探討巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題

陳忠俊

【摘 要】水文地質(zhì)研究屬于巖土工程勘察中一個非常重要的議題。在實(shí)際工程操作中，建設(shè)工程必須考慮周圍的環(huán)境，按照勘察所得的具體水文數(shù)據(jù)資料，創(chuàng)設(shè)針對性的預(yù)防方案以及具體的施工計(jì)劃，確保整個工程的順利進(jìn)行。為方便工程人員勘察水文環(huán)境，保障建設(shè)工程質(zhì)量，在工程檢查中不但需嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貦z查巖土工程具體的水文地質(zhì)問題，客觀地評估地下水對建筑物以及巖土體的影響和功能作用，而且需探索出預(yù)防計(jì)劃和治理方法，幫助施工與設(shè)計(jì)提供相對應(yīng)的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，降低地下水對巖土工程的威脅。

【關(guān)鍵詞】巖土工程勘察；水文地質(zhì)；分析

1.水文地質(zhì)的勘察方向

在巖土工程勘探過程中，需按照工程的實(shí)際情況和要求進(jìn)行，勘察水文地質(zhì)情況以及搜集相關(guān)資料，了解巖土工程所處的水文地質(zhì)環(huán)境?，F(xiàn)主要分為三個方面：

1.1地質(zhì)條件

地質(zhì)條件的勘察主要了解巖土工程區(qū)域的基底構(gòu)造、地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)、地層巖性、新構(gòu)造運(yùn)動以及第四系厚度的控制等。掌握地質(zhì)環(huán)境后，才能更好的運(yùn)用巖土資源，建造質(zhì)量良好的巖土工程。

1.2地下水資料

巖土工程最重要的勘察方向?yàn)榈叵滤闆r，了解工程地域的2～5年的最低地下水位、最高地下水位以及水位變化幅度，地下水位的變化于巖土工程建設(shè)過程中有著較大的利害關(guān)系，所以是工程勘探的主要內(nèi)容點(diǎn)?？辈斓叵滤a(bǔ)給排流情況、地下水位的影響因素和地下水和地表水的補(bǔ)排聯(lián)系。與此同時，各巖土隔水層與含水層的埋藏環(huán)境、流動方向、地下水類型、水位的變化趨勢，均需要勘探人員嚴(yán)格謹(jǐn)慎地檢查。經(jīng)過工程現(xiàn)場試驗(yàn)檢測地層滲透系數(shù)參數(shù)，掌握地下水滲流與賦存情況，仔細(xì)考究地下水的水質(zhì)是否對建筑材料具有侵蝕性和腐蝕性[1]。

1.3自然地理環(huán)境

自然地理環(huán)境主要涵蓋工程區(qū)域的氣象水文特點(diǎn)以及地貌地形特征等方面的情況，氣象水文特點(diǎn)為巖石工程所屬地是如何的氣候，例如：亞熱帶季風(fēng)氣候、熱帶季風(fēng)氣候或者溫帶氣候等，空氣的相對濕度值以及常年的熱量值。地貌地形則指巖石工程領(lǐng)域四周的水系活動，是否為喀斯特地貌、平原地貌、高原特點(diǎn)等，地形的開闊程度以及地貌的具體情形，是否出現(xiàn)堆積或者侵蝕[2]。

2.巖土的水理性質(zhì)

巖土的水理性質(zhì)指的是巖土和地下水之間互相作用產(chǎn)生的性質(zhì)。主要的賦存樣式為根據(jù)地下水于巖土中的存在形式可劃分：毛細(xì)管水、結(jié)合水以及重力水，同時結(jié)合水又區(qū)分為弱結(jié)合水與強(qiáng)結(jié)合水。

根據(jù)巖土的水理性質(zhì)以及試驗(yàn)方法具有五種形式：（1）透水性。透水性為水于重力作用下，巖土最大限度地容水通過自身的性能。較為松懈的巖土顆粒越細(xì)、并且分布越不均勻，則其透水性較差。堅(jiān)硬的巖石裂隙越大或者巖溶越發(fā)育，則其透水性較強(qiáng)。常規(guī)情況下透水性使用滲透系數(shù)代表，滲透系數(shù)可使用抽水試驗(yàn)來求證。（2）軟化性。軟化性為巖土受到浸水后力學(xué)強(qiáng)度減小的特性，常規(guī)使用軟化系數(shù)代表，其能辨別耐水浸能力、巖石耐風(fēng)化。于巖石層中出現(xiàn)易軟化巖層之時，于地下水的作用效果下常常構(gòu)成軟弱夾層。各種形式形成的泥巖、粘性土層、泥質(zhì)砂巖、頁巖等巖土一般具有軟化性。（3）脹縮性。脹縮性為巖土吸水后容積增加，失水后容積變少的特征，巖土的脹縮性主要因顆粒表層結(jié)合水膜吸水變化形成的。巖土的脹縮性與地裂、基坑隆起、地縫有著較大的關(guān)系，針對土坡表層穩(wěn)定性與地基變形有著非常重要的聯(lián)系。巖土脹縮性的標(biāo)準(zhǔn)率重要指標(biāo)為自由膨脹率、膨脹率、收縮系數(shù)、體縮率等。（4）崩解性。崩解性為巖土浸濕后，因巖土顆粒持續(xù)被破壞、削弱，造成了巖土本身解體、分散和崩松的局面。巖土的崩解性和巖土的礦物本質(zhì)、顆粒成分、土地結(jié)構(gòu)等有著較大的關(guān)系。例如：廣東地區(qū)的殘積土，常規(guī)條件下崩解的時間為5小時到24小時，而崩解量為1.79到34，為水云母、蒙脫石以及高嶺土組成的殘積土，其一般以散開的方式崩解，但為石英居多的殘積土則一般為裂開狀崩解。（5）給水性。給水性為于重力作用下飽和水巖土能根據(jù)裂隙、孔隙中流出水量，以給水度作為代表，該性能成為給水性。給水度屬于含水層的一個非常主要的水文地質(zhì)參數(shù)，同時也直接影響著巖土工程的疏干時長。常規(guī)條件下工程將給水度的測定放于實(shí)驗(yàn)室方法檢測[3]。

