分析巖土工程中水文地質(zhì)勘察的作用

趙廣輝

[摘要]在巖土工程里水文地質(zhì)勘察工作經(jīng)常被忽視，所以資金的投入比較少，勘察的技術(shù)相對(duì)落后。但是巖土工程與水文地質(zhì)是緊密相連的，兩者相互作用、相互聯(lián)系，水文地質(zhì)工作在巖土工程中起著勘察、基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害的防治等作用，它不僅僅是基礎(chǔ)工程中的一項(xiàng)環(huán)境因素，還影響著整個(gè)巖土工程的穩(wěn)定安全。所以加強(qiáng)水文地質(zhì)的勘查技術(shù)，增強(qiáng)水文地質(zhì)在巖土工程中的地位，利于整個(gè)工程順利安全的進(jìn)行。

[關(guān)鍵詞]巖土工程 水文地質(zhì) 勘察

[中圖分類(lèi)號(hào)] P641.4+3 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-3-236-2

1引言

巖土工程就是以巖石土體作為工作研究對(duì)象，主要的基本內(nèi)容有工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、土體力學(xué)以及基礎(chǔ)工程，巖土工程的勘察是一門(mén)實(shí)踐要求很高的學(xué)科，他是工程建設(shè)的基礎(chǔ)，優(yōu)良的巖石土體工程勘察成果可以節(jié)約造價(jià)，縮短工期。水文地質(zhì)工作在建筑物基礎(chǔ)持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地質(zhì)災(zāi)害防治、邊坡勘察工程、坑道勘察工程中都起著重要的作用，但在實(shí)際巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中水文地質(zhì)工作始終是一個(gè)重要但也極易被忽視的問(wèn)題，由于沒(méi)有深入研究水文地質(zhì)問(wèn)題，導(dǎo)致經(jīng)常發(fā)生有地下水引發(fā)的各種巖土工程危害問(wèn)題，是勘查與設(shè)計(jì)工作處于尷尬的境地。鑒于工程地質(zhì)勘察的準(zhǔn)確與否對(duì)房屋的建筑成本有著直接的影響作用，并直接影響著整個(gè)建筑項(xiàng)目的綜合效益，而巖土水文地質(zhì)勘察工作在工程地質(zhì)勘察中也占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。在工程的地質(zhì)勘察中，做好水文地質(zhì)勘察及研究工作，對(duì)于后續(xù)項(xiàng)目的順利進(jìn)行有著重要而深遠(yuǎn)的意義。

2水文地質(zhì)在巖土工程中的重大作用

在巖土工程勘察活動(dòng)中，最為重要且最易被人們忽視的問(wèn)題之一，就是水文地質(zhì)問(wèn)題。究其原因，是因?yàn)楣こ痰刭|(zhì)與水文地質(zhì)之間的關(guān)系十分密切，兩者之間是相互作用且相互影響的關(guān)系。但是，地下水是巖土體的重要組成部分，因此其對(duì)巖土體各項(xiàng)物理性質(zhì)具有重大影響。同時(shí)，其對(duì)建筑物及其基礎(chǔ)的穩(wěn)定性與持久性具有決定性作用。在我國(guó)一些地質(zhì)、水文情況十分復(fù)雜的地區(qū)，由于缺乏對(duì)水文地質(zhì)的準(zhǔn)確、深刻研究，致使項(xiàng)目設(shè)計(jì)方在設(shè)計(jì)過(guò)程中忽視了對(duì)水文地質(zhì)條件情況的考慮，時(shí)常發(fā)生因地下水原因引起的巖土工程事故。在這種情況下，要想切實(shí)提高建筑物的施工質(zhì)量，是難以實(shí)現(xiàn)的。由此可見(jiàn)，在進(jìn)行巖土工程勘察過(guò)程中或者對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，進(jìn)行嚴(yán)格、精準(zhǔn)、全面的水文地質(zhì)勘察是十分有必要的。

3由地下水引發(fā)的巖土工程危害問(wèn)題

3.1地下水升降變化引起的巖土工程地質(zhì)問(wèn)題

（1）由于水位上升引發(fā)的地質(zhì)問(wèn)題，只是潛水為上升的原因復(fù)雜多樣的，包括含水層結(jié)構(gòu)與總體的言行產(chǎn)狀等地質(zhì)的因素，還有降水量與溫度等水文氣象的因素以及像人工灌溉和施工的人為因素，有的時(shí)候還可能是多種因素綜合的結(jié)果。潛水層的上升會(huì)對(duì)巖土工程產(chǎn)生以下影響：土壤沼澤，加大土體及地下水對(duì)建筑物的腐蝕；斜坡、河岸等巖土體造成側(cè)滑、倒塌等地質(zhì)的不良現(xiàn)象；一些特殊的巖土體的屬性以及結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，會(huì)引起建筑物上部的傾斜、裂縫，甚至?xí)拐w失穩(wěn)倒塌。

