論水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的應(yīng)用

林彬　丁波

摘要：近些年來，伴隨著社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)水平的高速提升，我國人們對住房的需求與要求也越來越高，我國的建筑行業(yè)正以前所未有的速度發(fā)展著，多式多樣的建筑項(xiàng)目層出不窮。其中，巖石工程是開展建筑工程的基礎(chǔ)，而水文地質(zhì)在巖石工程勘察中則發(fā)揮著日益重要的作用，但是在巖石工程勘察中水文地質(zhì)是最容易被忽視的環(huán)節(jié)。這樣就極其容易為工程帶來一定的危害，例如地面的開裂、地表的下陷，以及巖石的變形等情況。本文主要在巖土工程中水文地質(zhì)勘查要求的基礎(chǔ)上，簡單介紹了水文地質(zhì)對巖土工程勘察產(chǎn)生的危害，并且系統(tǒng)闡述了水文地質(zhì)在巖石工程勘察中的具體應(yīng)用，希望能為我國相關(guān)工作人員的從業(yè)具有一定的指導(dǎo)意義。

在巖石工程的勘察中，制定嚴(yán)格的勘察計(jì)劃對于施工的順利實(shí)施，具有不可忽視的重要作用。嚴(yán)格的勘察計(jì)劃是巖石工程開展的前提與基礎(chǔ)。目前，該問題已經(jīng)成為社會的熱點(diǎn)問題，越來越多的科研人員開始投入到相關(guān)的科研工作中，要想提升巖石工程的勘察效率，就要充分發(fā)揮水文地質(zhì)在其中的重要應(yīng)用。但是，目前我國巖石工程一般將水文地質(zhì)問題作為馬虎應(yīng)付的必要程序，并未真正發(fā)揮其作用。在巖石工程的勘察中，應(yīng)該根據(jù)工作的具體需要，通過相關(guān)的資料搜集，挖掘水文地質(zhì)對于工程的實(shí)際應(yīng)用，加強(qiáng)水文地質(zhì)在巖石工程勘察中的作用，從而在一定程度上提升巖石工程的勘察質(zhì)量。

一、巖土體的水理性質(zhì)

1.1給水性。因?yàn)榈厍虿豢珊鲆暤闹亓ψ饔茫谄綍r巖石必然會從其縫隙中就出部分的水，在一般情況下，給水性是用來評價巖石質(zhì)量高低的標(biāo)準(zhǔn)條件之一，其主要是通過實(shí)驗(yàn)室中特定的儀器設(shè)備進(jìn)行測量，只有準(zhǔn)確掌握與清楚了解巖石的給水性程度，才可以保證后面的巖石工程的開展，避免巖石的給水性給建筑物穩(wěn)定性帶來的干擾。

1.2膨脹收縮性。巖石的膨脹收縮性主要表現(xiàn)為巖石在吸水的時候會產(chǎn)生一定的膨脹，在缺水的時候，也必然會產(chǎn)生一定的收縮。關(guān)于巖石膨脹收縮性的相關(guān)數(shù)值有體縮率、膨脹率等。在失水情況下，組成巖石的相關(guān)分子間的距離會在一定程度上縮小。因此，就會產(chǎn)生巖石收縮的情況，同樣，在巖石浸水的情況下，巖石分子間的距離會在一定程度上擴(kuò)大，則巖石就會產(chǎn)生膨脹的情況。若巖石反復(fù)的膨脹收縮，就會造成巖石的不可逆形變，因此，就會導(dǎo)致地面的開裂或者建筑物的變形等問題。

1.3崩解性。巖石的崩解性是指巖石在浸水的情況下，巖石就會產(chǎn)生自身的出水問題，而一旦巖石內(nèi)部產(chǎn)生出水問題，則巖石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與牢固性就會在很大程度上被削弱，水分極其容易將巖石上的膠結(jié)物溶解，與此同時，巖石表面的水分子黏結(jié)，形成了一張類似水化膜的物質(zhì)，在進(jìn)一步的程度上削弱了巖石的粘結(jié)性，因此，巖石就會產(chǎn)生自身的崩解，即為巖石的崩解性。