3.地下水位對巖土的影響

巖土工程中，地下水的升降變化能直接影響巖土的膨脹性，造成巖土出現(xiàn)不平衡和不均勻的膨脹收縮變形，倘若為變形嚴(yán)重的條件下，巖土容易出現(xiàn)地裂的情況，引發(fā)建筑物尤其為輕型或者低層建筑物的損害。于地下水升降變化較大或者頻率較多時，不但促使巖土的收縮膨脹變形反反復(fù)復(fù)，且嚴(yán)重致使巖土的收縮和膨脹之間的幅度增大。所以，在膨脹性巖土區(qū)域?qū)嵤┕こ炭碧綍r，應(yīng)當(dāng)著重觀察和檢查工程現(xiàn)場的水文地質(zhì)環(huán)境，尤其為地下水上升下降變化中，變化規(guī)律與高度對地基基礎(chǔ)深淺的擇選有著直接的參考作用。

在建設(shè)工程的地基時，倘若地下水位于根基底面以下壓縮層范疇內(nèi)出現(xiàn)改變時，則能直接促使建筑物的穩(wěn)定性受到干擾。倘若水位于壓縮層范疇內(nèi)呈上升時，軟化根基的巖土，促其壓縮性變大、強(qiáng)度減小，建筑物可出現(xiàn)巨大的升降變形。倘若水位于壓縮層范疇呈下降狀況時，巖土自身的重力作用提高，則極易導(dǎo)致地基根基的沉降變化，而土質(zhì)不平衡或者不均勻，地下水位的驟時上升又下降極易導(dǎo)致建筑工程變形、損壞和崩塌。

4.地下水引發(fā)的威脅

4.1地下水位下降引發(fā)的威脅

地下水位下降的原因有許多，但一般情況下均為人為因素。例如：采礦過程中的礦床疏干、大規(guī)模抽地下水資源、修建水庫截取下游地下水的補(bǔ)給和上游建壩等。地下水的大面積下降，時常引發(fā)地面下陷、地面塌陷、地裂等地質(zhì)災(zāi)害，同時地下水資源缺乏、水源質(zhì)量下降等問題，針對巖土土地和建筑物的穩(wěn)定性均有著較大的危險和威脅，而人類居住環(huán)境和社會環(huán)境也會受到影響[4]。

4.2地下水位上升引發(fā)的威脅

地下水潛水位上升的因素有許多，主要包括地質(zhì)原因和水文氣象的影響，例如：總體巖性狀況、含水層結(jié)構(gòu)。水文氣象原因?yàn)榻邓?、溫度、灌溉和施工等，通常情況下，水位上升的原因均呈現(xiàn)幾種因素導(dǎo)致。

倘若地下水經(jīng)常性升降，則對巖土工程將造成非常嚴(yán)重的危害。地下水升降的改變能直接誘發(fā)膨脹性巖土出現(xiàn)不均勻和不平衡的縮脹變形，而且將致使巖土的收縮膨脹頻率不斷增加，從而造成地裂引發(fā)一系列建筑物尤其為輕型建筑物的嚴(yán)重?fù)p害和破壞。地下水于天然狀態(tài)下，其動水壓力較為薄弱，常規(guī)條件下不會構(gòu)成嚴(yán)重威脅，倘若人為因素導(dǎo)致地下水天然動力失去平衡，于散動的動水壓力作用下，時常引發(fā)嚴(yán)重的巖土工程危險，例如：基坑突涌、管涌和流砂，直接影響整個建筑工程項(xiàng)目的進(jìn)行以及質(zhì)量。

5.結(jié)論

巖土工程最重要的問題當(dāng)屬水文地質(zhì)問題，科學(xué)有效地勘察地下水信息數(shù)據(jù)，謹(jǐn)慎考究其中數(shù)據(jù)資料的準(zhǔn)確性，提高勘察資料的可靠性，合理使用巖土資源的潛在價值，幫助建筑工程能更好的順利進(jìn)行。所以為提升巖土工程勘察質(zhì)量，在工程勘探過程中不但需了解與巖土工程相關(guān)的水文地質(zhì)問題，以便預(yù)防地下水對巖工程的威脅，促進(jìn)巖土工程勘探技術(shù)的快速發(fā)展，推動社會的進(jìn)步[5]。

水文地質(zhì)工作于建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、持力層選擇、工程地質(zhì)災(zāi)害勘察和防治等問題有著直接的作用，隨著現(xiàn)代化的進(jìn)程不斷加快，建筑行業(yè)同時也不斷進(jìn)步，而工程勘察也得到了普遍的重視，堅(jiān)持嚴(yán)格對待水文地質(zhì)工作，能極大地幫助建筑工程的順利進(jìn)行。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]徐朋靜.關(guān)于巖土工程勘察中水文地質(zhì)問題的研究[J].科技資訊，2010（33）：39.

[2]郭岐山.工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的探討[J].科技風(fēng)，2010（16）：117.

[3]王飛，金龍.淺析水文地質(zhì)問題在工程勘察中的重要性[J].科技信息，2010（36）：632.

[4]許傳榮.水文地質(zhì)條件在巖土工程勘察中的重要性[J].民營科技，2010（9）：3-7.

[5]華根苗.重視工程勘察中的水文地質(zhì)問題[J].科技風(fēng)，2010（02）：149.