（2）由于水位的下降而引起的巖土工程的地質(zhì)問(wèn)題中，大部分是人為因素產(chǎn)生的，例如大量的冀中星的抽排地下水、礦產(chǎn)的開(kāi)采過(guò)程中礦床的疏干及上游筑壩、修建水庫(kù)劫奪下游的地下水的供給等都會(huì)產(chǎn)生地下水位的下降。地下水的不斷的下降，會(huì)產(chǎn)生地面的沉降、塌陷、裂縫等地質(zhì)災(zāi)害及地下水資源的枯竭、水質(zhì)的惡化等環(huán)境問(wèn)題，對(duì)土體及建筑物的穩(wěn)定和人類(lèi)居住的環(huán)境都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

（3）地下水位的不斷變化是巖土工程的水文地質(zhì)勘查中的一個(gè)復(fù)雜的難題，地下水位的不斷變化，巖土體的收縮膨脹變形就會(huì)隨之頻繁變化并加劇，日積月累，將會(huì)對(duì)建筑物的安全穩(wěn)定產(chǎn)生嚴(yán)重危害，給工程的安全使用造成很大的隱患影響。在一些工程項(xiàng)目中，由于水文地質(zhì)問(wèn)題沒(méi)有受到足夠的重視，或沒(méi)有對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行相關(guān)的勘察工作，從而導(dǎo)致巖土工程地質(zhì)問(wèn)題頻發(fā)的案例不在少數(shù)。

3.2地下水動(dòng)水壓力作用引起的巖土工程地質(zhì)問(wèn)題

在沒(méi)有人為因素影響的情況下，地下水在天然狀態(tài)下幾乎不會(huì)對(duì)巖土工程造成危害。相反，如果人為活動(dòng)使地下水天然動(dòng)力失去平衡，移動(dòng)的動(dòng)水壓力作用于巖土工程，就會(huì)引發(fā)包括管涌、流砂、基坑突水、涌水等危害。

4水文地質(zhì)勘測(cè)內(nèi)容

建筑工程在進(jìn)行勘察的過(guò)程中，如果沒(méi)有考慮水文地質(zhì)因素，將會(huì)給工程的安全性以及穩(wěn)定性造成非常大的影響。而若在工程勘察過(guò)程中對(duì)工程周邊的水文地質(zhì)條件問(wèn)題進(jìn)行深度的勘察研究，并且依據(jù)勘察結(jié)果對(duì)工程周邊的水文地質(zhì)條件做出相應(yīng)的評(píng)價(jià)，通過(guò)勘察結(jié)果同時(shí)參考吸取類(lèi)似工程在水文地質(zhì)問(wèn)題方面處理的成功經(jīng)驗(yàn)等，將能夠給后續(xù)的工程設(shè)計(jì)以及工程施工提供非?？煽康囊罁?jù)，而且還可以避免或減輕后續(xù)工程施工過(guò)程中不必要的水文地質(zhì)方面的危害問(wèn)題。在以往的工程勘察過(guò)程中，由于缺乏評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土工程的危害，從而引發(fā)建筑物地基不均勻沉降以及主體開(kāi)裂的工程事故時(shí)有發(fā)生。

針對(duì)巖土體對(duì)建筑物產(chǎn)生的影響做定性分析，并對(duì)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響作出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。提供的詳實(shí)的水文地質(zhì)資料的具體內(nèi)容分為以下幾個(gè)方面：

（1）自然地理?xiàng)l件，這里包括工程所在地的地形地貌、氣象水文特征等內(nèi)容，地形地貌包括工程地區(qū)周?chē)唧w的水體以及平原和高原的特征，勘測(cè)地形是否開(kāi)闊平坦及地貌的侵蝕和堆積情況。氣象水文特征是指工程地屬亞熱帶還是熱帶氣候或是季風(fēng)氣候，有怎樣的濕潤(rùn)度和熱量等。

（2）地質(zhì)環(huán)境條件，包括工程所在地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、基建構(gòu)造、土層或巖層滲透性強(qiáng)弱及滲透參數(shù)、承壓含水層的特征及水頭等。