1.4軟化性。巖石在浸水后，會在很大程度上增大巖石分子間的距離，其必然削弱巖石分子間的力的作用，巖石的軟化性是用于考核建筑耐風(fēng)化水平高低的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。而巖石的軟化系數(shù)是評價巖石軟化程度的精確化的依據(jù)。例如泥巖、粘性土壤的軟化系數(shù)就較高，而花崗巖等巖石的軟化系數(shù)就較低，將軟化性大的巖石作為建筑材料的話，一旦地下水上升，其就會產(chǎn)生軟化，對建筑物地基的穩(wěn)定性存在很大的威脅，甚至?xí)绊懙綆r石工程整體的強(qiáng)度問題。

1.5透水性。透水性是由于巖石是由分子構(gòu)成的，分子間必然存在一定的分子間距離。因此，在地球重力因素的影響條件下，巖石能夠允許部分的水通過。一般而言，透水性的強(qiáng)弱主要是由滲透系數(shù)來表示的，在正常情況下，硬度較大的巖石的滲透性也較好，而硬度較小的巖石，本身分子間距離就小。因此，其透水性必然不會很好。

二、水文地質(zhì)對巖土工程勘察產(chǎn)生的危害

2.1地下水位上升。導(dǎo)致地下水位上升的原因有許多，一般主要是由于含水層的結(jié)構(gòu)、氣候變化以及人為因素造成的，例如降雨量驟增、人為開挖灌溉以及工程施工等原因，或者是以上多方面原因共同作用的結(jié)果。但是不管由于任何因素，當(dāng)?shù)叵滤簧仙揭欢ǔ潭葧r，其對巖石工程的影響無法忽視。在極端情況下，甚至?xí)a(chǎn)生一定的危害。首先，地下水位的上升極其容易導(dǎo)致土壤的鹽漬化，就會對于土壤質(zhì)量具有一定的危害，當(dāng)土壤產(chǎn)生鹽漬化，則巖石工程的相關(guān)建筑物的地基就會受到很強(qiáng)的腐蝕；其次，地下水位的上升會導(dǎo)致河岸等巖石產(chǎn)生崩塌以及滑動等問題，尤其一些結(jié)構(gòu)特殊、硬度不高的巖石就極其容易被破壞；最后，水位上升會導(dǎo)致地表細(xì)沙的液化流失，容易導(dǎo)致地基下陷，建筑物不穩(wěn)等情況。因此，做好水文地質(zhì)的勘察工作尤為重要，地下水位的變化給巖石工程帶來的危害不可小覷。

2.2地下水位下降。在一般情況下，地下水位降低的主要原因是人為因素。例如無限量的開挖取水、濫用地下水以及煤礦開采等，甚至建造堤壩也會導(dǎo)致地下水位的降低，由于堤壩的建立，上游減少了對下游的水量供給。因此，導(dǎo)致下游地下水位的降低、地下水位的降低，輕則導(dǎo)致地面開裂，重則導(dǎo)致地面塌陷，甚至對地下水源的質(zhì)量都具有一定的影響。地下水位的降低問題，對于巖石工程的穩(wěn)定性、人們居住環(huán)境的可靠性都形成了一定的威脅。因此，對水文地質(zhì)的勘察，能在一定程度上回避部分地下水位在未來會下降。

2.3地下水位反復(fù)升降。地下水位的升降會導(dǎo)致該地區(qū)的巖石結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的變形。當(dāng)水位上升，巖體膨脹；當(dāng)水位下降，巖體縮?。划?dāng)?shù)叵滤环磸?fù)升降時，會導(dǎo)致巖體頻繁變大縮小，最后極其容易形成不可逆的巖石形變。并且，當(dāng)?shù)叵滤簧党潭仍龃蟮揭欢ǔ潭葧r，甚至?xí)l(fā)地裂，其對建筑的穩(wěn)定性則具有破壞性的危害作用。與此同時，地下水位的反復(fù)升降，會帶走土壤中的相關(guān)化學(xué)元素，例如，鐵、鋁等重金屬元素的流失會導(dǎo)致土質(zhì)的疏松，土壤之間的空隙增大，土壤的承受力就會大大降低，就會給巖石工程的開展造成一定的困難。

