时产生一系列的麻烦。
3.4地下水动力作用引起岩土工程危害
一般而言，天然状态的下的地下水动力作用对岩土工程的作用比较小，危害也相对较小，但是由于人为因素产生的地下水的运动，往往会有很大的动力作用，不规律的地下水运动的直接后果是造成岩土的层的流砂、管涌、基坑突涌等安全隐患，直接影响建筑工程的质量。
4明确工程勘察中水文地质勘察的基本要求
在明确了地下水对岩土工程的危害之后我们必须严格工程勘察中水文地质勘察的要求。具体的水文地质勘察要求主要有以下两个方面。
4.1查明相关的水文地质条件
首先要查明当地的气候条件，例如降水量、蒸发量、地下水日常水位以及水位变化规律；地下水与地表水的相互补排关系等；其次要查明当地含水层的厚度、深度以及各含水层中地下水的类型、流动方向、水位的变化等；再次要根据地质条件查明其对地下水渗流状态的影响程度；最后要查明地下水和地表水是否被污染以及污染的程度如何。
4.2水文地质问题评价内容
鉴于以往的工作经验和教训，我们认为水文地质问题的评价内容主要应当包括以下几点：
（1）施工之前重点评价水文地质条件对建筑物和岩土体的影响程度，预测可能带来的危害，并提出相应的防治措施。
（2）根据建筑物地基基础的需要，要尽可能的根据查明的水文地质问题，提供需要的水文地质资料。
（3）在查明地下水天然存在状态的条件下，重点查明人为因素造成的地下水的变化情况以及可能产生的影响。
（4）针对不同的条件评价的重点要有所改变。例如对于以软质岩石、强风化岩等岩土体作为基础的建筑场地，其地质水文评价的重点应当放在，地下水活动可能造成的岩土层的软化、崩解、胀缩等作用；当地基基础中存在粉细砂、粉土等极为松散的物质时，应当预测地下水带来潜蚀、管涌等现象的可能性。
5重视工程勘察中水文地质参数的测定
明确阐述水文地质问题仅仅依靠文字叙述缺乏一定的可靠性，此时就需要我们用数字来说话，因此在实际的勘察中要重视水文地质参数的测定。如何测定水文地质参数则是我们接下来要研究的问题。
6结语
工程技术人员在工程勘察中需要切实做好水文地质工作的调查和分析，清晰的掌握水文地质工作的相关理论知识，为设计和施工提供必要的水文参数，快速推动工程勘察水平的提高。
论文作者:钱士勇1, 王波2
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年9月下
论文发表时间:2016/9/7
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