（3）地下水位情況，包括近年來(lái)水位的高低及變化幅度趨勢(shì)、地下水的補(bǔ)給排泄條件、地下水位的影響、地下水和地表水的補(bǔ)排關(guān)系及污染程度等。地下水的變化對(duì)巖土工程有很大的影響，是工程勘測(cè)的重點(diǎn)。

（4）含水層和隔水層的厚度、埋深和分布組合關(guān)系，主要含水層的分布、厚度及埋深情況；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試地層滲透系數(shù)等水文地質(zhì)系數(shù)等，不同的地質(zhì)條件對(duì)地下水的影響，判定地下水對(duì)建筑物的腐蝕性等內(nèi)容。

5水文地質(zhì)勘察參數(shù)測(cè)定

在水文地質(zhì)勘查中，影響巖土工程計(jì)算的三個(gè)方面是地質(zhì)條件、計(jì)算模式、計(jì)算參數(shù)，因此對(duì)水文地質(zhì)勘測(cè)中參數(shù)的有真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠的要求，測(cè)定水文地質(zhì)中的相關(guān)參數(shù)應(yīng)使用科學(xué)合理的方法?，F(xiàn)在的薄弱環(huán)節(jié)是地下水在工程地質(zhì)勘測(cè)評(píng)價(jià)中定量和定性的分析。

水文地質(zhì)條件不同，各種勘測(cè)參數(shù)也不相同，因此只有弄明白水文地質(zhì)的具體情況才能采取相應(yīng)的措施。工程地質(zhì)勘測(cè)過(guò)程中，凡是經(jīng)過(guò)水地層的都要進(jìn)行水文地質(zhì)測(cè)定，主要進(jìn)行測(cè)定水位、地下水手頭系數(shù)和倒水系數(shù)、給水度、越流因素、吸水率以及釋水系數(shù)等。

測(cè)定滲透系數(shù)。開(kāi)挖的深基坑都要進(jìn)行滲透試驗(yàn)，以便能更精確，更迅速的來(lái)確定滲透系數(shù)。然而一些弱透水地層則需采用室內(nèi)試驗(yàn)的方法，此外也可以采用現(xiàn)場(chǎng)或室內(nèi)兩種綜合的方式來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤。必要時(shí)還應(yīng)計(jì)算邊坡失穩(wěn)引起的建筑物不穩(wěn)。

地基鉆孔和測(cè)壓管觀測(cè)是水文地質(zhì)常用的兩種測(cè)定的方法。測(cè)定地下水的滲透系數(shù)、單位吸水率和導(dǎo)水系數(shù)通常采用抽水、注水、壓水實(shí)驗(yàn)和采樣內(nèi)滲透試驗(yàn)。在現(xiàn)代的水文地質(zhì)中越來(lái)越看重抽水試驗(yàn)。通過(guò)鉆孔或在水井中抽水依據(jù)滲透系數(shù)應(yīng)用的范圍來(lái)采用不同的方法是抽水試驗(yàn)法。微水試驗(yàn)是一種簡(jiǎn)便、快捷的測(cè)定方式，主要在野外運(yùn)用，是通過(guò)注入的水量來(lái)觀察水位的恢復(fù)規(guī)律和時(shí)間的變化參數(shù)。

6總結(jié)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地下建筑物的廣泛運(yùn)用，水文地質(zhì)工作在巖土工程勘察中的作用越來(lái)越重要。為處理工程施工過(guò)程中因水文地質(zhì)問(wèn)題而誘發(fā)的安全隱患，必須在勘察階段就采用科學(xué)合理的方法進(jìn)行相關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)的測(cè)定，并通過(guò)行之有效的分析方法給出客觀準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。而由此可見(jiàn)，切實(shí)做好巖土工程勘察當(dāng)中對(duì)于水文地質(zhì)方面的問(wèn)題分析，進(jìn)一步加強(qiáng)其在巖土工程勘察當(dāng)中的積極影響和作用，是整個(gè)巖土工程勘察行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的源泉。只有對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題分析明確，才能夠?qū)r土工程的平穩(wěn)、安全實(shí)施，進(jìn)行良好的預(yù)防與治理。

參考文獻(xiàn)

[1]曹建生，張萬(wàn)軍，劉昌明，楊永輝.裂隙巖體滲流補(bǔ)給特性及邊坡穩(wěn)定對(duì)策研究，北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007.

[2]李堅(jiān).巖土工程勘察中的水文地質(zhì)分析.中國(guó)新技術(shù)產(chǎn)品，2012.

[3]孔德坊.工程巖土學(xué)[M].地質(zhì)出版社，1994.