三、水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的應(yīng)用

3.1自然地理?xiàng)l件的勘察。自然地理?xiàng)l件主要包括兩方面的內(nèi)容，一方面是氣象的水文特征，而另一方面則是該區(qū)域的地形特點(diǎn)，其中氣候的水文特征主要是指工程區(qū)域的氣候特點(diǎn)。例如熱帶雨林還是溫帶季風(fēng)等，以及空氣濕度、降雨量等氣候特點(diǎn)，而地形特點(diǎn)則主要指的是周圍的山地、高原等地形分布狀況，以及地形的平坦程度以及水土流失情況等。對于自然地理?xiàng)l件的勘察是開展巖石工程的前提與基礎(chǔ)，為工程的開展提供了一定的理論依據(jù)，能夠在一定程度上保證工程開展的安全性與可靠性。因此，加大對自然地理?xiàng)l件的勘查，能夠幫助施工人員及時了解當(dāng)?shù)氐臍夂?、地質(zhì)情況，進(jìn)而對巖土工程的順利開展奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2地質(zhì)情況的勘察。在巖石工程的開展中，地質(zhì)情況的勘察具有其不可忽視的重要作用。工程施工地的地質(zhì)情況主要是指施工地點(diǎn)的地質(zhì)構(gòu)造、地層結(jié)構(gòu)以及相關(guān)的地形板塊的運(yùn)動情況等，而地下水的水位高低程度也是工程開展需要重點(diǎn)參考的數(shù)據(jù)之一。其不僅包括近些年該地區(qū)地下水位的變化情況、升降以及供給問題等，還包括地表水與地下水的轉(zhuǎn)化情況。地質(zhì)情況的勘察是巖石工程中水文地質(zhì)勘查的重要要求之一，不僅能夠保證工程施工的質(zhì)量，還能保證建筑的安全性、使用壽命等問題。因此，對工程開展的順利進(jìn)行具有無可替代的重要作用。

3.3含水層以及隔水層分布情況的勘察。水文地質(zhì)的勘察包括許多內(nèi)容，其中含水層也需要進(jìn)行一定的勘察。其中地下水的水流方向、水位高低情況以及相關(guān)的供給問題都主要與含水層與隔水層的分布情況密切相關(guān)，一般巖石工程都會通過現(xiàn)場的實(shí)地勘察來記錄其相關(guān)因素的具體數(shù)據(jù)。例如含水層厚度、水流狀況以及滲透系數(shù)等，對含水層的準(zhǔn)確判斷能夠有效防止建筑基層的下陷、腐蝕等問題。對含水層數(shù)據(jù)的勘察能夠?yàn)閹r石工程的施工提供一個可靠的質(zhì)量保證。因此，在水文地質(zhì)的勘察中，含水層的勘察十分重要。

3.4地下水位的勘察。在巖石工程的施工中，地下水位對施工的安全性與建筑的穩(wěn)定性都有著無可替代的重要作用。其變化會對建筑的相關(guān)性質(zhì)以及施工的實(shí)際情況造成一定的影響。因此，在巖石工程開展前，對地下水位的勘察具有十分特殊的實(shí)際意義，在對地下水位勘察時，不僅應(yīng)該搜集當(dāng)時的相關(guān)數(shù)據(jù)，還可以利用當(dāng)?shù)氐臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)與前幾年該地區(qū)的地下水位情況進(jìn)行一定的對比和分析。與此同時，地下水的補(bǔ)給情況、排泄問題的調(diào)查也必不可少，由于地下水對于巖石工程開展的特殊意義，所以應(yīng)該是勘察的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。

四、結(jié)論

綜上所述，在當(dāng)下經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的形勢下，我國的建筑行業(yè)取得了一定的成績。然而，在建筑行業(yè)中其存在的各類問題不可忽視，尤其是水文地質(zhì)在巖石工程勘察中的重要作用更是不可忽視。因此，本文主要在巖土體給水性、膨脹收縮性、崩解性、軟化性以及透水性等水理性質(zhì)的基礎(chǔ)上，對地下水位上升、地下水位下降以及地下水位頻繁升降等水文地質(zhì)對巖土工程勘察產(chǎn)生的危害進(jìn)行了簡單的介紹，并對水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，主要包括自然地理?xiàng)l件的勘察、地質(zhì)情況的勘察、含水層以及隔水層分布情況的勘察，以及地下水位的勘察等應(yīng)用。希望能為我國巖石工程勘察質(zhì)量的提升提供具有一定意義的借鑒。